ฉันเจอคำศัพท์ประเภท POD สองสามครั้ง
มันหมายความว่าอะไร?
ฉันเจอคำศัพท์ประเภท POD สองสามครั้ง
มันหมายความว่าอะไร?
คำตอบ:
PODย่อมาจากPlain Old Data - นั่นคือคลาส (ไม่ว่าจะกำหนดด้วยคีย์เวิร์ดstruct
หรือคีย์เวิร์ดclass
) โดยไม่มีฟังก์ชัน constructors, destructors และฟังก์ชันสมาชิกเสมือน บทความของ Wikipedia เกี่ยวกับ PODจะมีรายละเอียดเพิ่มเติมเล็กน้อยและกำหนดเป็น:
โครงสร้างข้อมูลเก่าแบบธรรมดาใน C ++ เป็นคลาสรวมที่มี PODS เท่านั้นในฐานะสมาชิกไม่มี destructor ที่ผู้ใช้กำหนดเองไม่มีโอเปอเรเตอร์การคัดลอกที่ผู้ใช้กำหนดเองและไม่มีสมาชิกแบบสแตติกต่อสมาชิก
รายละเอียดมากขึ้นสามารถพบได้ในคำตอบนี้สำหรับ C C ++ 11 การเปลี่ยนแปลงกฎระเบียบรอบ POD ผ่อนคลายพวกเขาอย่างมากจึงจำเป็นต้องมีคำตอบที่ติดตามที่นี่
POD เป็นประเภท (รวมถึงคลาส) ที่คอมไพเลอร์ C ++ รับประกันว่าจะไม่มี "เวทย์มนตร์" เกิดขึ้นในโครงสร้าง: ตัวอย่างเช่นพอยน์เตอร์ที่ซ่อนอยู่กับ vtables ออฟเซ็ตที่นำไปใช้กับที่อยู่เมื่อมันถูกส่งไปยังประเภทอื่น ๆ อย่างน้อยถ้า POD ของเป้าหมายนั้น), constructor หรือ destructors การพูดแบบคร่าวๆประเภทหนึ่งคือ POD เมื่อสิ่งเดียวที่อยู่ในประเภทนั้นเป็นประเภทที่มีอยู่แล้วและการรวมกันของสิ่งเหล่านั้น ผลที่ได้คือสิ่งที่ "ทำหน้าที่เหมือน" ประเภท C
int
, char
, wchar_t
, bool
, float
, double
มีฝักเช่นเดียวกับlong/short
และsigned/unsigned
รุ่นของพวกเขาenums
เป็น PODconst
หรือvolatile
POD เป็น PODclass
, struct
หรือunion
PODs เป็น POD โดยที่สมาชิกข้อมูลไม่คงที่ทั้งหมดpublic
และไม่มีคลาสฐานและไม่มีคอนสตรัคเตอร์, destructors หรือวิธีการเสมือน สมาชิกสแตติกไม่หยุดสิ่งที่เป็น POD ภายใต้กฎนี้ กฎนี้มีการเปลี่ยนแปลงใน C ++ 11 และอนุญาตให้สมาชิกส่วนตัวบางคน: คลาสที่มีสมาชิกส่วนตัวทั้งหมดสามารถเป็นคลาส POD ได้หรือไม่3.9 (10): "ประเภทคณิตศาสตร์ (3.9.1), ประเภทการนับ, ประเภทตัวชี้และตัวชี้ไปยังประเภทสมาชิก (3.9.2) และรุ่นที่ผ่านการรับรอง cv ประเภทเหล่านี้ (3.9.3) เป็นประเภทสเกลาร์ของผู้โทร ประเภท, ประเภท POD-struct, ชนิดของ POD-union (ข้อ 9), อาร์เรย์ของประเภทดังกล่าวและรุ่นที่ผ่านการรับรองด้วย cv ของประเภทเหล่านี้ (3.9.3) เรียกรวมกันว่าประเภท POD "
