C++不同的数据成员类型

C++为数据成员提供了多种选择，除了在类中简单地声明数据成员外，还可以创建static数据成员（类的所有对象共享）、const数据成员、引用数据成员、const引用数据成员和其他成员。本文将解释这些不同类型的数据成员。

静态数据成员

有时让类的所有对象都包含某个变量的副本是没有必要的，数据成员可能只对类有意义，而每个对象都拥有其副本是不合适的。C++用static数据成员解决了这个问题。static数据成员属于类但不是对象的数据成员，可将static数据成员当作类的全局变量。

class Spreadsheet
{private:static size_t ms_counter; // 不能在此初始化值，也不能在构造函数内初始化，只能在类外初始化
};

不仅要在类定义中列出static类成员，还需要在源文件中为其分配内存，通常是定义类方法的那个源文件。还可以初始化static成员，但注意与普通的变量和数据成员不同，默认情况下它们会初始化为0。static指针会初始化为nullptr。示例：为ms_counter分配空间并初始化为0的代码

size_t Spreadsheet::ms_counter;

静态数据成员默认情况下初始化为0，但是如果有需要，可以将它们显示的初始化为0。

size_t Spreadsheet::ms_counter{0};

内联变量

从c++17开始，可以将静态数据成员声明为inline。这样做的好处就是不必在源文件中为它们分配空间。

class Spreadsheet
{private:static inline size_t ms_counter{0}; // 之前类外初始化的代码可以删除了
};

在类方法内访问静态数据成员

在类方法内部，可以像使用普通数据成员一样使用静态数据成员。例如，为Spreadsheet类创建一个m_id成员，并在Spreadsheet构造函数中用ms_counter成员初始化它。

class Spreadsheet
{public:Spreadsheet() : m_id{ms_counter++} {};private:size_t m_id{0};static size_t inline ms_counter{0};
};

本例中，假使一旦给某个对象指定id，就不应该改变。所以在拷贝赋值运算符中不应该复制id，因此可以把m_id设置为const数据成员。

class Spreadsheet
{private:const size_t m_id{0};
};

由于const数据成员一经创建就无法更改，例如，无法在构造函数体内初始化它们。此类数据成员必须直接在类定义内部或构造函数初始化器中初始化，这也意味着不能在赋值运算符中为此类数据成员赋值。

在方法外访问静态数据成员

访问控制限定符适用于static数据成员，ms_counter是private的，因此不能在类方法外访问。如果ms_counter是public的，就可以在类方法外访问，具体方法是用 :: 作用域解析运算符指出这个变量是Spreadsheet类的一部分。

int c { Spreadsheet::ms_counter };

然而，不建议使用public数据成员。应该提供public的get/set方法来授权访问权限。如果要访问static数据成员，可以实现static的get/set方法。

const static数据成员

类中的数据成员可声明为const，意味着在创建并初始化后，值不能再改变。如果某个常量只适用于类，应该使用static const(或者const static)数据成员，也称为类常量，而不是全局常量。可以在类定义中和初始化整型和枚举类型的static const数据成员，而不需要将其指定为内联变量。

例如，创建类指定了电子表格的最大高度和宽度，如果用户想要创建的电子表格的高度或者宽度大于最大值，那么就改用指定的最大值。可将最大高度和宽度设置为Spreadsheet类的static const成员。

class Spreadsheet
{public:static const size_t MaxHeight{100};static const size_t MaxWidth{100};Spreadsheet(size_t width, size_t height): m_id{ms_counter++},m_width{min(width, MaxWidth)},m_height{min(height, MaxHeight)} {}private:size_t m_width;size_t m_height;const size_t m_id{0};static size_t inline ms_counter{0};
};

这些常量也可以作为构造函数的参数的默认值。需要注意的是，只能为一组连续的参数（从右向左）指定默认值。示例：

Spreadsheet(size_t width = MaxWidth, size_t height = MaxHeight);

引用数据成员

假设Spreadsheet类需要用到一个控制电子表格的类SpreadsheetApplication，示例：

class SpreadsheetApplication {};
class Spreadsheet
{public:static const size_t MaxHeight{100};static const size_t MaxWidth{100};Spreadsheet(size_t width, size_t height, SpreadsheetApplication &app): m_id{ms_counter++},m_width{min(width, MaxWidth)},m_height{min(height, MaxHeight)},m_app{app} {}private:size_t m_width;size_t m_height;const size_t m_id{0};static size_t inline ms_counter{0};SpreadsheetApplication &m_app;
};

将一个SpreadsheetApplication引用作为数据成员添加进来，在此情况下建议使用引用而不是指针，因为Spreadsheet总会指向一个SpreadsheetApplication，而指针则无法保证这一点。

注意：在构造函数中，每个Spreadsheet都得到了一个应用程序引用。如果不指向某些事物，引用将无法存在，因此在构造函数初始化器中必须给m_app指定一个值！

在拷贝构造函数中也必须初始化这个引用成员。再次提醒，在初始化一个引用之后，不能改变它指向的对象。因此无法在赋值运算符中对引用赋值。这就意味着根据使用的情形，可能无法为具有引用数据成员的类提供赋值运算符。这种情况下，通常将赋值运算符标记为删除。