首页 > 代码库 > Plain old data structure(POD)

Plain old data structure(POD)

2024-07-20 10:11:43   224人阅读

Plain old data structure, 缩写为POD, 是C++语言的标准中定义的一类数据结构，POD适用于需要明确的数据底层操作的系统中。POD通常被用在系统的边界处，即指不同系统之间只能以底层数据的形式进行交互，系统的高层逻辑不能互相兼容。比如当对象的字段值是从外部数据中构建时，系统还没有办法对对象进行语义检查和解释，这时就适用POD来存储数据。

 

定义

POD类型包括下述C++类型，以及其cv-qualified的类型，还有以其为基类型的数组类型:

  • 标量类型(scalar type)
  • POD类类型(POD class type)

 

标量类型

术语标量类型包括下述C++类型范畴, 以及其cv-qualified类型:

  • 算术类型(arithmetic type)
  • 枚举类型(enumeration type)
  • 指针类型(pointer type)
  • 指针到成员类型(pointer-to-member type)

 

术语算术类型包括下述C++类型范畴:

  • 整数类型(integral type)
  • 浮点类型(floating type)

 

术语整数类型包括下述C++类型范畴:

  • 有符号整数类型 (signed char, short, int, long),
  • 无符号整数类型(unsigned char, unsigned short, unsigned int, unsigned long),
  • 字符类型char与宽字符类型wchar_t
  • 布尔类型bool。
  • 术语浮点类型包括C++的float, double, and long double类型.

 

术语枚举类型包括各种枚举类型，即命名的常量值(named constant values)的集合.

术语指针类型包括下述C++类型范畴:

  • 空指针pointer-to-void (void *),
  • 对象指针pointer-to-object与指向静态数据成员的指针pointer-to-static-member-data (都是形如为T*，其中T是对象类型),
  • 函数指针pointer-to-function与指向静态成员函数的指针pointer-to-static-member-function (都是形如T (*)(...)，T是函数的返回值的类型).

 

术语指针到成员类型包括下述C++类型范畴:

  • 指针到非静态数据成员(pointer-to-nonstatic-member-data), 形如T C::* 表示指向类C的类型为T的数据成员的指针；
  • 指针到非静态成员函数(pointer-to-nonstatic-member-functions), 形如T (C::*)(...) 表示指向类C的返回值类型为T的成员函数的指针.

 

POD类类型

POD类类型是指聚合类(aggregate classes, 即POD-struct types)与聚合union (POD-union types)，且不具有下述成员:

  • 指针到成员类型的非静态数据成员(包括数组)。
  • 非POD类类型的非静态数据成员(包括数组)。
  • 引用类型的(reference type)非静态数据成员。
  • 用户定义的拷贝与赋值算子。
  • 用户定义的析构函数。


术语聚合是指任何的数组或者类，且不具有下述特征:

  • 用户定义的构造函数。
  • 私有或保护的非静态数据成员。
  • 基类。
  • 虚函数。


可见，POD类类型就是指class、struct、union，且不具有用户定义的构造函数、析构函数、拷贝算子、赋值算子；不具有继承关系，因此没有基类；不具有虚函数，所以就没有虚表；非静态数据成员没有私有或保护属性的、没有引用类型的、没有非POD类类型的（即嵌套类都必须是POD）、没有指针到成员类型的（因为这个类型内含了this指针）。

 

用途

POD类型在源代码兼容于ANSI C时非常重要。POD对象与C语言的对应对象具有共同的一些特性，包括初始化、复制、内存布局、寻址。

一个例子是下述C++的new表达式中的对象初始化，POD与non-POD的区别: non-POD类型的对象或数组总是被初始化；而POD类型的对象或数组可能未被初始化.

其它与POD相关的C++特性:

  • 内存布局——POD对象的组成字节是连续的.
  • 初始化——对于non-const POD对象，如果没有初始化声明时，具有不确定的初值(indeterminate initial value) . POD对象的缺省初始化为0值. 静态POD对象初始化为给定的初值，如果是局部静态POD对象，在进入所在作用域之前初始化; 对于非局部静态POD对象，在任何动态初始化之前赋予初值.
  • 拷贝——POD对象可直接拷贝(例如用memcpy())到其它字符数组或相同POD类型的对象，保持其值不变。POD类型可以用作标准模板字符串类的字符. 由于这个原因，函数的返回值如果是non-POD类型，则不能通过寄存器传递函数的返回值。
  • 寻址——一个POD对象的地址可以是一个地址常量表达式；一个对POD成员的引用可以是一个引用常量表达式. 一个POD-struct对象的指针，适合用reinterpret_cast转换到它的初始值.

 

 1 #include <iostream> 2 using namespace std; 3  4 /// POD 5 template<typename T> 6 struct POD 7 { 8     static const bool Result=false; 9 };10 template<>struct POD<bool>{static const bool Result=true;};11 template<>struct POD<signed char>{static const bool Result=true;};12 template<>struct POD<unsigned char>{static const bool Result=true;};13 template<>struct POD<signed short>{static const bool Result=true;};14 template<>struct POD<unsigned short>{static const bool Result=true;};15 template<>struct POD<signed int>{static const bool Result=true;};16 template<>struct POD<unsigned int>{static const bool Result=true;};17 template<>struct POD<signed long long>{static const bool Result=true;};18 template<>struct POD<unsigned long long>{static const bool Result=true;};19 template<>struct POD<char>{static const bool Result=true;};20 template<>struct POD<wchar_t>{static const bool Result=true;};21 template<typename T>struct POD<T*>{static const bool Result=true;};22 template<typename T>struct POD<T&>{static const bool Result=true;};23 template<typename T, typename C>struct POD<T C::*>{static const bool Result=true;};24 template<typename T, int _Size>struct POD<T[_Size]>{static const bool Result=POD<T>::Result;};25 template<typename T>struct POD<const T>{static const bool Result=POD<T>::Result;};26 template<typename T>struct POD<volatile T>{static const bool Result=POD<T>::Result;};27 template<typename T>struct POD<const volatile T>{static const bool Result=POD<T>::Result;};28 29 /// Test Def30 class MyClass{int a,b;};31 class MyPOD{int a,b;};32 typedef int* PTI;33 typedef int ARR[10];34 typedef int& BAS;35 typedef const int CON;36 typedef std::pair<int,int> PII;37 typedef std::pair<MyClass,MyPOD> PMM;38 template<>struct POD<MyPOD>{static const bool Result=true;};39 template<typename K, typename V>struct POD< std::pair<K, V> >{static const bool Result=POD<K>::Result && POD<V>::Result;};40 41 int main()42 {43     /// Test Code44     cout << POD<int>::Result << endl;45     cout << POD<PTI>::Result << endl;46     cout << POD<ARR>::Result << endl;47     cout << POD<BAS>::Result << endl;48     cout << POD<CON>::Result << endl;49     cout << POD<MyClass>::Result << endl;50     cout << POD<MyPOD>::Result << endl;51     cout << POD<PII>::Result << endl;52     cout << POD<PMM>::Result << endl;53     return 0;54 }

 

Plain old data structure(POD)


联系
我们