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POD (程序设计) - 维基百科，自由的百科全书
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POD (程ほど序じょ设计)

（重定しげさだ向こう自じ普通ふつう旧式きゅうしき数すう据すえ结构）

Plain old data structure, 缩写为POD, 是ぜC++语言的てき标准中ちゅう定てい义的一いち类数かず据すえ结构[1]，POD适用于需要よう明あかり确的数すう据すえ底そこ层操作そうさ的てき系けい统中。POD通常つうじょう被ひ用よう在ざい系けい统的てき边界处，即そく指ゆび不同ふどう系けい统之间只能のう以底层数据すえ的てき形式けいしき进行交互こうご，系けい统的高だか层逻辑不能ふのう互相兼けん容よう。比ひ如当对象的てき字じ段だん值是ぜ从外部数ぶすう据すえ中ちゅう构建时，系けい统还没ぼつ有ゆう办法对对象ぞう进行语义检查和解わかい释，这时就适用ようPOD来らい存そん储数据すえ。

定てい义

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POD类型包括ほうかつ下か述じゅつC++类型，以及其cv-qualified的てき类型，还有以其为基类型的てき数すう组类型がた[2]:

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

標しるべ量りょう類型るいけい

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術語じゅつご標しるべ量りょう類型るいけい包括ほうかつ下か述じゅつC++類型るいけい範疇はんちゅう, 以及其cv-qualified類型るいけい[3]:

  • 算さん术类型がた(arithmetic type)
  • 枚まい举类型がた(enumeration type)
  • 指ゆび针类型がた(pointer type)
  • 指標しひょう到いた成員せいいん類型るいけい(pointer-to-member type)

术语算さん术类型がた包括ほうかつ下か述じゅつC++类型范畴[4]:

  • 整数せいすう类型(integral type)
  • 浮点类型(floating type)

术语整数せいすう类型包括ほうかつ下か述じゅつC++类型范畴[5]:

  • 有ゆう符号ふごう整数せいすう类型 (signed char, short, int, long),
  • 无符号ごう整数せいすう类型(unsigned char, unsigned short, unsigned int, unsigned long),
  • 字じ元もと類型るいけいchar與あずか寬ひろし字じ元もと類型るいけいwchar_t
  • 布ぬの林りん類型るいけいbool。

术语浮点类型包括ほうかつC++的てきfloat, double, and long double类型[4].

术语枚まい举类型がた包括ほうかつ各かく种枚举类型がた，即そく命名めいめい的てき常つね量りょう值(named constant values)的てき集合しゅうごう[6].

術語じゅつご指標しひょう類型るいけい包括ほうかつ下か述じゅつC++類型るいけい範疇はんちゅう[7]:

  • 空そら指標しひょうpointer-to-void (void *),
  • 對象たいしょう指標しひょうpointer-to-object與あずか指向しこう靜態せいたい數すう據よりどころ成員せいいん的てき指標しひょうpointer-to-static-member-data (都と是ぜ形がた如為T*，其中T是ぜ對象たいしょう類型るいけい),
  • 函數かんすう指標しひょうpointer-to-function與あずか指向しこう靜態せいたい成員せいいん函數かんすう的てき指標しひょうpointer-to-static-member-function (都と是ぜ形がた如T (*)(...)，T是ぜ函數かんすう的てき返かえし回かい值的類型るいけい).

術語じゅつご指標しひょう到いた成員せいいん類型るいけい包括ほうかつ下か述じゅつC++類型るいけい範疇はんちゅう[7]:

  • 指標しひょう到いた非ひ靜態せいたい數すう據よりどころ成員せいいん(pointer-to-nonstatic-member-data), 形かたち如T C::* 表示ひょうじ指向しこう類るいC的てき類型るいけい為ためT的てき數すう據よりどころ成員せいいん的てき指標しひょう；
  • 指標しひょう到いた非ひ靜態せいたい成員せいいん函數かんすう(pointer-to-nonstatic-member-functions), 形かたち如T (C::*)(...) 表示ひょうじ指向しこう類るいC的てき返かえし回かい值類型がた為ためT的てき成員せいいん函數かんすう的てき指標しひょう.

POD类类型がた

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POD类类型がた是ぜ指ゆび聚合类(aggregate classes, 即そくPOD-struct types)与あずか聚合union (POD-union types)，且不具有ぐゆう下か述じゅつ成なり员[8]:

  • 指ゆび针到成なり员类型がた的てき非ひ静せい态数据すえ成なり员(包括ほうかつ数すう组)。
  • 非ひPOD类类型がた的てき非ひ静せい态数据すえ成なり员(包括ほうかつ数すう组)。
  • 引用いんよう类型的てき(reference type)非ひ静せい态数据すえ成なり员。
  • 用よう户定义的拷贝与赋值算さん子こ。
  • 用よう户定义的析构函数かんすう。

