整理一下 C++ POD 类型的细节（一）
POD type（简旧数据类型）是 C++ 标准中对于对象类型的一些要求。
内容引用自 n4659 （C++17 工作草案）和 n4861 （C++20 工作草案），尽量不讨论古代 C++ 。
名称
POD 类型中的 POD 指的是 plain old data ，简旧数据。
POD 本意可能是直接与 C 库二进制交流的类型，但其中也有 C++ 独有的类型。
POD 类型的要求
POD 类型是以下类型的统称（n4659 6.9,9）：
- 标量类型（scalar type）
- POD 类
- 以上类型的数组和 cv 限定版本
标量类型是以下类型的统称：
- 算术（整数、浮点）类型
- 枚举类型
- 指针类型
- 指向成员指针类型
-
std::nullptr_t类型 - 以上类型 cv 限定版本
（以下的类含 class/struct 和 union）
POD 类是以下类型的统称（n4659 12,10）：
- POD struct
- POD union
POD struct 和 POD union 的要求：
- 平凡类（trivial class）
- 标准布局类（standard-layout class）
- 无非 POD 类类型或其数组的非静态数据成员
- 两者区别是一个是非联合类（class/struct），另一个是 union
标准布局类的要求
标准布局类要求（n4659 12,7）：
- 无非标准布局类型的基类
- 无虚函数或虚基类
- 对于每个直接或间接基类，只有一个该基类的子对象
- 无非标准布局类型（或其数组）或引用类型的非静态数据成员
- 所有非静态数据成员拥有同一访问控制（public/protected/private）
- 该类和基类中的所有非静态数据成员、位域都声明于同一类中
- 基类的类型都与该类“零偏移成员类型集”中成员类型不同
对象类型 X 的“零偏移成员类型集” M(X) 定义为：
- 若 X 为非联合类且无（含继承的）非静态数据成员，则 M(X)=\emptyset
- 若 X 为非类、非数组类型，则 M(X)=\emptyset
- 若 X 为非空的非联合类类型，其首个（含继承的）非静态数据成员类型为 X_0 ，则 M(X)={X_0}\cup M(X_0)
- 若 X 为数组类型，其元素类型为 X_e ，则 M(X)=X_e\cup M(X_e)
- 若 X 为 union 类型，其所有静态数据成员类型为 X_i ，则 M(X)=\bigcup_{i}{X_i}
注意：零偏移成员类型集，是标准布局类的所有非基类子对象中，保证在零偏移位置的非基类子对象的类型集合。换言之，标准布局类强制空基类优化（empty base optimization, EBO） 。标准布局类的成员顺序完全由标准确定，而且布局中无编译器隐式维护的内存位置（虚函数或虚基类所必须的信息）。
平凡类的要求
平凡类要求（n4659 12,6）：
- 可平凡复制类（trivially copyable class）
- 所有默认构造函数均为平凡或被删除，且至少有一个未被删除（ C++20 中有改动 ）
可平凡复制类的要求：
- 复制构造函数、移动构造函数、复制赋值运算符、移动赋值运算符均为平凡或被删除（ C++20 中有改动 ）
- 上述特殊成员函数至少有一个未被删除（ 在 C++20 中有改动 ）
- 拥有平凡且未被删除的析构函数（ C++20 中此条无改动，但析构函数本身有改动 ）
平凡默认构造函数要求（n4659 15.1,6）：
-
该构造函数非用户提供（隐式定义或显式
=default） - 类无虚函数或虚基类
- 所有非静态数据成员均无默认成员初始化器
- 所有直接基类均拥有平凡默认构造函数
- 每个类类型成员（或类类型数组成员的元素）拥有平凡默认构造函数
平凡析构函数要求（n4659 15.4,6）：
-
析构函数非用户提供（隐式定义或显式
=default） - 所有直接基类拥有平凡析构函数
- 每个类类型成员（或类类型数组成员的元素）拥有平凡析构函数
平凡复制/移动构造函数要求（n4659 15.8.1,11）：
-
该构造函数非用户提供（隐式定义或显式
=default） - 类无虚函数或虚基类
- 为每个直接基类子对象选择的复制/移动构造函数为平凡
- 为每个类类型成员（或类类型数组成员的元素）选择的复制/移动构造函数为平凡
平凡复制/移动运算符要求（n4659 15.8.2,9）
-
该赋值运算符非用户提供（隐式定义或显式
=default） - 类无虚函数或虚基类
- 为每个直接基类子对象选择的复制/移动赋值运算符为平凡
- 为每个类类型成员（或类类型数组成员的元素）选择的复制/移动赋值运算符为平凡
注意：平凡的复制/移动构造函数/赋值运算符的行为等价于用
std::memmove
或
std::memcpy
复制对象表示。平凡的默认构造函数和析构函数的行为等价于无操作。
C++20 中的改动
C++20 中有些类模板或类模板的成员模板可以有多个同种类（n4861, 11.2）的特殊成员函数。它们有些是“合格（eligible）”的。
同种类指的是：
- 均为默认构造函数、复制构造函数、移动构造函数、复制赋值运算符、移动赋值运算符；
-
对于有形参的特殊成员函数，首个形参类型相同（如复制构造函数的首个形参可以是
const T&或比较奇特的T&，这两种不属于同一种类）； - 对于赋值运算符，成员函数的 cv 及引用限定相同。
这些限制保证了同种类的特殊成员函数在不考虑访问、 C++20 中加入的关联约束（通过
requires
子句）和默认参数时，在重载决议中表现相同。
合格的特殊成员函数是：
- 未被删除；
-
关联约束（通过
requires子句引入）若存在则得到满足； - 没有更受约束的同种类特殊成员函数。
在 C++20 中可平凡复制类和平凡类的要求中，关于（预期的）析构函数外的特殊成员函数的“被删除”“未被删除”均被改成“合格”“不合格”。
析构函数的要求在字面上没有改动。但是 C++20 引入了预期的（prospected）析构函数（n4861, 11.4.7），它是
~T()
形式的特殊成员函数，也包括析构函数。 C++20 中一个类可以有多个预期的析构函数，但其中只有重载决议在类定义末尾选择的唯一一个才成为析构函数。
附注
标量类型（含 cv 限定版本）及其数组满足标准布局类型（standard-layout type）、可平凡复制类型（trivially copyable type）、平凡类型（trivial type）的要求。
标准布局类、可平凡复制类、平凡类的数组也分别是标准布局类型、可平凡复制类型、平凡类型。
可以简单地说 POD 类型就是同时满足标准布局类型和平凡类型的类型。
C++20 中， POD 类型这一用词被弃用，未来可能会被移除。