CRTP(奇异递归模板模式)

  1. 什么是CRTP

Curiously Recurring Template Pattern,即奇异递归模板模式,简称CRTP

CRTP是一种特殊的模板技术和使用方式,是C++模板编程中的一种惯用法。CRTP的特性表现为:

  • 基类是一个模板类

  • 派生类继承该基类时,将派生类自身作为模板参数传递给基类

  1. 动态绑定

在继续介绍CRTP之前,我们先来看一段动态绑定的样例代码

// 动态绑定
class Base
{
public:
    virtual ~Base() = default;

    virtual void Process() = 0;
};

class Impl : public Base
{
public:
    ~Impl() override = default;

    void Process() override { cout<<"D::Impl::Process(). "<

以上代码可以通过实例化不同的Impl子类得到Base类的不同实现,从而达到运行期多态的目的。

虚函数实现了多态的特性,但是在每次进行虚函数调用时都会存在一次虚函数表的lock-up。相比于调用普通函数,性能开销会大很多。所以在对时延要求极高的系统中,动态绑定的性能开销不容小觑。

  1. CRTP基本范式

template
class Base
{};
class Impl : public Base
{};

该写法的特点是能够在编译期实现类型的绑定(动态绑定),既达到了多态的效果,又省去了动态查询虚函数表的代价。

Andrei Alexandrescu在Modern C++ Design中称 CRTP 为静态多态(static polymorphism)。

当然此写法的缺点也很明显,不同的子类其基类是不同的类型,因此无法实现动态多态的目的。

  1. CRTP示例

template
class Base
{
public:
    void Process() { static_cast(this)->DoProcess(); }

    void DoProcess() { cout<<"S::Base::DoProcess(). "<
{
public:
    void DoProcess(){ cout<<"S::Impl::DoProcess(). "< {};

template
void Func(T& t)
{
    t.Process();
}

int main()
{
    Impl impl;
    Impl1 impl1;
    Func(impl);
    Func(impl1);
    return 0;
}

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