9 (4): "POD-struct เป็นคลาสรวมที่ไม่มีสมาชิกข้อมูลที่ไม่คงที่ประเภท non-POD-struct, non-POD-union (หรืออาร์เรย์ของประเภทดังกล่าว) หรือการอ้างอิงและไม่มีผู้ใช้ - กำหนดตัวดำเนินการคัดลอกและไม่มี destructor ที่ผู้ใช้กำหนดในทำนองเดียวกัน POD-union เป็นสหภาพรวมที่ไม่มีสมาชิกข้อมูลที่ไม่คงที่ประเภท non-POD-struct, non-POD-union (หรืออาร์เรย์ประเภทดังกล่าว) หรือการอ้างอิง และไม่มีตัวดำเนินการคัดลอกที่ผู้ใช้กำหนดและไม่มีตัวทำลายที่ผู้ใช้กำหนด
8.5.1 (1): "การรวมเป็นอาร์เรย์หรือคลาส (ข้อ 9) โดยไม่มีคอนสตรัคเตอร์ที่ประกาศโดยผู้ใช้ (12.1) ไม่มีสมาชิกข้อมูลส่วนตัวหรือการป้องกันแบบคงที่ (ข้อ 11) ไม่มีคลาสพื้นฐาน (ข้อ 10) และไม่มีฟังก์ชั่นเสมือน (10.3) "
ในระยะสั้นก็คือทั้งหมดในตัวชนิดข้อมูล (เช่นint
, char
, float
, long
, unsigned char
, double
รวม, ฯลฯ ) และข้อมูลทั้งหมดของ POD ใช่มันเป็นนิยามที่เกิดซ้ำ ;)
เพื่อให้ชัดเจนยิ่งขึ้น POD คือสิ่งที่เราเรียกว่า "a struct": หน่วยหรือกลุ่มของหน่วยที่เพิ่งเก็บข้อมูล
ที่ฉันเข้าใจ POD (PlainOldData) เป็นเพียงข้อมูลดิบ - มันไม่จำเป็นต้อง:
จะตรวจสอบได้อย่างไรว่าอะไรคือ POD มีโครงสร้างสำหรับที่เรียกว่าstd::is_pod
:
namespace std {
// Could use is_standard_layout && is_trivial instead of the builtin.
template<typename _Tp>
struct is_pod
: public integral_constant<bool, __is_pod(_Tp)>
{ };
}
(จากส่วนหัว type_traits)
อ้างอิง:
วัตถุ POD (ข้อมูลเก่าธรรมดา) มีหนึ่งในประเภทข้อมูลเหล่านี้ - ชนิดพื้นฐาน, ตัวชี้, ยูเนี่ยน, โครงสร้าง, อาร์เรย์หรือคลาส - โดยไม่มีตัวสร้าง ในทางกลับกันวัตถุที่ไม่ใช่ POD เป็นสิ่งที่คอนสตรัคเตอร์มีอยู่ วัตถุ POD เริ่มต้นอายุการใช้งานเมื่อได้รับหน่วยเก็บข้อมูลด้วยขนาดที่เหมาะสมสำหรับประเภทและอายุการใช้งานจะสิ้นสุดลงเมื่อหน่วยเก็บข้อมูลสำหรับวัตถุนั้นถูกนำมาใช้ซ้ำหรือยกเลิกการจัดสรรคืน
ประเภท PlainOldData จะต้องไม่มี:
นิยามที่คลายของ PlainOldData รวมถึงวัตถุที่มีตัวสร้าง; แต่ไม่รวมผู้ที่มีสิ่งใดเสมือน ปัญหาที่สำคัญของชนิด PlainOldData คือไม่ใช่แบบ polymorphic การสืบทอดสามารถทำได้ด้วยประเภท POD อย่างไรก็ตามควรทำเฉพาะสำหรับ ImplementationInheritance (การนำโค้ดกลับมาใช้ใหม่) และไม่ใช่ polymorphism / subtyping
คำจำกัดความทั่วไป (แม้ว่าไม่ถูกต้องอย่างเคร่งครัด) คือประเภท PlainOldData เป็นสิ่งที่ไม่มี VeeTable
ทำไมเราต้องแยกความแตกต่างระหว่าง POD และ POD ที่ไม่ใช่เลย?
