G++编译含大型数组初始化器的代码时无报错中止的原因

环境配置 #

• 系统：Windows 11
• IDE：Code::Blocks v20.03
• 编译器：MinGW64 g++ 12.2.0

测试代码 #

#define ROW { { 0.0,  0.0 }, {  1.0,  1.0 }, {  2.0,  2.0 }, {  3.0,  3.0 }, {  4.0,  4.0 }, \
    {  5.0,  5.0 }, {  6.0,  6.0 }, {  7.0,  7.0 }, {  8.0,  8.0 }, {  9.0,  9.0 } }
#define ROW8 ROW, ROW, ROW, ROW, ROW, ROW, ROW, ROW
#define ROW64 ROW8, ROW8, ROW8, ROW8, ROW8, ROW8, ROW8, ROW8
#define ROW512 ROW64, ROW64, ROW64, ROW64, ROW64, ROW64, ROW64, ROW64
#define ROW4096 ROW512, ROW512, ROW512, ROW512, ROW512, ROW512, ROW512, ROW512

template <typename T>
class cplx_t {
public:
  T m_re;
  T m_im;

    cplx_t() : m_re(), m_im() {
    }
      
    cplx_t(const T& re, const T& im) : m_re(re), m_im(im) {
    }
    
};

cplx_t<double> test_arr[2048][10] = {
    ROW512, ROW512, ROW512, ROW512
};

int main() {
}

编译现象 #

• 编译上述代码时，g++无任何报错信息直接中止，不生成可执行文件。
• 移除test_arr的初始化语句后，代码可正常编译通过。
• 将自定义cplx_t替换为std::complex<double>时，带初始化的代码能正常编译。
• 通过编译器测试验证：GCC 12.2触发内部编译器错误；GCC 10.4、x86-64 Clang 15.0.0可正常编译；x86-64 Clang 3.0.0报类型不完整错误。

问题原因 #

这是GCC 12.2版本的内部编译器错误（ICE），属于编译器自身的逻辑缺陷：

• 自定义模板类cplx_t的聚合初始化逻辑，在处理通过宏展开生成的超大型二维数组时，触发了GCC 12.2在数组初始化或模板类处理中的bug。
• std::complex能正常编译是因为标准库对该类型做了特殊适配，编译器有专门的优化处理路径，避开了这个bug。
• GCC 10.4及后续版本已修复该缺陷，因此可以正常编译。

解决方案 #

• 升级编译器版本：将GCC升级到10.4及以上的稳定版本，即可避开该bug。
• 更换编译器：临时改用Clang编译器编译这段代码。
• 修改初始化方式：避免使用宏展开的静态数组初始化，改用动态分配内存+循环赋值的方式初始化数组，例如：

  cplx_t<double>* test_arr = new cplx_t<double>[2048 * 10];
  for (int i = 0; i < 2048; ++i) {
      for (int j = 0; j < 10; ++j) {
          test_arr[i * 10 + j] = cplx_t<double>(j, j);
      }
  }
  // 使用完记得释放内存
  delete[] test_arr;
  

内容的提问来源于stack exchange，提问作者raku99