Đọc thế nào:
Bài viết này khá dài. Nếu bạn muốn biết về cả tổng hợp và POD (Dữ liệu cũ đơn giản), hãy dành thời gian và đọc nó. Nếu bạn chỉ quan tâm đến tổng hợp, chỉ đọc phần đầu tiên. Nếu bạn chỉ quan tâm đến POD thì trước tiên bạn phải đọc định nghĩa, hàm ý và ví dụ về tổng hợp và sau đó bạn có thể chuyển sang POD nhưng tôi vẫn khuyên bạn nên đọc toàn bộ phần đầu tiên. Khái niệm tổng hợp là cần thiết để xác định POD. Nếu bạn tìm thấy bất kỳ lỗi nào (thậm chí là nhỏ, bao gồm ngữ pháp, kiểu dáng, định dạng, cú pháp, v.v.), vui lòng để lại nhận xét, tôi sẽ chỉnh sửa.
Câu trả lời này áp dụng cho C ++ 03. Đối với các tiêu chuẩn C ++ khác, xem:
Tập hợp là gì và tại sao chúng đặc biệt
Định nghĩa chính thức từ tiêu chuẩn C ++ ( C ++ 03 8.5.1 §1 ) :
Tập hợp là một mảng hoặc một lớp (mệnh đề 9) không có hàm tạo do người dùng khai báo (12.1), không có thành viên dữ liệu không tĩnh riêng tư hoặc được bảo vệ (mệnh đề 11), không có lớp cơ sở (mệnh đề 10) và không có hàm ảo (10.3 ).
Vì vậy, OK, hãy phân tích định nghĩa này. Trước hết, bất kỳ mảng là một tổng hợp. Một lớp cũng có thể là một tổng hợp nếu chờ đợi! không có gì được nói về cấu trúc hoặc công đoàn, chúng không thể là tập hợp? Vâng, họ có thể. Trong C ++, thuật ngữ này classđề cập đến tất cả các lớp, cấu trúc và công đoàn. Vì vậy, một lớp (hoặc struct, hoặc union) là một tổng hợp khi và chỉ khi nó thỏa mãn các tiêu chí từ các định nghĩa trên. Những tiêu chí này ngụ ý gì?
Điều này không có nghĩa là một lớp tổng hợp không thể có các hàm tạo, trên thực tế, nó có thể có một hàm tạo mặc định và / hoặc một hàm tạo sao chép miễn là chúng được trình biên dịch khai báo ngầm và không được người dùng trình bày rõ ràng
Không có thành viên dữ liệu không tĩnh riêng tư hoặc được bảo vệ . Bạn có thể có nhiều hàm thành viên riêng tư và được bảo vệ (nhưng không phải hàm tạo) cũng như nhiều hàm thành viên dữ liệu tĩnh riêng tư hoặc được bảo vệ và các hàm thành viên tùy thích và không vi phạm các quy tắc cho các lớp tổng hợp
Một lớp tổng hợp có thể có một toán tử gán-sao chép do người dùng khai báo / người dùng định nghĩa và / hoặc hàm hủy
Một mảng là một tổng hợp ngay cả khi nó là một mảng của loại lớp không tổng hợp.
Bây giờ hãy xem một số ví dụ:
class NotAggregate1
{
virtual void f() {} //remember? no virtual functions
};
class NotAggregate2
{
int x; //x is private by default and non-static
};
class NotAggregate3
{
public:
NotAggregate3(int) {} //oops, user-defined constructor
};
class Aggregate1
{
public:
NotAggregate1 member1; //ok, public member
Aggregate1& operator=(Aggregate1 const & rhs) {/* */} //ok, copy-assignment
private:
void f() {} // ok, just a private function
};
Bạn có được ý tưởng. Bây giờ hãy xem tổng hợp là đặc biệt như thế nào. Chúng, không giống như các lớp không tổng hợp, có thể được khởi tạo với dấu ngoặc nhọn {}. Cú pháp khởi tạo này thường được biết đến với các mảng và chúng ta chỉ biết rằng đây là các tổng hợp. Vì vậy, hãy bắt đầu với họ.