C ++ เริ่มต้นชีวิตในฐานะเป็นส่วนเสริมของ C ในขณะที่ C ++ ที่ทันสมัยไม่ได้เป็น superset ที่เข้มงวดของ C อีกต่อไปคนยังคงคาดหวังความเข้ากันได้ระดับสูงระหว่างทั้งสอง
พูดโดยคร่าวๆประเภท POD เป็นประเภทที่เข้ากันได้กับ C และที่สำคัญพอ ๆ กันคือเข้ากันได้กับการปรับค่า ABI บางอย่าง
เพื่อให้เข้ากันได้กับ C เราต้องตอบสนองข้อ จำกัด สองข้อ
คุณสมบัติ C ++ บางอย่างไม่สามารถใช้งานได้
เมธอดเสมือนต้องการคอมไพเลอร์เพื่อแทรกพอยน์เตอร์หนึ่งตัวหรือมากกว่าลงในตารางเมธอดเสมือนสิ่งที่ไม่มีอยู่ใน C
ตัวสร้างสำเนาที่ผู้ใช้กำหนดเองย้ายตัวสร้างการคัดลอกการมอบหมายและ destructors มีผลกระทบสำหรับการส่งผ่านพารามิเตอร์และกลับ C ABIs จำนวนมากผ่านและส่งคืนพารามิเตอร์ขนาดเล็กในการลงทะเบียน แต่การอ้างอิงที่ส่งผ่านไปยังผู้ใช้กำหนดตัวสร้าง / assigment / destructor สามารถทำงานกับตำแหน่งหน่วยความจำเท่านั้น
ดังนั้นจึงจำเป็นต้องกำหนดประเภทที่คาดว่าจะเป็น "C ที่เข้ากันได้" และประเภทใดไม่สามารถ C ++ 03 ค่อนข้างเข้มงวดเกินไปในเรื่องนี้คอนสตรัคเตอร์ที่ผู้ใช้กำหนดเองใด ๆ จะปิดการใช้งานคอนสตรัคเตอร์ในตัวและความพยายามใด ๆ ที่จะเพิ่มพวกเขากลับเข้าไปจะส่งผลให้พวกเขาถูกกำหนดโดยผู้ใช้ C ++ 11 เปิดสิ่งต่าง ๆ ขึ้นมาเล็กน้อยโดยให้ผู้ใช้งานสามารถสร้างคอนสตรัคเตอร์ในตัวขึ้นมาใหม่ได้
ตัวอย่างของกรณีที่ไม่ใช่ POD ทั้งหมดที่มีเอฟเฟกต์static_assert
C ++ 11 ถึง C ++ 17 และ POD
std::is_pod
ถูกเพิ่มเข้ามาใน C ++ 11 ดังนั้นให้ลองพิจารณามาตรฐานนั้นเป็นต้นไปในตอนนี้
std::is_pod
จะถูกลบออกจาก C ++ 20 ตามที่ระบุไว้ที่https://stackoverflow.com/a/48435532/895245เราจะอัปเดตสิ่งนี้เมื่อการสนับสนุนมาถึงสำหรับการแทนที่
ข้อ จำกัด POD ได้ผ่อนคลายมากขึ้นตามมาตรฐานที่พัฒนาขึ้นฉันตั้งเป้าหมายที่จะครอบคลุมการผ่อนคลายทั้งหมดในตัวอย่างผ่านทาง ifdefs
libstdc ++ มีการทดสอบเล็กน้อยที่: https://github.com/gcc-mirror/gcc/blob/gcc-8_2_0-release/libstdc%2B%2B-v3/testsuite/20_util/is_pod/value.ccแต่มัน น้อยเกินไป ผู้ดูแล: โปรดรวมสิ่งนี้ถ้าคุณอ่านโพสต์ ฉันขี้เกียจที่จะตรวจสอบโครงการ C ++ testsuite ที่กล่าวถึงที่: /software/199708/is-there-a-compliance-test-for-c-compilers
#include <type_traits>
#include <array>
#include <vector>
int main() {
#if __cplusplus >= 201103L
// # Not POD
//
// Non-POD examples. Let's just walk all non-recursive non-POD branches of cppreference.
{
// Non-trivial implies non-POD.
