constexpr构造函数以成员地址初始化基类：GCC/MSVC与Clang谁正确

问题代码 #

struct base {
  int* base_member;
};

struct obj_t {
    constexpr int* data() {
        return &m_data;
    }
    int m_data;
};

class derived : public base {
public:
  constexpr derived() :
    base{derived_member.data()},
    derived_member{42}
  {}

private:
  obj_t derived_member;
};

constexpr derived g_obj{};

现象描述 #

根据类对象初始化规则，基类子对象的初始化顺序严格早于派生类非静态数据成员的初始化。上述代码中，derived的构造函数初始化基类base时，派生类成员derived_member尚未完成初始化，此时调用其data()成员函数，常规认知属于未定义行为，放在常量表达式上下文应当触发编译错误。

但实际不同编译器表现存在差异：

• GCC与MSVC接受该代码，无报错
• Clang拒绝编译，报错包括「此处使用未初始化字段derived_member」「constexpr变量必须由常量表达式初始化」「常量表达式中不允许在对象生命周期外调用成员函数」，且该行为不受告警参数配置影响

后续补充测试显示：若将调用data()取地址的逻辑替换为直接用&运算符取地址、使用std::addressof取地址、或是自定义简易addressof实现取地址，三大编译器均接受代码。

补充测试临时对象场景，代码如下：

struct base; // 定义同上
struct obj_t; // 定义同上
class derived; // 定义同上

constexpr int dummy = [](){
    derived g_obj{};
    return 13;
}();

该场景下同样存在GCC、MSVC接受，Clang拒绝的表现。

标准合规性判定 #

根据C++标准的明确规定：

1. 对于存储已分配但生命周期尚未开始的对象，只要对应成员不是虚基类成员，获取其非静态数据成员的地址属于合法操作，这也是直接取地址的版本被所有编译器放行的原因。
2. 在对象生命周期正式开始之前，调用该对象的非静态成员函数属于未定义行为。而常量表达式的核心要求之一就是不能包含未定义行为，因此相关代码放在constexpr上下文时，编译器应当诊断出错误。

综上，Clang的行为完全符合C++标准规定，GCC和MSVC属于实现偏差，没有正确诊断出该常量表达式中存在的未定义行为。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者janekb04