术语聚合是ぜ指ゆび任にん何なん的てき数すう组或者しゃ类，且不具有ぐゆう下か述じゅつ特とく征せい[9]:

  • 用よう户定义的构造函数かんすう。
  • 私有しゆう或ある保ほ护的非ひ静せい态数据すえ成なり员。
  • 基もと类。
  • 虚きょ函数かんすう。

可か见，POD类类型がた就是指ゆびclass、struct、union，且不具有ぐゆう用よう户定义的构造函数かんすう、析构函数かんすう、拷贝算さん子こ、赋值算さん子こ；不ふ具有ぐゆう继承关系，因いん此没有ゆう基もと类；不ふ具有ぐゆう虚きょ函数かんすう，所以ゆえん就没有ゆう虚きょ表ひょう；非ひ静せい态数据すえ成なり员没有ゆう私有しゆう或ある保ほ护属性せい的てき、没ぼつ有ゆう引用いんよう类型的てき、没ぼつ有ゆう非ひPOD类类型がた的てき（即そく嵌はま套类都と必须是ぜPOD）、没ぼつ有ゆう指ゆび针到成なり员类型がた的てき（因いん为这个类型がた内含ないがん了りょうthis指ゆび针）。

C++11

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C++11把わ情じょう况推广为两种：

类型是ぜ平凡へいぼん的てき（trivial），则可以静态初始はじめ化か、可か以用memcpy直接ちょくせつ复制数すう据すえ而不是ぜ必须用ようcopy构造函数かんすう。其生存せいぞん期き始はじめ于它的てき对象的てき存そん储被定てい义，无须等とう到いた构造函数かんすう完成かんせい。平凡へいぼんclass或ある结构必须满足：

  • 有ゆう平凡へいぼん的てき缺かけ省しょう构造函数かんすう，可用かよう这样的てき默だま认语法ほう：(SomeConstructor() = default;)
  • 有ゆう平凡へいぼん的てきcopy与あずかmove构造函数かんすう，可用かよう默だま认语法ほう.
  • 有ゆう平凡へいぼん的てきcopy与あずかmove运算符ふ，可用かよう默だま认语法ほう.
  • 有ゆう平凡へいぼん的てきdestructor，不能ふのう是ぜ虚きょ函数かんすう.

构造函数かんすう是ぜ平凡へいぼん的てき，仅当类没有ゆう虚きょ成なり员函数也かずや没ぼつ有ゆう虚きょ基もと类。Copy/move运算符ふ是ぜ平凡へいぼん的てき，仅当没ぼつ有ゆう静せい态数据すえ成なり员。

类型是ぜ标准布ぬの局きょく的てき（standard-layout）意味いみ着ぎ它是有ゆう序じょ的てき并且安やす排はい其成员兼容よう于C语言。这要求ようきゅう满足：

  • 没ぼつ有ゆう虚きょ函数かんすう
  • 没ぼつ有ゆう虚きょ基もと类
  • 所有しょゆう非ひ静せい态数据すえ成なり员有相しょう同どう的てき访问控ひかえ制せい(public, private, protected)
  • 所有しょゆう非ひ静せい态数据すえ成なり员，包括ほうかつ在任ざいにん何なん基き类中的てき，存在そんざい于类继承体系たいけい中ちゅう的てき一いち个类中ちゅう
  • 上述じょうじゅつ规则适用于所有しょゆう基もと类与类继承体系たいけい中ちゅう的てき所有しょゆう非ひ静せい态数据すえ成なり员
  • 没ぼつ有ゆう同どう一类型的基类型被定义为第一个非静态数据成员

一いち个class/struct/union是ぜPOD，当とう它是平凡へいぼん的てき、标准布ぬの局きょく的てき，所有しょゆう数すう据すえ成なり员是POD.

分ぶん为两个概念がいねん，对象可か以不满足其中一个但是满足另外一个。例れい如，类有复杂的てきmove与あずかcopy构造函数かんすう，因いん此不是ぜ平凡へいぼん的てき，但ただし可能かのう是ぜ标准布ぬの局きょく因いん此能与あずかC程ほど序じょ互操作そうさ。类似地ち，一いち个类的てき有ゆうpublic与あずかprivate的てき非ひ静せい态数据すえ成なり员，因いん此不是ぜ标准布ぬの局きょく，但ただし可か以是平凡へいぼん的てき因いん此可以memcpy操作そうさ。

用途ようと

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POD类型在ざい源みなもと代だい码兼容よう于ANSI C时非常ひじょう重要じゅうよう。POD对象与あずかC语言的てき对应对象具有ぐゆう共同きょうどう的てき一いち些特性せい，包括ほうかつ初はつ始はじめ化か、复制、内うち存そん布ぬの局きょく、寻址。

一个例子是下述C++的てきnew表ひょう达式中ちゅう的てき对象初はつ始はじめ化か，POD与あずかnon-POD的てき区く别[10]:

表おもて达式 POD类型T non-POD类型T
new T 不ふ初はつ始はじめ化か 缺かけ省しょう初はつ始はじめ化か
new T() 总是缺かけ省しょう初はつ始はじめ化か
new T(x) 总是调用构造函数かんすう初はつ始はじめ化か

因いん此，non-POD类型的てき对象或ある数すう组总是ぜ被ひ初はつ始はじめ化か；而POD类型的てき对象或ある数すう组可能かのう未み被ひ初はつ始はじめ化か.