// https://en.cppreference.com/w/cpp/named_req/TrivialType
{
// Has one or more default constructors, all of which are either
// trivial or deleted, and at least one of which is not deleted.
{
// Not trivial because we removed the default constructor
// by using our own custom non-default constructor.
{
struct C {
C(int) {}
};
static_assert(std::is_trivially_copyable<C>(), "");
static_assert(!std::is_trivial<C>(), "");
static_assert(!std::is_pod<C>(), "");
}
// No, this is not a default trivial constructor either:
// https://en.cppreference.com/w/cpp/language/default_constructor
//
// The constructor is not user-provided (i.e., is implicitly-defined or
// defaulted on its first declaration)
{
struct C {
C() {}
};
static_assert(std::is_trivially_copyable<C>(), "");
static_assert(!std::is_trivial<C>(), "");
static_assert(!std::is_pod<C>(), "");
}
}
// Not trivial because not trivially copyable.
{
struct C {
C(C&) {}
};
static_assert(!std::is_trivially_copyable<C>(), "");
static_assert(!std::is_trivial<C>(), "");
static_assert(!std::is_pod<C>(), "");
}
}
// Non-standard layout implies non-POD.
// https://en.cppreference.com/w/cpp/named_req/StandardLayoutType
{
// Non static members with different access control.
{
// i is public and j is private.
{
struct C {
public:
int i;
private:
int j;
};
static_assert(!std::is_standard_layout<C>(), "");
static_assert(!std::is_pod<C>(), "");
}
// These have the same access control.
{
struct C {
private:
int i;
int j;
};
static_assert(std::is_standard_layout<C>(), "");
static_assert(std::is_pod<C>(), "");
struct D {
public:
int i;
int j;
};
static_assert(std::is_standard_layout<D>(), "");
static_assert(std::is_pod<D>(), "");
}
}
// Virtual function.
{
struct C {
virtual void f() = 0;
};
static_assert(!std::is_standard_layout<C>(), "");
static_assert(!std::is_pod<C>(), "");
}
// Non-static member that is reference.
{
struct C {
int &i;
};
static_assert(!std::is_standard_layout<C>(), "");
static_assert(!std::is_pod<C>(), "");
}
// Neither:
//
// - has no base classes with non-static data members, or
// - has no non-static data members in the most derived class
// and at most one base class with non-static data members
{
// Non POD because has two base classes with non-static data members.
{
struct Base1 {
int i;
};
struct Base2 {
int j;
};
struct C : Base1, Base2 {};
static_assert(!std::is_standard_layout<C>(), "");
static_assert(!std::is_pod<C>(), "");
}
// POD: has just one base class with non-static member.
{
struct Base1 {
int i;
};
struct C : Base1 {};
static_assert(std::is_standard_layout<C>(), "");
static_assert(std::is_pod<C>(), "");
}
// Just one base class with non-static member: Base1, Base2 has none.
{
struct Base1 {
int i;
};
struct Base2 {};
struct C : Base1, Base2 {};
static_assert(std::is_standard_layout<C>(), "");
static_assert(std::is_pod<C>(), "");
}
}
// Base classes of the same type as the first non-static data member.
// TODO failing on GCC 8.1 -std=c++11, 14 and 17.
{
struct C {};
struct D : C {
C c;
};
//static_assert(!std::is_standard_layout<C>(), "");
//static_assert(!std::is_pod<C>(), "");
};
// C++14 standard layout new rules, yay!
{
// Has two (possibly indirect) base class subobjects of the same type.
// Here C has two base classes which are indirectly "Base".
//
// TODO failing on GCC 8.1 -std=c++11, 14 and 17.
// even though the example was copy pasted from cppreference.
{
struct Q {};
struct S : Q { };
struct T : Q { };
struct U : S, T { }; // not a standard-layout class: two base class subobjects of type Q
//static_assert(!std::is_standard_layout<U>(), "");
//static_assert(!std::is_pod<U>(), "");
}
// Has all non-static data members and bit-fields declared in the same class
// (either all in the derived or all in some base).
