标准布局和不可复制的属性

Question

C++11，第 9/7 节：

标准布局类是这样的类：

• 没有非标准布局类（或此类类型的数组）类型的非静态数据成员或引用，
• 没有虚函数，也没有虚基类，
• 对所有非静态数据成员具有相同的访问控制，
• 没有非标准布局基类，
• 要么在最底层的派生类中没有非静态数据成员，并且最多有一个具有非静态数据成员的基类，要么没有具有非静态数据成员的基类，并且
• 没有与第一个非静态数据成员相同类型的基类。

那么，有没有办法让标准布局的类不可复制呢？如果是，怎么办？

从 boost::noncopyable 私有继承将不起作用，因为它使复制构造函数私有（因此不是标准布局）。 boost::noncopyable 的实现是这样的：

  class noncopyable
  {
   protected:
      noncopyable() {}
      ~noncopyable() {}
   private:  // emphasize the following members are private
      noncopyable( const noncopyable& );
      const noncopyable& operator=( const noncopyable& );
  };

由于私有部分，它不是标准布局类。我还注意到私有继承是否违反任何标准布局规则。

---

#include <boost/noncopyable.hpp>
#include <iostream>
const int N = 50;
struct A
{
    int data[N];
};
struct B : private boost::noncopyable
{
    int data[N];
};
struct C
{
    A data[10];
};
struct D : private boost::noncopyable
{
    B data[10];
};

int main() {
    std::cout<<sizeof(A)<<std::endl;
    std::cout<<sizeof(B)<<std::endl;

    std::cout<<sizeof(C)<<std::endl;
    std::cout<<sizeof(D)<<std::endl;
}

输出为：

200
200
2000
2004

上面的示例显示，从 boost::noncopyable 私有继承会将类更改为不符合标准布局。 我不确定这是否是 g++ bug（我使用的是 g++ 4.6.1），或者以某种方式违反了标准。

Answer 1

我认为这里存在一个混淆：

• 标准布局属性受属性（并且仅属性）影响，
• 可复制属性受方法影响（它们的存在、不存在和可访问性）

这两个概念是正交的。

更新：

以下内容显示与 boost::noncopyable 完全相同的行为：

#include <iostream>

struct foo {};

struct B : foo { int data; };

struct D : foo { B data; };

int main() {
  D d;
  std::cout << (char*)(&d.data) - (char*)(&d) << "\n";
}

结果是 4。

我相信这是因为：

• 没有与第一个非静态数据成员相同类型的基类。

事实上，实验表明，在 data 之前在 D 中引入 int a; 并不会增加其大小。我认为 B 继承自 foo 的事实意味着 data （第一个非静态数据成员）被认为是与foo（D 的基类）。

这会导致歧义：如果编译器没有引入这个，foo* f = &d 将与 foo* g = &b.data; 具有相同的地址填充。

Answer 2

要使类不可复制，您需要做两件事：

1. 将复制构造函数设为私有。
2. 将赋值运算符设为私有。 （它被分配与类本身相同类型的另一种类型）。

您不需要仅仅为了获得该行为而继承某个 boost 类。

我可以补充一下，谁会关心一些奇特的“标准布局”想法。编写您需要的内容，不要屈服于这种极端的空间理论。