Type array_name[n] = {a1, a2, …, am};
if (m == n) phần tử thứ
icủa mảng được khởi tạo với i khác if (m <n)
các phần tử m đầu tiên của mảng được khởi tạo với các phần tử 1 , a 2 , Lỗi, a m và cácphần tửkháclà, nếu có thể, được khởi tạo giá trị (xem bên dưới để giải thích thuật ngữ) khác nếu (m> n)
trình biên dịch sẽ phát sinh lỗi khác (đây là trường hợp khi n không được chỉ định như thế nào )
kích thước của mảng (n) được giả sử là bằng m, do đótương đương với
n - m
int a[] = {1, 2, 3};
int a[] = {1, 2, 3};int a[3] = {1, 2, 3};
Khi một đối tượng kiểu vô hướng ( bool, int, char, double, con trỏ, vv) là giá trị khởi tạo nó có nghĩa là nó được khởi tạo với 0cho loại đó ( falsecho bool, 0.0cho double, vv). Khi một đối tượng của kiểu lớp với hàm tạo mặc định do người dùng khai báo được khởi tạo giá trị, hàm tạo mặc định của nó được gọi. Nếu hàm tạo mặc định được định nghĩa ngầm định thì tất cả các thành viên không phải là thành viên được khởi tạo giá trị đệ quy. Định nghĩa này không chính xác và một chút không chính xác nhưng nó sẽ cung cấp cho bạn ý tưởng cơ bản. Một tham chiếu không thể được khởi tạo giá trị. Khởi tạo giá trị cho một lớp không tổng hợp có thể thất bại nếu, ví dụ, lớp không có hàm tạo mặc định thích hợp.
Ví dụ về khởi tạo mảng:
class A
{
public:
A(int) {} //no default constructor
};
class B
{
public:
B() {} //default constructor available
};
int main()
{
A a1[3] = {A(2), A(1), A(14)}; //OK n == m
A a2[3] = {A(2)}; //ERROR A has no default constructor. Unable to value-initialize a2[1] and a2[2]
B b1[3] = {B()}; //OK b1[1] and b1[2] are value initialized, in this case with the default-ctor
int Array1[1000] = {0}; //All elements are initialized with 0;
int Array2[1000] = {1}; //Attention: only the first element is 1, the rest are 0;
bool Array3[1000] = {}; //the braces can be empty too. All elements initialized with false
int Array4[1000]; //no initializer. This is different from an empty {} initializer in that
//the elements in this case are not value-initialized, but have indeterminate values
//(unless, of course, Array4 is a global array)
int array[2] = {1, 2, 3, 4}; //ERROR, too many initializers
}
Bây giờ hãy xem làm thế nào các lớp tổng hợp có thể được khởi tạo với dấu ngoặc nhọn. Khá nhiều cách tương tự. Thay vì các phần tử mảng, chúng tôi sẽ khởi tạo các thành viên dữ liệu không tĩnh theo thứ tự xuất hiện của chúng trong định nghĩa lớp (tất cả chúng đều công khai theo định nghĩa). Nếu có ít bộ khởi tạo hơn thành viên, phần còn lại được khởi tạo giá trị. Nếu không thể khởi tạo giá trị một trong những thành viên không được khởi tạo rõ ràng, chúng ta sẽ gặp lỗi thời gian biên dịch. Nếu có nhiều bộ khởi tạo hơn mức cần thiết, chúng ta cũng sẽ gặp lỗi thời gian biên dịch.
struct X
{
int i1;
int i2;
};
struct Y
{
char c;
X x;
int i[2];
float f;
protected:
static double d;
private:
void g(){}
};
Y y = {'a', {10, 20}, {20, 30}};
Trong ví dụ trên y.cđược khởi tạo với 'a', y.x.i1với 10, y.x.i2với 20, y.i[0]với 20, y.i[1]với 30và y.fđược khởi tạo giá trị, nghĩa là, được khởi tạo với 0.0. Các thành viên tĩnh được bảo vệ hoàn toàn dkhông được khởi tạo, bởi vì nó là static.
