C++11 POD类型

POD，全称plain old data，plain代表它是一个普通类型，old代表它可以与c兼容，可以使用比如memcpy()这类c中最原始函数进行操作。C++11中把POD分为了两个基本概念的集合，即：平凡的（trival）和标准布局的（standard layout）。

1、首先是平凡的（trival）定义，通常一个平凡的类或者结构体需要满足以下定义

　　(1).拥有平凡的默认构造函数和析构函数。默认的意思就是由编译器为我们自动生成的，不许是我们自己定义的，而一旦定义了构造函数，即使函数体里没有任何代码，那么该构造函数也不在是平凡的，但是由于c++11提供了default，也可以是自己定义的加=default。

　　(2).拥有平凡的拷贝构造函数和移动构造函数。默认的意思同上，也可以使用=default。

　　(3).拥有平凡的拷贝赋值运算符和移动赋值运算符。

　　(4).不能包含虚函数和虚基类。

C++11中，我们使用模版类std::is_trivial<T>::value来判断数据类型是否为平凡类型。

#include "stdafx.h"
#include <iostream>

using namespace std;

class A { A(){} };
class B { B(B&){} };
class C { C(C&&){} };
class D { D operator=(D&){} };
class E { E operator=(E&&){} };
class F { ~F(){} };
class G { virtual void foo() = 0; };
class H : G {};
class I {};

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    std::cout << std::is_trivial<A>::value << std::endl;  //有不平凡的构造函数
    std::cout << std::is_trivial<B>::value << std::endl;  //有不平凡的拷贝构造函数
    std::cout << std::is_trivial<C>::value << std::endl;  //有不平凡的拷贝赋值运算符
    std::cout << std::is_trivial<D>::value << std::endl;  //有不平凡的拷贝赋值运算符
    std::cout << std::is_trivial<E>::value << std::endl;  //有不平凡的移动赋值运算符
    std::cout << std::is_trivial<F>::value << std::endl;  //有不平凡的析构函数
    std::cout << std::is_trivial<G>::value << std::endl;  //有虚函数
    std::cout << std::is_trivial<H>::value << std::endl;  //有虚基类
    std::cout << std::is_trivial<I>::value << std::endl;  //平凡的类return 0;
}

 

2.接下来是标准布局的定义

(1).所有非静态成员拥有相同的访问级别，(访问级别就是public，private，protected)

struct t1{
private :
　　int a;
public:
　　int b;
};       //不满足标准布局,因为a,b访问级别不同。

(2).在类和结构体继承时需要满足以下两个情况之一：

　　派生类中有非静态类，那么这个派生类只能有且只有一个仅包含了静态成员的基类。

　　基类有非静态成员，那么派生类中不允许有非静态成员。

(这两句话看着挺绕口，其实就是在说明一个事实，关于非静态数据的事实，派生类中有非静态的数据那么它的基类只能是只有静态的，而且基类只能有一个。如果基类有非静态的， 那么派生类就不能有非静态的。有种跷跷板的感觉，非静态的对面坐着的是静态，父子类就 是坐在跷跷板的两端这种对应关系。)

(3).类中第一个非静态类型与基类不是同一个类型。比如

struct A:B{
    B b;
    int c;
}    //不符合这个条件。因为A中第一个成员是基类B类型的

(4).没有虚类和虚基类（与trival中重复）

(5).所有非静态数据成员都符合标准布局的要求，这其实就是一个递归的定义。

C++11中，我们使用模版类std::is_standard_layout<A>::value来判断类型是否是一个标准布局类型。

 

所以在C++11中，POD就是满足平凡的（trival)和标准布局(standard layout)这两个方面。

可以使用<type_traits>中的is_pod<T>::value判断T是不是POD类型的。

#include <iostream>

using namespace std;

class A {
private:
    int a;
public:
    int b;
};

class B1 {
    static int x1;
};

class B2 {
    int x2;
};

class B : B1, B2 {
    int x;
};

class C1 {};
class C : C1 {
    C1 c;
};

class D { virtual void foo() = 0; };
class E : D {};
class F { A x; };

int main()
{
    std::cout << std::is_standard_layout<A>::value << std::endl;  //违反定义1,成员a和b具有不同的访问权限
    std::cout << std::is_standard_layout<B>::value << std::endl;  //违反定义2,继承树有两个(含)以上的类有非静态成员
    std::cout << std::is_standard_layout<C>::value << std::endl;  //违反定义3,第一个非静态成员是基类类型
    std::cout << std::is_standard_layout<D>::value << std::endl;  //违反定义4,有虚函数
    std::cout << std::is_standard_layout<E>::value << std::endl;  //违反定义5,有虚基类
    std::cout << std::is_standard_layout<F>::value << std::endl;  //违反定义6,非静态成员x不符合标准布局类型
    return 0;
}

#include <iostream>
#include <cstring>

using namespace std;

class AA
{
public:
    int x;
    double y;
};

int main()
{
    if (std::is_pod<AA>::value) {
        cout << "before" << endl;
        AA aa;
        aa.x = 10;
        aa.y = 20.0f;
        cout << aa.x << " " << aa.y << endl;

        size_t size = sizeof(aa);
        char *p = new char[size];
        memcpy(p, &aa, size);

        AA *pA = (AA*)p;
        cout << "after" << endl;
        cout << pA->x << " " << pA->y << endl;
        delete p;
    }
    return 0;
}

 

说了这么多，那么为什么我们需要POD这种条件满足的数据呢？

　　(1).可以使用字节赋值，比如memset，memcpy操作

　　(2).对C内存布局兼容。

　　(3).保证了静态初始化的安全有效。