C++ 11 中的POD

POD 是英文中Plain Old Data 的缩写，意如其名。 Plain 表示了POD 是普通的类型， C++中常见的类型都是这样的属性，而不像一些存在着虚函数虚继承的类型那么特别。 Old 则体现其和C 的兼容性。比如可以用古老的memcpy（）函数进行复制，使用memset()进行初始化等。

使用POD 有以下几个好处：

1. 字节赋值，可以安全地使用memset 和memcpy对POD 进行初始化和拷贝等操作。

2. 提供对C内存布局兼容，C++ 程序可以与C函数进行相互操作，因为POD 的类型的数据在C和C++间操作总是安全的

3. 保证了静态初始化的安全有效。静态初始化在很多时候能够提升程序的性能，而POD 类型的对象初始化往往简单（比如放在目标文件的.bss 段，在初始化中直接赋0）。

在C++ 11 中，对POD 划分为两个概念的集合，即：平凡的（Trivial）和标准布局的。

　　通常情况下，一个平凡的类或结构体应该符合以下定义

拥有平凡的默认构造函数（Trivial constructor)和析构函数（trivial destructor）

　　　　平凡的默认构造函数就是说构造函数什么都不干，通常情况下，不定义类的构造函数，编译器会为我们生产一个平凡的默认构造函数，而一旦定义了构造函数，即使构造函数不包含参数，函数提里面没有任何代码，那么该构造函数也就不再是 ‘平凡的‘。比如：

struct NonTrivial
{Nontrivial() {}
};

　也可以使用=default关键字显式申明缺省的版本的构造函数，使其’平凡化‘。

　　2. 拥有平凡的拷贝构造函数(trivial copy constructor)和移动构造函数(trivial move constructor). 平凡的拷贝构造函数基本上等同于使用memcpy进行类型的构造。同样地，也可使用=default申明默认的拷贝构造函数。平凡的移动构造函数和平凡的拷贝构造函数类似，只不是用于移动语义。

　　3. 拥有平凡的拷贝赋值运算符(trivial assignment operator) 和移动赋值运算符（Trivial move operator),基本上与平凡的拷贝构造函数和平凡的移动构造函数运算符类似。

　　4. 不能包含虚函数和虚继承

在C++ 11 中，可以使用辅助类模版类判断一个类或结构体是不是平凡的

template <typename T> struct std::is_trivial;

类is_trivial 的成员value 可以用于判断类型T 是不是平凡的类型。下面的代码总结了这四种情况：

#include <iostream>
#include <type_traits>using namespace std;struct Trivial1 { };
struct Trivial2 {
public: int a;
private:int b;
};struct Trivial3{Trivial1 a;Trivial2 b;
};struct Trivial4{Trivial2 a[20];
};struct Trivial5{int x;static int y;
};struct NonTrivial1{NonTrivial1() : z(42){}int z;
};struct NonTrivial2{NonTrivial2(){}int w;};struct NonTrivial3
{Trivial5 c;virtual void f(){}
};int main(int argc, char* argv[])
{cout << is_trivial<Trivial1>::value << endl; //1cout << is_trivial<Trivial2>::value << endl; //1cout << is_trivial<Trivial3>::value << endl; //1cout << is_trivial<Trivial4>::value << endl; //1cout << is_trivial<Trivial5>::value << endl; //1cout << is_trivial<NonTrivial1>::value << endl; //0cout << is_trivial<NonTrivial2>::value << endl; //0cout << is_trivial<NonTrivial3>::value << endl; //0return 0;
}

POD 包含的另外一个概念是标准布局，标准布局的类或结构体应该符合以下的定义：

　　1. 所有非静态成员有相同的访问权限（Public, protected, private)

　　2. 在类或结构体继承时，满足一下两种情况之一

　　　　a. 派生类中有非静态成员，且只有一个仅包含静态成员的基类

　　　　b. 基类有非静态成员，而派生类没有非静态成员

　　这样的类或结构体是标准布局的，比如下面的例子：

struct B1 { static int a; } ;
struct D1 : B1 { int d; };struct B2 { int a; };
struct D2 : B2 { static int d; };struct D3 : B2, B1 { static int d; };
struct D4 : B2 { int d; };
struct D5: B2, D1 { };

　　D1, D2, D3都是标准布局的， D4，D5则不属于标准布局，这实际上使得非静态成员只要同时出现在基类或者派生类中，其即属于非标准布局，而多重继承也会导致类型布局的一些变化，所以一旦非静态成员出现在多个基类中，派生类也不属于标准布局

　　3. 类中的第一个非静态成员的类型与其基类相同

struct A : B { B b; };

　　这样的情况A 就不是一个标准布局，而如下例子：

struct A：B {int a; B b; };

则是一个标准布局

　　4. 没有虚函数和虚继承

　　5. 所有非静态数据成员均符合标准布局类型，其基类也符合标准布局。

同样，在C++11 中，可以使用模版类is_standard_layout 来判断一个类是不是标准布局的

template <typename T> struct std::is_standard_layout

通过is_standard_layout 模版类的成员 value，可以判断出其实不是标准布局。

#include <iostream>
#include <type_traits>
using namespace std;
struct SLayout1
{};
struct SLayout2
{
private:int a;int b;
};struct SLayout3 : SLayout1
{int a;int b;void f(){}
};struct SLayout4 : SLayout1
{int a;SLayout1 b;
};struct SLayout5 : SLayout1, SLayout3 { };struct SLayout6 { static int a; };struct SLayout7 :SLayout6 { int a; };struct NonSLayout1 : SLayout1{ SLayout1 a; int i; };
struct NonSLayout2 : SLayout2{ int c; };
struct NonSLayout3 : NonSLayout2 {};
struct NonSLayout4
{
public: int a;
private:int b;
};int main(int argc, char* argv[])
{cout << "Is Standard layout:" << endl;cout << is_standard_layout<SLayout1>::value << endl; //1cout << is_standard_layout<SLayout2>::value << endl; //1cout << is_standard_layout<SLayout3>::value << endl; //1cout << is_standard_layout<SLayout4>::value << endl; //1cout << is_standard_layout<SLayout5>::value << endl; //1cout << is_standard_layout<SLayout6>::value << endl; //1cout << is_standard_layout<SLayout7>::value << endl; //1cout << is_standard_layout<NonSLayout1>::value << endl; //0cout << is_standard_layout<NonSLayout2>::value << endl; //0cout << is_standard_layout<NonSLayout3>::value << endl; //0return 0;
}

同样，要判断一个类型是不是POD，标准库中的<type_traits> 头文件提供了如下模版类：

template<typename T> struct std::is_pod;

可以使用std::is_pod<T>::value 来判断一个类型是不是POD。

转载于:https://www.cnblogs.com/zhouminliang/p/3357073.html

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