Was ist ein Pod -Typ (einfache alte Daten) in C?
In C bezieht sich der Typ Pod (Plain Old Data) auf einen Typ mit einer einfachen Struktur und ist mit der Verarbeitung von C -Sprachdaten kompatibel. Es muss zwei Bedingungen erfüllen: Es verfügt über eine gewöhnliche Kopiensemantik, die von memcpy kopiert werden kann; Es hat ein Standardlayout und die Speicherstruktur ist vorhersehbar. Zu den spezifischen Anforderungen gehören: Alle nicht statischen Mitglieder sind öffentlich, keine benutzerdefinierten Konstrukteure oder Zerstörer, keine virtuellen Funktionen oder Basisklassen, und alle nicht statischen Mitglieder selbst sind Schoten. Zum Beispiel struct Point {int x; int y;} ist pod. Zu den Verwendungen gehören binäre E/O, C -Interoperabilität, Leistungsoptimierung usw. Sie können überprüfen, ob der Typ Pod über std :: is_pod ist. Es wird jedoch empfohlen, STD :: is_trivial und std :: is_standard_layout nach c 11 zu verwenden. Wenn Sie es verwenden, sollten Sie sich vorsichtig mit privaten Mitgliedern, virtuellen Funktionen, virtuellen Funaktionen und bestimmten Konstruktoren vermeiden.
In C bezieht sich ein POD (Plain Old Data) -Typ auf einen Typ, der in seiner Struktur einfach und mit der Datenhandhabung des C-Stils kompatibel ist. Diese Typen können sicher mit memcpy kopiert, mit {0} -Stypation initialisiert werden und sich im Allgemeinen vorhersehbar in Operationen auf niedriger Ebene verhalten.
POD -Typen sind besonders nützlich, wenn Sie Interoperabilität mit C -Bibliotheken benötigen oder wenn Leistung und Speicherlayout wichtig sind - wie bei Systemprogramme, eingebetteten Systemen oder bei der Arbeit mit Serialisierungsbibliotheken.
Was macht einen Typ zu einem Pod?
Ein Typ wird in C als POD angesehen, wenn er zwei Hauptbedingungen erfüllt:
- Triviale Kopiensemantik : Der Typ kann mit Speicherkopierfunktionen wie
memcpyohne Nebenwirkungen kopiert werden. - Standard -Layout : Das Speicherlayout des Typs folgt den Standardtraditionen, damit auf verschiedene Systeme oder Sprachen vorhersehbar zugegriffen werden kann.
Folgendes qualifiziert sich als Pod:
- Alle nicht statischen Datenmitglieder sind öffentlich.
- Es gibt keine benutzerdefinierten Konstruktoren oder Zerstörer.
- Es hat keine virtuellen Funktionen oder Basisklassen.
- Alle nicht statischen Datenmitglieder sind selbst Pods.
Zum Beispiel:
Strukturpunkt {
int x;
int y;
}; Diese Point ist ein Pod, da sie alle oben genannten Kriterien erfüllt.
Warum sind POD -Typen noch relevant?
Obwohl das moderne C komplexere Abstraktionen einführt, bleiben POD -Typen für bestimmte Anwendungsfälle wertvoll:
- Binärer E/O und Serialisierung : Da sie ein vorhersehbares Layout haben, können sie direkt in binäre Dateien oder Netzwerkströme geschrieben oder gelesen werden.
- C Interoperabilität : Sie können sie an C -Funktionen übergeben, ohne sich um den Namen zu beachten, oder inkompatiblen Layouts.
- Leistungsoptimierung : Für Compiler sind sie einfacher zu optimieren und werden häufig im leistungskritischen Code verwendet.
Wenn Sie so etwas wie einen Spielermotor oder einen Gerätefahrer bauen, werden Sie wahrscheinlich Situationen begegnen, in denen das Festhalten mit POD -Typen Ihr Leben erleichtert.
So überprüfen Sie, ob ein Typ Pod ist
Sie müssen nicht immer erraten, ob sich ein Typ als Pod qualifiziert. C bietet ein integriertes Merkmal, um dies zu überprüfen:
#include <type_traits> static_assert (std :: is_pod <Point> :: value, "point sollte ein schote sein");
Ab C 11 wurde der Begriff „Pod“ jedoch weniger zentral. Stattdessen führte die Sprache feinere Eigenschaften wie std::is_trivial und std::is_standard_layout ein. Während std::is_pod noch existiert, können Sie diese beiden Eigenschaften auch separat testen, wenn Sie mehr Kontrolle wünschen.
Praktische Anwendungsfälle und gemeinsame Fallstricke
Einige Beispiele in der realen Welt, bei denen Pods glänzen, umfassen:
- Senden von Strukturen über ein Netzwerk ohne zusätzliche Serialisierungslogik.
- Hardware-Register für Speichervermittlung in eingebetteten Systemen.
- Teilen von Daten zwischen Threads ohne Synchronisation Overhead.
Aber Vorsicht: Sobald Sie Dinge wie private Mitglieder, Vererbung oder virtuelle Funktionen hinzufügen, ist Ihr Typ kein Pod mehr. Dies kann stillschweigend Annahmen im Code auf Legacy- oder Systemebene aufweisen, das das Verhalten von Pod erwartet.
Auch auch einen Standardkonstruktor wie diesen hinzufügen:
Strukturpunkt {
int x;
int y;
Point () = Standard; // für Pods vor c 14 nicht zulässig
};Kann Ihren Typ abhängig von der C -Version, auf die Sie abzielen, disqualifizieren.
Wenn Sie also eine Struktur entwerfen und möchten, dass sie mit C- oder Gedächtnissensitiven kompatibel bleibt, halten Sie sie einfach. Halten Sie sich an öffentliche Felder, keine virtuellen etwas, und vermeiden Sie benutzerdefinierte Konstruktoren, es sei denn, Sie haben sicher, dass sie die Trivialität des Typs nicht beeinflussen.
Grundsätzlich ist das.
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