类外初始化constexpr静态成员时，声明是否需加constexpr？

先来看C++17的核心规则：

C++17 §10.1.5/1 规定：
constexpr说明符仅可应用于变量或变量模板的定义，或函数或函数模板的声明。用constexpr说明符声明的函数或静态数据成员隐式为inline函数或变量（10.1.6）。若函数或函数模板的任一声明带有constexpr说明符，则其所有声明都必须包含constexpr说明符。

这里的关键细节很明确：条款强制要求函数和函数模板的所有声明必须统一带constexpr，但完全没有提及变量的声明与定义需要保持一致。其实这条规则从C11起就存在（对应C11 §7.1.5/1），业内专家也指出过这一点——标准并没有对变量的constexpr声明一致性做强制要求。

再看constexpr变量的基础约束：

C++17 §10.1.5/9 规定：
在对象声明中使用constexpr说明符会将该对象声明为const。此类对象必须具有字面类型且必须被初始化。在任何constexpr变量声明中，初始化的完整表达式必须是常量表达式（8.20）。

当然，不管constexpr是否要求一致，变量声明和定义的const属性必须匹配，这是C++的基本规则。

接下来看静态数据成员的特殊规则：

C++17 §12.2.3.2/2-3 指出：
2 类定义中非inline静态数据成员的声明并非定义，其类型可以是除cv void外的不完整类型。未在类定义中inline定义的静态数据成员的定义必须出现在包含该成员类定义的命名空间作用域中。在命名空间作用域的定义中，静态数据成员的名称必须通过::运算符由其类名限定。静态数据成员定义中的初始化表达式处于其类的作用域内（6.3.7）。
3 若非volatile非inline的const静态数据成员属于整数或枚举类型……若该成员用constexpr说明符声明，则可在命名空间作用域中无初始化器地重声明（此用法已废弃；参见D.1）。其他静态数据成员的声明不得指定大括号或等号初始化器。

对应的废弃条款补充说明：

C++17 §D.1/1 说明：
为兼容之前的C++国际标准，constexpr静态数据成员可在类外冗余地无初始化器重声明。此用法已废弃。

结论推导 #

从这些条款可以得出：如果类内静态成员声明时带有constexpr，那么命名空间作用域的定义属于冗余重声明，必须省略初始化器——初始化表达式只能放在类内的声明中。但这里有个特殊场景：如果静态成员的类型是类自身（此时类在声明成员时是不完整类型），就无法在类内初始化，这时候该怎么办？

合法示例 #

针对这种自身为字面类型的类的静态成员，我们可以这样写：

struct S {
    static S const ZERO; // 不带`constexpr`，但依然是`const`
    constexpr S(int value = {}) : _value{ value } {}
    int const _value;
};
constexpr S S::ZERO{ 0 }; // C++17中隐式为`inline`且`const`

GCC、Clang和MSVC都支持这种写法，但也有开发者质疑它的正确性。

核心问题解答 #

回到最开始的问题：变量的声明与定义之间使用不匹配的constexpr说明符是否违反标准？

根据标准条款的明确表述，函数/函数模板要求所有声明必须统一constexpr，但变量没有这个强制要求。也就是说，类内声明不带constexpr、类外定义带constexpr的写法是符合标准的——这也完美解决了“自身类的constexpr静态成员无法类内初始化”的矛盾：因为类内声明不需要带constexpr，只需要保持const属性，类外定义再用constexpr完成初始化，完全符合标准要求。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者monkey0506