用12个实例来解释几个C++概念：POD，cv-qualified，trivial，aggregate type

 

上午Randy同学碰到了一个array中应用tr1::is_pod导致的编译错误，看了一下，顺便了解了一些概念：

 

在开始之前，还是说说什么是tr1。

TR1，全称是“C++ Technical Report 1”，实际上是C++标准扩展库ISO/IEC TR 19768的一个俗称，是进入C++标准库的一个提案。TR1中包括的内容主要有：正则表达式(regular expressions)、智能指针(smart pointers)，哈希表(hash tables)以及随机数产生器(random number generators)，还包括函数对象(Function Objects)，元编程和类型属性(Metaprogramming and Type Traits)等等很多内容。TR1本身并不是C++标准，而是一个草案。但是绝大多数情况下提案的内容都会成为下一个官方标准。

参见:

http://en.wikipedia.org/wiki/Technical_Report_1

 

下面说说我们使用is_pod相关的东西。

POD: 全称是“Plain Old Data”，是C++ 98标准(ISO/IEC 14882, first edition, 1998-09-01)中引入的一个概念，主要目的是兼容C和C++语言中对数据的比较。实质上POD类型主要包括int, char, float等原始类型及其集合类型(aggregate class)。

参见：

http://en.wikipedia.org/wiki/Plain_Old_Data_Structures

http://www.fnal.gov/docs/working-groups/fpcltf/Pkg/ISOcxx/doc/POD.html

 

POD Aggregate Class: 上面刚提到，就是一个只包含POD数据的类，不使用C++中的封装和面向对象的特性。其中还包含的意思是说，POD的定义是可以迭代的，如果一个类只包含POD数据，那这个类就属于POD。以此类推，如果一个类只包含POD数据或者POD类，那它也属于POD。

 

最后在说到is_pod之前，说说Randy同学碰到的编译错误：

error C2139: an undefined class is not allowed as an argument to compiler intrinsic type trait '__has_trivial_constructor'

Trivial Constructor：我们经常可以有看到trivial之类的词，到底是什么意思呢？如果去查词典，估计很难理解。个人的理解，就是轻量级的，类似于“浅拷贝”中的“浅”，或许是更浅的浅。Trivial Constructor其实是说更本不允许用户自己定义constructor，即使自己定义的constructor是一个空函数都不行。当然，定义虚函数也不行，因为虚函数会导致编译器自动生成的constructor中包含额外的操作。（这里trivial constructor也是个人不太明确的问题，本意应该是说更本没有constructor，但是MSDN的定义是：__has_trivial_constructor(type): Returns true if the type has a trivial, compiler-generated constructor。因此个人觉得可以理解成，没有constructor，但是不能阻止编译器在实现的时候有自定义的设置）

 

最后终于说到is_pod了，因为使用的是MS的编译器，因此看看MSDN中的解释：

An instance of the type predicate holds true if the type Ty is a scalar type, a POD aggregate type, or a cv-qualified form of one of them, or an array of such a type, otherwise it holds false.

其中还有一个概念“cv-qualified”，看到不同的地方有很多争议，个人觉得这个其实很简单，就是是否可以用const或者volatile修饰。如果可以则是cv-qualified，否则是cv-unqualified。那么你可能会问，还有什么变量不能用const或者volatile来修饰呢？请在下面的例子中查找答案。

 

因此，最后，希望大家可以理解MSDN中那么短短的一句话。

（额外说明：不同的编译器对于is_pod的实现不一定是相同的，这里是用Visual Studio 2008 SP1的编译器来测试的，而且boost中的实现也针对编译器的不同做了不同的定义）

 

下面有12个实例来说明

 

#include <iostream> #include <type_traits>   // === 属于POD的对象 ===   // 没有定义任何数据成员 class pod_yes_1 {};   // 定义了一个元数据类型的公有成员变量 class pod_yes_2 { public: int a; };   // 定义了一个元数据类型以及一个POD对象 class pod_yes_3 { public: float a; pod_yes_2 b; };   // 定义了1个POD对象以及一个迭代的POD对象 class pod_yes_4 { public: float a; pod_yes_2 b; pod_yes_3 c; };     // === 不属于POD的对象 ===   // 从一个POD对象派生 class pod_no_1 : public pod_yes_1 {}; class pod_no_2 : public pod_yes_2{};   // 虚拟继承，更不行了，而且不符合"trivial constructor"的要求 class pod_no_3 : virtual public pod_yes_1 {};   // 定义了一个私有（或者保护）类型的成员变量 class pod_no_4 { int a; };   // 定义了构造函数，虽然是空的，仍然不符合"trivial constructor"的要求 class pod_no_5 { public: pod_no_5(){} };   // 定义了虚函数，不符合"trivial constructor"的要求 class pod_no_6 { public: virtual void foo(){} };   // 父类定义了构造函数：不符合"trivial constructor"的要求 class pod_no_7 : public pod_no_5 {};   // PodRef不是cv-qualified的对象，看到这里知道上面问题的答案了吧。也意味着不符合"trivial constructor"的要求。 // warning C4510: 'pod_no_8' : default constructor could not be generated // warning C4512: 'pod_no_8' : assignment operator could not be generated // warning C4610: class 'pod_no_8' can never be instantiated - user defined constructor required typedef pod_yes_1& PodRef; class pod_no_8 { public: PodRef x;};   template<typename T1> class testpod { public:     testpod(){         std::cout<<typeid(T1).name()<<"/tPOD: "<<(std::tr1::is_pod<T1>::value?"yes":"no ");         std::cout<<"/tTrivial Constructor: "<<(__has_trivial_constructor(T1)?"yes":"no")<<std::endl;     } };   void main() {     testpod<pod_yes_1>();     testpod<pod_yes_2>();     testpod<pod_yes_3>();     testpod<pod_yes_4>();     testpod<pod_no_1>();     testpod<pod_no_2>();     testpod<pod_no_3>();     testpod<pod_no_4>();     testpod<pod_no_5>();     testpod<pod_no_6>();     testpod<pod_no_7>();     testpod<pod_no_8>();       pod_yes_1 pod1;     const PodRef r1 = pod1;     // warning C4181: qualifier applied to reference type; ignored     volatile PodRef r2 = pod1;  // warning C4181: qualifier applied to reference type; ignored }

 

程序输出：

class pod_yes_1 POD: yes        Trivial Constructor: yes

class pod_yes_2 POD: yes        Trivial Constructor: yes

class pod_yes_3 POD: yes        Trivial Constructor: yes

class pod_yes_4 POD: yes        Trivial Constructor: yes

class pod_no_1  POD: no         Trivial Constructor: yes

class pod_no_2  POD: no         Trivial Constructor: yes

class pod_no_3  POD: no         Trivial Constructor: no

class pod_no_4  POD: no         Trivial Constructor: yes

class pod_no_5  POD: no         Trivial Constructor: no

class pod_no_6  POD: no         Trivial Constructor: no

class pod_no_7  POD: no         Trivial Constructor: no

class pod_no_8  POD: no         Trivial Constructor: no