CRTP 是一種C 靜態(tài)多態(tài)設(shè)計(jì)模式，其核心是基類模板參數(shù)繼承派生類自身。 1. 定義方式為基類使用模板接受派生類作為參數(shù)，派生類再繼承該基類實(shí)例；2. 其優(yōu)勢在於編譯時解析方法調(diào)用，避免虛函數(shù)運(yùn)行時開銷；3. 常用於靜態(tài)多態(tài)、代碼復(fù)用、接口統(tǒng)一和混合行為等場景；4. 使用時需注意類型傳遞正確性、缺乏動態(tài)綁定、調(diào)試複雜度上升及可能的代碼膨脹問題。
CRTP（Curiously Recurring Template Pattern）是C 中一種常見的靜態(tài)多態(tài)設(shè)計(jì)模式。它的核心思想是：讓一個基類使用模板參數(shù)繼承自一個派生類。也就是說，派生類把自己作為模板參數(shù)傳給基類。
這種寫法看起來有點(diǎn)奇怪，但其實(shí)很實(shí)用。它可以在不使用虛函數(shù)的情況下實(shí)現(xiàn)多態(tài)行為，避免了運(yùn)行時開銷。
如何定義和使用CRTP
基本結(jié)構(gòu)如下：
template <typename Derived>
class Base {
public:
void interface() {
static_cast<Derived*>(this)->implementation();
}
};
class Derived : public Base<Derived> {
public:
void implementation() {
// 實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)}
};在這個例子中， Base是一個模板類，接受一個類型參數(shù)Derived 。而Derived類繼承自Base<Derived> ，這就構(gòu)成了“奇異遞歸”。
調(diào)用的時候：
Derived d; d.interface(); // 實(shí)際調(diào)用了Derived::implementation()
這裡的關(guān)鍵點(diǎn)在於， interface()函數(shù)在編譯時就知道要調(diào)用哪個implementation() ，不需要虛函數(shù)表，也沒有運(yùn)行時開銷。
CRTP 的常見用途
CRTP 被廣泛用於各種場景，下面是一些典型應(yīng)用：
- 靜態(tài)多態(tài)：替代虛函數(shù)機(jī)制，減少運(yùn)行時開銷。
- 代碼復(fù)用：多個派生類可以共享基類中的通用邏輯。
- 接口統(tǒng)一：為不同子類提供一致的接口封裝。
- 混合行為（Mixins） ：通過多重繼承CRTP 組合多種功能。
舉個簡單的例子，比如你想為不同的數(shù)值類型添加一些通用操作：
template <typename T>
class NumericMixin {
public:
T add(const T& other) const {
return static_cast<const T*>(this)->value() other.value();
}
};
class MyInt : public NumericMixin<MyInt> {
int val;
public:
MyInt(int v) : val(v) {}
int value() const { return val; }
};這樣你就可以在不同數(shù)值類中復(fù)用add()方法，同時保持類型安全和性能優(yōu)勢。
使用CRTP 的注意事項(xiàng)
雖然CRTP 很強(qiáng)大，但也有一些容易踩坑的地方：
- 必須顯式傳遞派生類類型：如果傳錯了，編譯器可能報(bào)錯，也可能靜默出錯。
- 不能動態(tài)綁定：因?yàn)槭庆o態(tài)多態(tài)，不能像虛函數(shù)那樣通過指針/引用調(diào)用不同實(shí)現(xiàn)。
- 調(diào)試複雜度上升：模板代碼多了以後，錯誤信息會比較難看懂。
- 可能導(dǎo)致代碼膨脹：每個派生類實(shí)例化一份基類代碼，如果基類方法很多，會影響二進(jìn)制體積。
如果你只是想做運(yùn)行時多態(tài)，那還是老老實(shí)實(shí)用虛函數(shù)吧。 CRTP 更適合那種需要高性能、輕量級抽象的場景。
基本上就這些。 CRTP 看起來繞，但理解之後你會發(fā)現(xiàn)它是個很實(shí)用的小技巧，尤其是在寫庫或者性能敏感的代碼裡。
以上是C中奇怪的重複模板模式（CRTP）是什麼？的詳細(xì)內(nèi)容。更多資訊請關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！
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