C++学习：CRTP 模式是什么

CRTP（Curiously Recurring Template Pattern，奇异递归模板模式）是 C++ 中的一种设计模式。

基本概念

CRTP 是指一个类（通常是基类）以其派生类作为模板参数的模式。其基本形式如下：

template <typename Derived> class Base { // 基类的成员函数可以使用 Derived 类型 };  class Derived : public Base<Derived> { // 派生类的定义 }; 

主要用途和优势

• 静态多态性
  CRTP 可以实现静态多态，即在编译时确定调用的函数，避免了动态多态（通过虚函数实现）带来的运行时开销。

template <typename Derived> class Shape { public: void draw() { static_cast<Derived*>(this)->drawImpl(); } }; class Circle : public Shape<Circle> { public: void drawImpl() { std::cout << "Drawing a circle" << std::endl; } };  class Square : public Shape<Square> { public: void drawImpl() { std::cout << "Drawing a square" << std::endl; } };  int main() { Circle circle; Square square; circle.draw(); // 调用 Circle 的 drawImpl square.draw(); // 调用 Square 的 drawImpl return 0; } 

在这个例子中，Shape 类的 draw 函数通过 static_cast 将 this 指针转换为 Derived 类型，然后调用 drawImpl 函数。由于 drawImpl 函数是在编译时确定的，因此没有虚函数调用的开销。

• 避免虚函数开销
  在某些情况下，虚函数的调用会带来一定的开销，特别是在性能敏感的代码中。CRTP 可以作为一种替代方案，避免虚函数的使用。
• 代码复用和扩展
  CRTP 允许基类访问派生类的成员，从而实现代码的复用和扩展。基类可以在不知道具体派生类的情况下，调用派生类的特定功能。