POD(Plain Old Data)是C++中非常重要的一个概念,用来描述一个类型的属性其中Plain表示这个类型是个平凡的类型,Old表示其与C的兼容性。C++11中将POD划分为两个基本概念:平凡的(trival)和标准布局(standardlayout)。
1. 平凡性(trival)
什么是平凡性呢?通常一个平凡的类或者结构体具有以4点下特征:
1. 具有平凡的默认构造函数。如果我们不自己为类定义任何构造函数,编译器就会为我们产生一个平凡的默认构造函数;一旦我们为类定义了任何一种构造函数,那这个构造函数就不是平凡的。
2. 具有平凡的拷贝构造函数和移动构造函数。即拥有编译器自动生成的拷贝、移动构造函数。
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提供了一个类模板来帮我们识别一个类是否是平凡的:
template <typename T>struct std::is_trival
#include <iostream> using namespace std; class Base { public: int a; int b; }; int main() { cout<<is_trivial<Base>::value<<endl ; return 0; }
2. 标准布局
满足以下条件的类或结构体是标准布局的
1. 所有非静态成员有相同的访问权限,比如都是private的,或者都是public,或者都是protected
2. 在类或结构体的继承时,满足以下两种情况之一:
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。
3. 类中第一个非静态成员的类型与其基类不同。这条规则是基于C++中优化不包含成员的基类而产生的。请看看下面的例子:
class B1{}; class B2{}; class D1: public B1 { B1 b; int i ; }; class D2: public B1 { B2 b ; int i ; };
B1和B2两个基类中不包含任何数据成员,B1的子类D1中的第一个非静态成员的类型和其基类相同,B1的子类D2中第一个非静态成员变量的类型是B2,与其基类并不相同。由于B1和B2都不包含任何数据成员,这样看起来D1和D2两个类的类对象占用的内存空间应该是一样的。但实际则不然,在C++标准中,如果基类没有任何数据成员,基类应不占用空间,为了体现这一点,C++标准允许派生类的第一个成员与基类共享同一地址空间。但是如果派生类的第一个非静态成员的类型和基类相同,由于C++标准要求相同类型的对象的地址必须不相同,编译器就会为基类分派一个字节的地址空间。所以在此例中,D1和D2的内存布局其实是不相同的,请看下图:
4. 没有虚函数和虚基类。
5. 所有非静态成员都符合标准布局类型,其父类也符合标准布局。
C++11提供了如下模板来判断一个类或结构体对象是否是标准布局
template <typename T> structstd::is_standard_layout; //头文件为<type_traits>
template <typename T> struct std::is_pod //判断一个类型是否是POD,头文件为<type_traits>
POD的好处:
1 字节赋值,我们可以放心的使用memset和memcpy对POD类型进行初始化和拷贝。
2 提供对C内存的兼容。POD类型的数据在C与C++间的操作总是安全的。
3 保证了静态初始化的安全有效。POD类型的对象初始化往往更简单