Công đoàn tổng hợp khác nhau ở chỗ bạn chỉ có thể khởi tạo thành viên đầu tiên của họ bằng niềng răng. Tôi nghĩ rằng nếu bạn đủ tiến bộ trong C ++ để thậm chí cân nhắc sử dụng các công đoàn (việc sử dụng chúng có thể rất nguy hiểm và phải được suy nghĩ cẩn thận), bạn có thể tự mình tìm kiếm các quy tắc cho các công đoàn trong tiêu chuẩn :).
Bây giờ chúng ta đã biết những gì đặc biệt về tổng hợp, chúng ta hãy cố gắng hiểu các hạn chế đối với các lớp học; đó là lý do tại sao họ ở đó Chúng ta nên hiểu rằng khởi tạo theo từng thành viên với dấu ngoặc nhọn ngụ ý rằng lớp không có gì khác hơn tổng của các thành viên. Nếu có một hàm tạo do người dùng định nghĩa, điều đó có nghĩa là người dùng cần thực hiện một số công việc bổ sung để khởi tạo các thành viên do đó việc khởi tạo dấu ngoặc sẽ không chính xác. Nếu có các hàm ảo, điều đó có nghĩa là các đối tượng của lớp này có (trên hầu hết các cài đặt) một con trỏ tới cái gọi là vtable của lớp, được đặt trong hàm tạo, do đó khởi tạo dấu ngoặc sẽ không đủ. Bạn có thể tìm ra phần còn lại của các hạn chế theo cách tương tự như một bài tập :).
Thế là đủ về các uẩn. Bây giờ chúng ta có thể định nghĩa một tập hợp các loại chặt chẽ hơn, để dí dỏm, PODs
POD là gì và tại sao chúng đặc biệt
Định nghĩa chính thức từ tiêu chuẩn C ++ ( C ++ 03 9 §4 ) :
POD-struct là một lớp tổng hợp không có các thành viên dữ liệu không tĩnh thuộc loại không phải POD-struct, non-POD-union (hoặc mảng của các loại đó) hoặc không có toán tử gán sao chép do người dùng định nghĩa và không có toán tử gán hàm hủy do người dùng định nghĩa. Tương tự, POD-union là một liên minh tổng hợp không có thành viên dữ liệu không tĩnh thuộc loại không POD-struct, non-POD-union (hoặc mảng của các loại đó) hoặc không có toán tử gán sao chép do người dùng định nghĩa và không có hàm hủy do người dùng định nghĩa. Một lớp POD là một lớp là POD-struct hoặc POD-union.
Wow, cái này khó hơn để phân tích, phải không? :) Chúng ta hãy để các công đoàn ra ngoài (với cùng lý do như trên) và viết lại theo cách rõ ràng hơn một chút:
Một lớp tổng hợp được gọi là POD nếu nó không có toán tử và hàm hủy gán sao chép do người dùng định nghĩa và không có thành viên không phải là thành viên nào của nó là lớp không POD, mảng không phải POD hoặc tham chiếu.
Định nghĩa này có nghĩa là gì? (Tôi có đề cập đến POD là viết tắt của Plain Old Data không?)
