常量表达式中具有未初始化成员的“默认”构造函数

以下最小示例因未初始化数组数据成员而被 Clang 和 GCC 拒绝：

class vector3
{
public:
    constexpr vector3() = default;
private:
    float m_data[3];
};

constexpr auto vec = vector3{};

这会产生相当直接的错误：

<source>:4:15: error: explicitly defaulted function 'constexpr vector3::vector3()' cannot be declared 'constexpr' because the implicit declaration is not 'constexpr':
    4 |     constexpr vector3() = default;
      |               ^~~~~~~
<source>:6:11: note: defaulted default constructor does not initialize 'float vector3::m_data [3]'
    6 |     float m_data[3];
      |           ^~~~~~

Live Example https://gcc.godbolt.org/z/Kvh8Wf3P3

上述代码的目标是确保vector3可以通过值初始化在常量表达式中使用（例如vector3{}），这会将子元素（m_data).

该错误的发生是由于使用constexpr关键字，修复方法只是删除该关键字并允许default正确推断是否可以在常量表达式中使用：

class vector3
{
public:
    vector3() = default;
private:
    float m_data[3];
};

constexpr auto vec = vector3{}; // now works?

奇怪的是，这实际上现在有效-- 并且仍然能够产生一个常量表达式，m_data被零初始化，如 GCC 的程序集中所示（Clang 中存在类似的情况，但使用 XOR 指令）：

vec:
        .zero   12

Live Example https://gcc.godbolt.org/z/PYod6Y6z1

我的问题是：怎么可能= default产生一个（有效）constexpr构造函数，而constexpr ... = default由于无效而失败constexpr?

此问题似乎影响 C++20 之前的 C++ 版本（C++11 到 C++17）。 C++20 中对此进行了更改吗？

Live Example https://gcc.godbolt.org/z/38rGedeeE

是的，确实在 C++20 中，规则发生了变化，因此constexpr不再需要构造函数来初始化所有非静态成员和基类子对象。

在 C++20 之前，我们有一个有趣的情况，即您的构造函数无法声明constexpr，但对象vector3类型仍然可以在常量表达式中使用，因为在第一个声明中显式默认的默认构造函数实际上并不called在值初始化期间，除非它是不平凡的（C ++ 17 [dcl.init] / 8.2），因此禁止调用非constexpr常量表达式内的函数不会被触发。这不是编译器错误；而是编译器错误。这只是语言中的一个怪癖。