C++-CC++中联合体必须是POD类型的

Question

先看一段代码：

template < typename T >
struct must_be_pod
{
...
static void constraints()
{
union
{
T T_is_not_POD_type;
};
}
...
};

Answer 1

POD本质上是与c兼容的类型结构, 可以使用memset初始化, memcpy复制

POD结构（POD-struct）是一个聚合类，它没有以下类型的非静态数据成员：指向成员的指针、非POD结构、非POD联合（或以上类型的数组），或它们的引用，并且没有用户自定义的拷贝赋值运算符，也没有用户自定义的析构函数。

类似的，POD联合（POD-union）是一个聚合联合，它没有以下类型的非静态数据成员：指向成员的指针、非POD结构、非POD联合（或以上类型的数组），或它们的引用，并且没有用户自定义的拷贝赋值运算符，也没有用户自定义的析构函数。

POD类（POD class）是一个类，它要么是POD结构，要么是POD联合。以下几种是POD:

1、所有基本数据类型

2、一个class或者struct，它不包含虚函数，没有虚基类，每一个数据成员都是POD，且所有的父类（如果存在的话）都是POD

3、POD数组

4、由POD组成的union

POD可以包含非虚成员函数，当然也可以包含构造函数和（非虚）析构函数，因为这些东东都不影响对象布局。

下面这个类，它不需要copy ctor就可以拷贝构造，但不是POD：

struct S

{

std::string str; // std::string内部有指针,使用memcpy时执行浅拷贝
};

C++11中对POD的定义

当class/struct是极简的(trivial)、属于标准布局(standard-layout)，以及他的所有非静态(non-static)成员都是POD时，会被视为POD。

一个极简的类别或结构符合以下定义：

极简的默认建构式。这可以使用默认建构式语法，例如SomeConstructor() = default;
极简的复制建构式，可使用默认语法(default syntax)
极简的赋值运算子，可使用默认语法(default syntax)
极简的解构式，不可以是虚拟的(virtual)
一个标准布局(standard-layout)的类别或结构符合以下定义：

只有非静态的(non-static)资料成员，且这些成员也是符合标准布局的型别
对所有non-static成员有相同的存取控制(public, private, protected)
没有虚拟函式
没有虚拟基础类别
只有符合标准布局的基础类别
没有和第一个定义的non-static成员相同型别的基础类别
若非没有带有non-static成员的基础类别，就是最底层(继承最末位)的类别没有non-static资料成员而且至多一个带有non-static成员的基础类别。基本上，在该类别的继承体系中只会有一个类别带有non-static成员。
参考: http://www.fnal.gov/docs/working-groups/fpcltf/Pkg/ISOcxx/doc/POD.html

Answer 2

首先说第二个问题。C++98标准9.5节第1条说明：“如果一个类具有非平凡的构造函数、非平凡的拷贝构造函数、非平凡的析构函数，或者非平凡的赋值操作符，那么其对象不能作为联合的成员”。这里的“非平凡”我的理解是指“非默认的”，比如自定义的非默认构造函数，虚析构函数等，不过，如果自定义了一个接受单个整型参数的非显式构造函数(non-explicit constructor)和一个可用的拷贝构造函数，那么它也是POD类型的。

POD的意思是“plain-old-data”，必须满足以下条件：
将组成它的一个对象的各个字节拷贝到一个字节数组中，然后再将它们重新拷贝回原来的对象所占的存储区中，此时该对象应该仍具有它原来的值；

对于任何POD类型T， 如果有两个指针分别指向不同的T对象obj1和obj2，此时如果使用memcpy()函数将obj1的值拷贝进obj2中，obj2就应该跟obj1具有相同的值；

在平常编写C++代码时，POD类型最重要的应用应该就是将一些变量封装到结构体中，使这些变量在函数参数、函数返回值时，可以直接用结构体来表示，而不用写很长一串的函数参数，并且保证赋值可以很方便地直接使用 memcpy() ，而不用一个个的赋值。