Plain old data structure(POD)

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.

#include <iostream>
using namespace std;

/// POD
template<typename T>
struct POD
{
    static const bool Result=false;
};
template<>struct POD<bool>{static const bool Result=true;};
template<>struct POD<signed char>{static const bool Result=true;};
template<>struct POD<unsigned char>{static const bool Result=true;};
template<>struct POD<signed short>{static const bool Result=true;};
template<>struct POD<unsigned short>{static const bool Result=true;};
template<>struct POD<signed int>{static const bool Result=true;};
template<>struct POD<unsigned int>{static const bool Result=true;};
template<>struct POD<signed long long>{static const bool Result=true;};
template<>struct POD<unsigned long long>{static const bool Result=true;};
template<>struct POD<char>{static const bool Result=true;};
template<>struct POD<wchar_t>{static const bool Result=true;};
template<typename T>struct POD<T*>{static const bool Result=true;};
template<typename T>struct POD<T&>{static const bool Result=true;};
template<typename T, typename C>struct POD<T C::*>{static const bool Result=true;};
template<typename T, int _Size>struct POD<T[_Size]>{static const bool Result=POD<T>::Result;};
template<typename T>struct POD<const T>{static const bool Result=POD<T>::Result;};
template<typename T>struct POD<volatile T>{static const bool Result=POD<T>::Result;};
template<typename T>struct POD<const volatile T>{static const bool Result=POD<T>::Result;};

/// Test Def
class MyClass{int a,b;};
class MyPOD{int a,b;};
typedef int* PTI;
typedef int ARR[10];
typedef int& BAS;
typedef const int CON;
typedef std::pair<int,int> PII;
typedef std::pair<MyClass,MyPOD> PMM;
template<>struct POD<MyPOD>{static const bool Result=true;};
template<typename K, typename V>struct POD< std::pair<K, V> >{static const bool Result=POD<K>::Result && POD<V>::Result;};

int main()
{
    /// Test Code
    cout << POD<int>::Result << endl;
    cout << POD<PTI>::Result << endl;
    cout << POD<ARR>::Result << endl;
    cout << POD<BAS>::Result << endl;
    cout << POD<CON>::Result << endl;
    cout << POD<MyClass>::Result << endl;
    cout << POD<MyPOD>::Result << endl;
    cout << POD<PII>::Result << endl;
    cout << POD<PMM>::Result << endl;
    return 0;
}