CRTP通過基類模板參數(shù)為派生類類型實(shí)現(xiàn)靜態(tài)多態(tài)，1. 基類使用模板參數(shù)Derived獲取派生類類型，通過static_cast調(diào)用派生類方法實(shí)現(xiàn)靜態(tài)分發(fā)；2. 所有繼承Cloneable的類自動(dòng)獲得類型安全的clone()功能；3. 優(yōu)點(diǎn)包括無虛函數(shù)開銷、編譯期解析性能高、代碼復(fù)用和類型安全；4. 注意事項(xiàng)包括派生類必須正確繼承Base，需實(shí)現(xiàn)基類期望的方法，且不能直接通過基類指針管理不同派生類對(duì)象，該模式廣泛用於高性能庫如Eigen和Boost中。

CRTP（Curiously Recurring Template Pattern）是一種C 中的模板編程技巧，它讓一個(gè)基類以派生類作為模板參數(shù)來“知道”派生類的類型。這種“奇異遞歸模板模式”常用於實(shí)現(xiàn)靜態(tài)多態(tài)、性能優(yōu)化（避免虛函數(shù)開銷）、以及代碼生成。

下面是一個(gè)簡單的CRTP 示例，展示如何用它實(shí)現(xiàn)一個(gè)通用的clone()功能，而不需要虛函數(shù)。

? 基本CRTP 示例：自動(dòng)實(shí)現(xiàn)clone()

 #include <iostream>
#include <memory>

// 基類模板，使用CRTP
template <typename Derived>
class Cloneable {
public:
    // 提供clone 接口，返回派生類類型的對(duì)象std::unique_ptr<Derived> clone() const {
        return std::make_unique<Derived>(static_cast<const Derived&>(*this));
    }
};

// 具體派生類class MyClass : public Cloneable<MyClass> {
public:
    int value;

    MyClass(int v = 0) : value(v) {}

    void print() const {
        std::cout << "MyClass with value: " << value << std::endl;
    }
};

int main() {
    MyClass obj1(42);
    auto obj2 = obj1.clone(); // 自動(dòng)生成clone，返回unique_ptr<MyClass>

    obj1.print(); // 輸出: MyClass with value: 42
    obj2->print(); // 輸出: MyClass with value: 42

    return 0;
}

? 解釋

• Cloneable<MyClass>是MyClass的基類。
• 基類通過模板參數(shù)Derived知道派生類的具體類型。
• clone()函數(shù)使用static_cast安全地將*this轉(zhuǎn)為派生類引用，然後構(gòu)造一個(gè)新對(duì)象。
• 所有繼承Cloneable<T>的類都自動(dòng)獲得類型安全的clone()功能。

? 另一個(gè)常見用途：靜態(tài)多態(tài)（避免虛函數(shù)）

 template <typename Derived>
class Shape {
public:
    void draw() const {
        // 靜態(tài)分發(fā)到派生類static_cast<const Derived*>(this)->draw();
    }

    double area() const {
        return static_cast<const Derived*>(this)->area();
    }
};

class Circle : public Shape<Circle> {
public:
    double radius;
    Circle(double r) : radius(r) {}

    void draw() const {
        std::cout << "Drawing a circle with radius " << radius << std::endl;
    }

    double area() const {
        return 3.14159 * radius * radius;
    }
};

class Rectangle : public Shape<Rectangle> {
public:
    double width, height;
    Rectangle(double w, double h) : width(w), height(h) {}

    void draw() const {
        std::cout << "Drawing a rectangle " << width << "x" << height << std::endl;
    }

    double area() const {
        return width * height;
    }
};

使用示例：

 int main() {
    Circle c(5.0);
    Rectangle r(3.0, 4.0);

    c.draw(); // 輸出: Drawing a circle with radius 5
    r.draw(); // 輸出: Drawing a rectangle 3x4

    std::cout << "Circle area: " << c.area() << std::endl; // 78.54
    std::cout << "Rectangle area: " << r.area() << std::endl; // 12

    return 0;
}

? 優(yōu)點(diǎn)

• 無虛函數(shù)開銷：調(diào)用是編譯期解析，性能更高。
• 類型安全：不需要dynamic_cast 。
• 代碼復(fù)用：通用邏輯寫在基類中，派生類只實(shí)現(xiàn)接口。

?? 注意事項(xiàng)

• 派生類必須正確繼承Base<derived></derived> ，否則行為未定義。
• 不要忘記實(shí)現(xiàn)基類所期望的函數(shù)（如draw() 、 area() ），否則編譯時(shí)報(bào)錯(cuò)。
• 不能像虛函數(shù)那樣通過基類指針統(tǒng)一管理不同派生類（除非配合其他機(jī)制如std::variant或類型擦除）。

基本上就這些。 CRTP 是一種強(qiáng)大的慣用法，常見於高性能庫（如Eigen、Boost）中。不復(fù)雜但容易忽略。

以上是C CRTP示例的詳細(xì)內(nèi)容。更多資訊請(qǐng)關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！