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)。
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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。