前言

在開發(fā)C++的時候，使用對象是繞不開的話題。很多時候我們關(guān)注點都在對象的“高級語義”上，比如“運行時多態(tài)”，用戶自定義的拷貝語義等。想象這樣一種場景，給你一個含有100個對象的數(shù)組讓你拷貝一份副本，正常的操作肯定是調(diào)用100次拷貝構(gòu)造，但是你有沒有想過一種方法，可以像拷貝char型數(shù)組那樣使用內(nèi)存拷貝呢？沒錯，這就是我們今天要講的“普通舊數(shù)據(jù)”，簡稱POD。

一、什么是普通舊數(shù)據(jù)

普通舊數(shù)據(jù)就是內(nèi)存中的連續(xù)字節(jié)序列，是能夠被“僅當作數(shù)據(jù)”處理的對象，程序員無須顧及類布局的復雜性以及用戶自定義的構(gòu)造、拷貝和移動語義。

二、使用步驟

當然，不是所有的對象都滿足作為普通舊數(shù)據(jù)的條件，接下來我們就具體分析下，作為普通舊數(shù)據(jù)需要滿足哪些條件。先舉個例子：

//普通舊數(shù)據(jù)
    struct SO { };// 是 POD
    struct S1 { int a; };// 是 POD
    struct S2 { int a; S2(int aa) : a(aa) { } };//不是 POD （不是默認構(gòu)造函數(shù)）
    struct S3 { int a; S3(int aa) : a(aa) { } S3() {} };//是 POD （用戶自定義的默認構(gòu)造函數(shù)）
    struct S4 { int a; S4(int aa) : a(aa) { } S4() = default; };//是 POD
    struct S5 { virtual void f(); /* ... */ };//不是 POD （含有一個虛函數(shù)）
    struct S6 : S1 { };// 是 POD
    struct S7 : SO { int b; };// 是 POD
    struct S8 : S1 { int b; };//不 是 POD （數(shù)據(jù)既屬于S1也屬于S8)
    struct S9 : SO, S1 {};// 是 POD

上面的例子幾乎涵蓋了普通舊數(shù)據(jù)能遇到的所有場景。然而我們?nèi)绻氚涯硞€對象“僅當作數(shù)據(jù)”處理（當作POD)，則要求該對象必須滿足下述條件：

1.不具有復雜的布局,比如含有虛函數(shù)。

2.不具有非標準（用戶自定義的）拷貝語義。

3.含有一個最普通的默認構(gòu)造函數(shù)。

這里的含有一個最普通的構(gòu)造函數(shù)是指“必要條件”，同時你也可以自定義一個構(gòu)造函數(shù)。

顯然，我們在定義POD時必須非常謹慎，從而確保在不破壞任何語言規(guī)則的前提下使用這些優(yōu)化措施。正式的規(guī)定是(§iso.3.9,§iso.9):POD必須是屬于下列類型的對象：

1.標準布局類型(standard layout type)

2.平凡可拷貝類型(trivially copyable type)

3.具有平凡默認構(gòu)造函數(shù)的類型

一個與之有關(guān)的概念是平凡類型(trivial type)，它具有以下屬性：

1.一個平凡默認構(gòu)造函數(shù)

2.平凡拷貝和移動操作

通俗地說，當一個默認構(gòu)造函數(shù)無須執(zhí)行任何實際操作時（如果需要定義一個默認構(gòu)造函數(shù)，使用＝default,保持默認行為），那么他就是平凡構(gòu)造函數(shù)。

那么，什么樣的布局是標準布局呢？考慮以下幾種情形不滿足標準布局的要求：

1.含有一個非標準布局的非static成員或基類；

2.包含virtual函數(shù)

3.包含virtual基類

4.含有引用類型

5.其中的非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員有多種訪問修飾符

6.阻止了重要的布局優(yōu)化：在多個基類中都含有非static數(shù)據(jù)成員，或者在派生類和基類中都含有非static數(shù)據(jù)成員，或者基類類型與第一個非static數(shù)據(jù)成員的類型相同。

基本上，標準布局類型是指與C語言的布局兼容的類型，并且應該能被常規(guī)的C++應用程序二進制接口(ABI)處理。

除非在類型內(nèi)部含有非平凡的拷貝操作、移動操作或者析構(gòu)函數(shù)，否則該類型就是平凡可拷貝的類型。通俗地說，如果一個拷貝操作能被實現(xiàn)成逐位拷貝的形式，則它是平凡的。那么，哪些情形下讓拷貝、移動和析構(gòu)函數(shù)變得不平凡呢？

1.這些操作是用戶定義的。

2.這些操作所屬的類含有virtual函數(shù)。

3.這些操作所屬的類含有virtual基類。

4.這些操作所屬的類含有非平凡的基類或者成員。

內(nèi)置類型的變量都是平凡可拷貝的，且擁有標準布局。同樣，由平凡可拷貝對象組成的數(shù)組是平凡可拷貝的，由標準布局對象組成的數(shù)組擁有標準布局。

三、其他方法

說了那么多概念，感覺人都瘋了，想要記住這些概念真的是不容易。好在C++標準庫幫我們實現(xiàn)了一個類型屬性謂詞is_pod。有了這個東西，我還記那些繁瑣的規(guī)則干什么呢？下面是使用方法，特別簡單。

std::is_pod<T> //T 是POD嗎，是或不是

std::cout << std::is_pod<int>::value << std::endl; //value is bool

//示例
template<typename T>
void my_copy(T *to, const T *from, int count) {
    if (is_pod<T>::value)
        memcpy(to, from, count*sizeof(T));
    else
        for (int i = 0; i < count; ++i) {
            to[i] = from[i];
        }
}

總結(jié)

1.規(guī)則相當復雜，但是努力還是記得住的。

2.不需要記復雜的規(guī)則，直接使用is_pod

3.如果你確實對C++語言的深層次內(nèi)容有非常濃厚的興趣，不妨花點時間研究一下C++標準中對布局和平凡性概念的規(guī)定(§iso.3.9,§iso.9)

到此這篇關(guān)于詳解C++中普通舊數(shù)據(jù)(POD)的使用的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++普通舊數(shù)據(jù)內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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