const参照の引数にstaticメンバ変数を渡したい

Question

前提・実現したいこと

g++でconst参照の引数にstaticメンバ変数を渡したいです．
以下のようなソースコードをコンパイルしたところ，VC++ではエラーは発生せず，コンパイルできました．
ところが，g++ではエラーが発生し，コンパイルができませんでした．
このようなエラーが出る理由と解決策を教えていただけると助かります．

エラーメッセージ

undefined reference to `C::N'

該当のソースコード

class C {
public:
	static const int N = 0;
};
void func(const int &n) {
	// do something
}
int main() {
	func(C::N);
	return 0;
}

Comments

[cateye]

単純な疑問ですが、変更する予定のない(const)変数を参照渡しにする理由は何でしょう？

Answer 1

C++14 以前では、static メンバー変数を参照するには、デフォルトメンバー初期化（クラス宣言の中で初期値を指定すること）だけでは不足で、以下のように変数の定義を書く必要があります。

class C {
public:
     static const int N = 0;
};
const int C::N; // ← ここ （デフォルトメンバー初期化で初期値が指定されているので、初期値を書く必要はない）

C++17 以降では、inline を付けることで、定義をしなくても良くなりました。inline を使う場合は、変数定義を別に書いてはいけません。
また、C++17 以降では constexpr に inline の意味も含まれるようになったので、Chironian さんの回答の通り constexpr を付けることでも解決します。
ただし C++14 以前のコンパイラーを使う予定があるのであれば、これに依存することはせずに、上のように書いたほうが良いでしょう。

参考： cppreference.com static members → "Constant static members" の節

Comments

[s8079]

わかりやすい説明ありがとうございます．
試行錯誤する中で，引数をキャストすることでも解決できることを発見しました．
定義はしていないのにコンパイルができてしまいます．
このような書き方はやめておいたほうが良いでしょうか．
func(static_cast<const int>(C::N));

[yuki23]

キャストで直ったように見えるのは、キャストの引数に渡すときに、値をコピーした一時オブジェクトができる（とコンパイラが解釈する）からではないかと思われます。
タイムリーなことに、似たような試行錯誤をしてらっしゃる方がいました。
https://qiita.com/Nabetani/items/d8a3ebccaef03cd18d81

1箇所だけしか使わないというのでなければ、何箇所にも同じことを書くことになってしまいますので、できればやめておいたほうがいいでしょう。

[s8079]

VCコンパイラとGCCコンパイラで結果が異なるのは「コンパイラ様の気持ち次第」だからなんですね．

[yuki23]

正確には、VC++でコンパイルが通ってしまうのはVC++のバグだと思います。VC++は規格の準拠度が低いので、動作をみだりに信用してはいけません。VC++とGCCで結果が違うときはVC++を疑ったほうが良いです。

Answer 2

こんにちは。

渡せても良いような気がするのですが、clangでも同じエラーになりました。
static constは特殊な扱い（本来コンパイル時定数ではないのにコンパイル時定数扱い）なので、何か特別な規定があるのかも知れません。

constexpr static const int N = 0;と定義すれば渡せました。constexprは明示的にコンパイル時定数にします。

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[s8079]

私の環境ではエラーが改善されないのですが，この方法はg++でも使用できますか．

[Chironian]

コンパイラが古いとダメなようです。
gcc 7.1.0以降でC++17を指定するといけるようです。
https://wandbox.org/permlink/XhGWJnc4hHeWEd2B