关于什么是POD数据类型,网上相关的博文很多,我们知道,POD数据类型主要用来解决C++与C之间数据类型的兼容性,以实现C++程序与C函数的交互。当我们想要在不同进程间传递数据时,也会考虑所使用的数据类型是不是POD的。但是不是在以上情况时,只能使用POD数据类型?肯定不是的,这些才是我想讨论的主要内容。
POD数据类型
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)。只有满足这两个基本概念才能称为是POD类型。
一个trivial class或者struct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)
- 拥有平凡的复制构造函数(trivial copy constructor)和移动构造函数(trivial move constructor)
- 拥有平凡的复制赋值运算符(trivial assignment operator)和移动赋值运算符(trivial move operator)
- 不能包含虚拟函数和虚拟基类
trivial constructor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, 编译器就会自动生成一个trivial constructor,而一旦定义了构造函数, 即使构造函数中不包含任何参数,函数体中也没有任何代码,那么该构造函数都不再是trivial的,但是我们可以使用C++11中的新的关键字 =defualt 来显式的声明缺省版本的构造函数从而使了类型恢复平凡化。第二、三个规则也类似。
#include <iostream>
using namespace std;
class A1 {};
class A2 {
public:
A2(){}
};
class A3 {
public:
A3() = default;
A3(int a3){}
};
int main() {
cout<<boolalpha<<is_trivial<A1>::value<<endl;
cout<<boolalpha<<is_trivial<A2>::value<<endl;
cout<<boolalpha<<is_trivial<A3>::value<<endl;
return 0;
}
运行结果:
true
false
true
一个standard layout的class或者struct应该符合以下定义:
- 所有非静态成员都有相同的访问权限(public, private, protected)
- 在class或者struct继承时,满足以下两种情况之一的class或者struct也是标准布局的:
- 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
- 基类有非静态成员,而派生类没有非静态成员
- 类中第一个非静态成员的类型与其基类不同
- 没有虚拟函数和虚基类
- 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
第三个规则实际上是C++中允许优化不包含成员的基类而产生的,在C++标准中,如果基类没有成员,标准允许派生类的第一个成员与基类共享地址,基类并没有占据任何实际的空间,但此时若该派生类的第一个成员类型仍然是基类,编译器仍会为基类分配1字节的空间,这是因为C++标准要求类型相同的对象必须地址不同,所以C++11标准强制要求POD类型的派生类的第一个非静态成员的类型必须不同于基类。
#include <iostream>
using namespace std;
class A1 {};
class A2 {};
class B1:public A1 {
public:
A1 a1;
int b1;
};
class B2:public A1 {
public:
A2 a2;
int b2;
};
class B3:public A1 {
public: