标准布局和不可复制属性

Standard layout and non-copyable property

本文关键字：可复制 属性 布局 标准      更新时间：2023-10-16

C++11，§9/7:

标准布局类是这样一个类：

  • 不具有非标准布局类（或此类类型的数组）或引用类型的非静态数据成员
  • 没有虚拟函数，也没有虚拟基类
  • 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
  • 在最派生的类中没有非静态数据成员，并且最多有一个基类具有非静态数据会员，或者没有基类具有非静止数据会员，以及
  • 没有与第一个非静态数据成员类型相同的基类

那么，有没有办法让一个具有标准布局的类不可复制？如果是，如何？

从boost:：noncopyable私有继承将不起作用，因为它使复制构造函数成为私有的（因此不是标准布局）。boost:：noncopable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& );
  };

由于私有部分的原因，它不是一个标准布局类。我还注意到，如果私有继承违反了任何标准的布局规则。

#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私下继承会将类更改为不符合标准布局。我不确定这是一个g++错误（我使用的是g++4.6.1），还是某种程度上违反了标准。

我认为这里有一个混淆：

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

这两个概念是正交的。

更新：

以下显示与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CCD_ 3。

我相信这是因为：

  • 没有与第一个非静态数据成员类型相同的基类

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

这导致了歧义：如果编译器没有引入这种填充，foo* f = &d将具有与foo* g = &b.data;相同的地址。

要使类不可复制，需要做两件事：

  1. 将复制构造函数设为私有构造函数
  2. 将分配运算符设为私有运算符。（如果它被分配了与类本身相同的另一种类型）

您不需要从某个boost类继承就可以获得该行为。

我想补充一点，谁在乎一些花哨的"标准布局"想法呢。规划你需要的东西，不要屈服于这种极端的空间理论。

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