- Tất cả các lớp POD là tập hợp, hoặc, nói cách khác, nếu một lớp không phải là tổng hợp thì chắc chắn đó không phải là POD
- Các lớp, giống như các cấu trúc, có thể là POD mặc dù thuật ngữ tiêu chuẩn là POD-struct cho cả hai trường hợp
- Giống như trong trường hợp tổng hợp, không có vấn đề gì với các thành viên tĩnh mà lớp có
Ví dụ:
struct POD
{
int x;
char y;
void f() {} //no harm if there's a function
static std::vector<char> v; //static members do not matter
};
struct AggregateButNotPOD1
{
int x;
~AggregateButNotPOD1() {} //user-defined destructor
};
struct AggregateButNotPOD2
{
AggregateButNotPOD1 arrOfNonPod[3]; //array of non-POD class
};
Các lớp POD, các hiệp hội POD, các kiểu vô hướng và các mảng của các kiểu đó được gọi chung là các kiểu POD.
POD là đặc biệt theo nhiều cách. Tôi sẽ chỉ cung cấp một số ví dụ.
Các lớp POD là gần nhất với các cấu trúc C. Không giống như chúng, các POD có thể có các hàm thành viên và các thành viên tĩnh tùy ý, nhưng cả hai đều không thay đổi bố cục bộ nhớ của đối tượng. Vì vậy, nếu bạn muốn viết một thư viện động di động nhiều hơn hoặc ít hơn có thể được sử dụng từ C và thậm chí .NET, bạn nên cố gắng làm cho tất cả các hàm xuất của bạn mất và chỉ trả về các tham số của loại POD.
Thời gian tồn tại của các đối tượng của loại lớp không POD bắt đầu khi hàm tạo kết thúc và kết thúc khi hàm hủy kết thúc. Đối với các lớp POD, thời gian tồn tại bắt đầu khi lưu trữ cho đối tượng bị chiếm dụng và kết thúc khi lưu trữ đó được giải phóng hoặc tái sử dụng.
Đối với các đối tượng thuộc loại POD, tiêu chuẩn được đảm bảo rằng khi bạn memcpyđưa nội dung của đối tượng vào một mảng char hoặc unsign char, và sau đó memcpynội dung trở lại đối tượng của bạn, đối tượng sẽ giữ giá trị ban đầu của nó. Xin lưu ý rằng không có sự đảm bảo nào cho các đối tượng thuộc loại không POD. Ngoài ra, bạn có thể sao chép một cách an toàn các đối tượng POD với memcpy. Ví dụ sau đây giả sử T là loại POD:
#define N sizeof(T)
char buf[N];
T obj; // obj initialized to its original value
memcpy(buf, &obj, N); // between these two calls to memcpy,
// obj might be modified
memcpy(&obj, buf, N); // at this point, each subobject of obj of scalar type
// holds its original value
tuyên bố goto. Như bạn có thể biết, đó là bất hợp pháp (trình biên dịch sẽ phát sinh lỗi) để thực hiện một bước nhảy qua goto từ một điểm mà một số biến chưa có trong phạm vi đến một điểm mà nó đã ở trong phạm vi. Hạn chế này chỉ áp dụng nếu biến thuộc loại không phải POD. Trong ví dụ sau đây f()là không định hình trong khi g()được hình thành tốt. Lưu ý rằng trình biên dịch của Microsoft quá tự do với quy tắc này, nó chỉ đưa ra cảnh báo trong cả hai trường hợp.
int f()
{
struct NonPOD {NonPOD() {}};
goto label;
NonPOD x;
label:
return 0;
}
int g()
{
struct POD {int i; char c;};
goto label;
POD x;
label:
return 0;
}
Nó được đảm bảo rằng sẽ không có phần đệm trong phần đầu của đối tượng POD. Nói cách khác, nếu thành viên đầu tiên của lớp POD loại A, bạn có thể an toàn reinterpret_casttừ A*đến T*và lấy con trỏ đến thành viên đầu tiên và ngược lại.
Danh sách này tiếp tục và trên mạng
Phần kết luận
Điều quan trọng là phải hiểu chính xác POD là gì bởi vì nhiều tính năng ngôn ngữ, như bạn thấy, hành xử khác nhau đối với chúng.