第四章 POD 类型与结构

C++ 与 C

本章标题叫做“POD类型与结构”，其中 POD 的含义是 Plain Old Data，中文译作“简旧数据”。正如字面意思，本章的内容将是有关一些简单、老旧的数据类型和数据结构。简单这个词姑且还好理解，“老旧”是从何而得呢？这就不得不稍微谈一点 C++ 的历史了。

在 20 世纪 70 年代初，美国贝尔实验室开发出一个名叫 UNIX 的操作系统。（这个操作系统在计算机历史上具有很重要的地位。）当时，这个操作系统是用一种被称为 B 的语言（如果再向前追溯，它的祖先是 BCPL、CPL 和 ALGOL 60 语言，不过它们都不太适合编写系统程序）。然而这种 B 语言过于接近硬件，而且扩展能力比较差。下面是一段 B 语言程序：

/* Hello World in B */

main() {
    extern a, b, c;
    putchar (a); putchar (b); putchar (c); putchar ('!*n');
}

a 'hell' ;
b 'o, w' ;
c 'orld' ;

在 B 语言中没有类型系统，而且只适用于特定机器硬件，开发起来难度还是很大。因此贝尔实验室的一位科学家丹尼斯·里奇（Dennis Ritchie）在其基础上研发了 C 语言。C 语言保留了 B 语言强大的硬件操控能力，并增添了类型系统和高效的可移植能力。下面是当时早期 C 语言的代码：

/* Hello World in C, K&R-style */

main() {
    puts("Hello World!");
    return 0;
}

里奇用 C 语言重新编写了 UNIX 系统。随后，软件工程师林奈斯·托瓦兹（Linus B. Torvalds）模仿 UNIX ，用 C 语言编写了目前最通用的操作系统内核 Linux。从此 C 语言开始发扬光大，称为目前最流行的编程语言之一。

20 世纪 70 年代中期，面向对象编程这一编程范式开始流行。教授本贾尼·斯特劳斯特卢普（Bjarne Stroustrup）于 1979 年进入贝尔实验室，将 C 语言进行了适用于“面向对象”的改良，称这种改良的语言为 C with Classes。

后来这门改良的编程语言改名为 C++，并吸收了大量的新特性（如虚函数、重载、多继承、静态、命名空间、异常处理、模板等，以及各种库）。与此同时，C 语言和 C++ 语言先后步入标准化，美国的标准委员会 ANSI 和国际标准组织 ISO 分别为这两种语言制定了统一的语言标准。（后来 ANSI C语言标准也收入 ISO。）这个时候，可以称 C++ 语言是 C 语言的超集，C 语言是 C++ 语言的子集：因为 C++ 不过是在 C 的基础上增加了诸多特性而已。下面是经过标准化后的 C 和 C++ 语言示例：

/* Hello World in C, Ansi-style */

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void) {
    puts("Hello World!");
    return EXIT_SUCCESS;
}

// Hello World in ISO C++

#include <iostream>

int main() {
    std::cout << "Hello World!" << std::endl;
}

不过事情在 90 年代发生了改观。由于 C 语言诞生之初就偏重于系统、硬件这些“底层”的服务，而 C++ 语言秉持着更易用、实用、通用的特性而偏向于高级编程，所以两者自然而然地发生了一定程度上的区分。1999 年，C 语言的新一代标准 C99 发布，加入了许多 C++ 未曾包含的特性（如复合字面量、VLA 等）。2011 年，C++11 和 C11 相继发布，这时 C 语言和 C++ 语言已经有了非常大的差别了。

话是这样说，但是两者毕竟同根同源，仍然存在大量的代码可以不经改动地从 C 迁移到 C++，或者反过来。因此那些可以直接从 C++ 迁移到 C 的代码，也就是兼容 C 的代码，可以称之为“老旧的”代码；而兼容 C 的数据类型，则被称为简单、老旧的数据类型，也就是 POD 类型了。只用 POD 类型实现的数据存储方式，我们姑且称它为 POD 结构吧。

大部分基础类型是 POD 类型：如 int、long 和 double，由 POD 类型构成的数组也是 POD 类型。接下来，我们先从数组开始讲解。

B 语言和 C 语言的命名其实都来自于人名，字母的排序只是巧合。C++ 的命名就是取自增运算符的含义。

其实 C99 以前 C 语言也不完全是 C++ 的子集，仍有一些细微的不兼容之处。

POD 类型曾经是一种类似具名要求（Named requirement）的规范，但在后来的标准中被标准布局类型这一术语替代。不过 POD 类型仍然客观存在，只是标准中不再提及。

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