{
struct Base { int i; };
struct Middle : Base {};
struct C : Middle { int j; };
static_assert(!std::is_standard_layout<C>(), "");
static_assert(!std::is_pod<C>(), "");
}
// None of the base class subobjects has the same type as
// for non-union types, as the first non-static data member
//
// TODO: similar to the C++11 for which we could not make a proper example,
// but with recursivity added.
// TODO come up with an example that is POD in C++14 but not in C++11.
}
}
}
// # POD
//
// POD examples. Everything that does not fall neatly in the non-POD examples.
{
// Can't get more POD than this.
{
struct C {};
static_assert(std::is_pod<C>(), "");
static_assert(std::is_pod<int>(), "");
}
// Array of POD is POD.
{
struct C {};
static_assert(std::is_pod<C>(), "");
static_assert(std::is_pod<C[]>(), "");
}
// Private member: became POD in C++11
// /programming/4762788/can-a-class-with-all-private-members-be-a-pod-class/4762944#4762944
{
struct C {
private:
int i;
};
#if __cplusplus >= 201103L
static_assert(std::is_pod<C>(), "");
#else
static_assert(!std::is_pod<C>(), "");
#endif
}
// Most standard library containers are not POD because they are not trivial,
// which can be seen directly from their interface definition in the standard.
// /programming/27165436/pod-implications-for-a-struct-which-holds-an-standard-library-container
{
static_assert(!std::is_pod<std::vector<int>>(), "");
static_assert(!std::is_trivially_copyable<std::vector<int>>(), "");
// Some might be though:
// /programming/3674247/is-stdarrayt-s-guaranteed-to-be-pod-if-t-is-pod
static_assert(std::is_pod<std::array<int, 1>>(), "");
}
}
// # POD effects
//
// Now let's verify what effects does PODness have.
//
// Note that this is not easy to do automatically, since many of the
// failures are undefined behaviour.
//
// A good initial list can be found at:
// /programming/4178175/what-are-aggregates-and-pods-and-how-why-are-they-special/4178176#4178176
{
struct Pod {
uint32_t i;
uint64_t j;
};
static_assert(std::is_pod<Pod>(), "");
struct NotPod {
NotPod(uint32_t i, uint64_t j) : i(i), j(j) {}
uint32_t i;
uint64_t j;
};
static_assert(!std::is_pod<NotPod>(), "");
// __attribute__((packed)) only works for POD, and is ignored for non-POD, and emits a warning
// /programming/35152877/ignoring-packed-attribute-because-of-unpacked-non-pod-field/52986680#52986680
{
struct C {
int i;
};
struct D : C {
int j;
};
struct E {
D d;
} /*__attribute__((packed))*/;
static_assert(std::is_pod<C>(), "");
static_assert(!std::is_pod<D>(), "");
static_assert(!std::is_pod<E>(), "");
}
}
#endif
}
GitHub ต้นน้ำ
ทดสอบกับ:
for std in 11 14 17; do echo $std; g++-8 -Wall -Werror -Wextra -pedantic -std=c++$std pod.cpp; done
บน Ubuntu 18.04, GCC 8.2.0
แนวคิดของ POD และลักษณะประเภทstd::is_pod
จะเลิกใช้ใน C ++ 20 ดูคำถามนี้สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม
ด้วย C ++ ข้อมูลเก่าธรรมดาไม่เพียง แต่หมายความว่าสิ่งต่างๆเช่น int, char, etc เป็นประเภทที่ใช้เท่านั้น ข้อมูลเก่าอย่างแท้จริงหมายถึงในทางปฏิบัติที่คุณสามารถนำ memcpy จากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งในหน่วยความจำไปยังที่อื่นและสิ่งต่าง ๆ จะทำงานได้อย่างที่คุณคาดหวัง สิ่งนี้จะแบ่งถ้าคลาสของคุณหรือคลาสใด ๆ ที่คลาสของคุณมีมีในฐานะสมาชิกที่เป็นตัวชี้หรือการอ้างอิงหรือคลาสที่มีฟังก์ชันเสมือน โดยพื้นฐานแล้วหากพอยน์เตอร์จำเป็นต้องเกี่ยวข้องกับบางที่ไม่ใช่ข้อมูลเก่าแบบธรรมดา