其它与POD相しょう关的C++特性とくせい:

  • 内うち存そん布ぬの局きょく——POD对象的てき组成字じ节是连续的てき[11].

"POD-struct ... types are layout-compatible if they have the same number of members, and corresponding members (in order) have layout-compatible types"[12].

POD-union ... types are layout-compatible if they have the same number of members, and corresponding members (in any order) have layout-compatible types"[13].

  • 初はつ始はじめ化か——对于non-const POD对象，如果没ぼつ有ゆう初はつ始はじめ化か声明せいめい时，具有ぐゆう不ふ确定的てき初はつ值(indeterminate initial value) [14]. POD对象的てき缺かけ省しょう初はつ始はじめ化か为0值[15]. 静せい态POD对象初はつ始はじめ化か为给定じょう的てき初はつ值，如果是ぜ局部きょくぶ静せい态POD对象，在ざい进入所在しょざい作用さよう域いき之の前ぜん初はつ始はじめ化か[16][§6.7, ¶4]; 对于非ひ局部きょくぶ静せい态POD对象，在任ざいにん何なん动态初はつ始はじめ化か之の前ぜん赋予初はつ值[17].
  • 拷贝——POD对象可か直接ちょくせつ拷贝(例れい如用memcpy())到いた其它字じ符ふ数すう组或相しょう同どうPOD类型的てき对象，保持ほじ其值不ふ变[18]。POD类型可か以用作さく标准模も板ばん字じ符ふ串くし类的字じ符ふ[19]. 由よし于这个原因げんいん，函数かんすう的てき返かえし回かい值如果はて是ぜnon-POD类型，则不能ふのう通どおり过寄存そん器き传递函数かんすう的てき返かえし回かい值。
  • 寻址——一いち个POD对象的てき地ち址し可か以是一个地址常量表达式[20]；一いち个对POD成なり员的引用いんよう可か以是一个引用常量表达式[21]. 一いち个POD-struct对象的てき指ゆび针，适合用ようreinterpret_cast转换到它的初はつ始はじめ值[22].

POD JAVA

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JAVA中ちゅう，一些开发者认为POD类型是ぜ符合ふごう没ぼつ有ゆうpublic成なり员且没ぼつ有ゆう方法ほうほう的てき类，比ひ如data transfer object。其实不ふ使用しよう事件じけん句柄くがら并且不ふ实现除じょgetter和わsetter之の外的がいてき附加ふか方法ほうほう的てきPOJO（只ただ含有がんゆうgetter和わsetter的てき类）和かずJAVA Bean也属于POD。但ただし不ふ管かん怎么样，POJO和わJAVA Bean已やめ经有了りょう封ふう装そう，已やめ经违反はん了りょうPOD的てき定てい义了。

参まいり见

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Visual C++名字みょうじ修おさむ饰

参考さんこう文献ぶんけん

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  1. ^ ISO/IEC 14882, first edition, 1998-09-01 p. 5, footnote 4]
  2. ^ 参まいり见C++标准的てき§3.9, ¶10; §9, ¶4
  3. ^ 參まいり見みC++標準ひょうじゅん§3.9, ¶10
  4. ^ 4.0 4.1 参まいり见C++标准§3.9.1, ¶8
  5. ^ 参まいり见C++标准§3.9.1, ¶7
  6. ^ 参まいり见C++标准§3.9.1, ¶1; §7.2, ¶1
  7. ^ 7.0 7.1 參まいり見みC++標準ひょうじゅん§3.9.2, ¶1
  8. ^ 参まいり见C++标准§9, ¶4
  9. ^ 参まいり见C++标准§8.5.1, ¶1
  10. ^ 参まいり见C++标准§5.3.4, ¶15
  11. ^ 参まいり见C++标准§1.8, ¶5
  12. ^ 参まいり见C++标准§9.2, ¶14
  13. ^ 参まいり见C++标准§9.2, ¶15
  14. ^ 参まいり见C++标准§8.5, ¶9
  15. ^ 参まいり见C++标准§8.5, ¶5
  16. ^ 参まいり见C++标准§6.7, ¶4
  17. ^ 参まいり见C++标准§3.6.2, ¶1
  18. ^ 参まいり见C++标准§3.9, ¶2与あずか3
  19. ^ 参まいり见C++标准§21, ¶1
  20. ^ 参まいり见C++标准§5.19, ¶4
  21. ^ 参まいり见C++标准§5.19, ¶5
  22. ^ 参まいり见C++标准§9.2, ¶17
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