CRTP通過基類以派生類為模板參數(shù)實(shí)現(xiàn)靜態(tài)多態(tài)，避免虛函數(shù)開銷。 1. 用於對象計數(shù)：每個派生類擁有獨(dú)立靜態(tài)計數(shù)器，構(gòu)造析構(gòu)時增減計數(shù)；2. 實(shí)現(xiàn)靜態(tài)多態(tài)：基類通過static_cast調(diào)用派生類方法，編譯時確定調(diào)用目標(biāo)，提升性能；3. 常見用途包括Mixin功能注入、性能優(yōu)化、操作符生成、EBO利用等，支持零成本抽象與代碼復(fù)用。

CRTP（Curiously Recurring Template Pattern）是一種C 中的模板編程技巧，它讓一個基類以派生類作為模板參數(shù)來“知道”自己的派生類類型。這種模式在編譯時實(shí)現(xiàn)靜態(tài)多態(tài)，避免虛函數(shù)開銷，常用於實(shí)現(xiàn)mixin 類、工具類（如計數(shù)、序列化、比較操作等）或性能敏感的場景。

下面是一個簡單的CRTP 示例：實(shí)現(xiàn)一個自動計數(shù)對象構(gòu)造和析構(gòu)的基類。

1. 基本用法：對象計數(shù)器

#include <iostream>

template <typename Derived>
class ObjectCounter {
private:
    static int count; // 每個派生類有自己的計數(shù)public:
    ObjectCounter() {
          count;
    }

    ObjectCounter(const ObjectCounter&) {
          count;
    }

    ~ObjectCounter() {
        --count;
    }

    static int get_count() {
        return count;
    }
};

// 靜態(tài)成員定義template <typename Derived>
int ObjectCounter<Derived>::count = 0;

// 具體類使用CRTP
class Widget : public ObjectCounter<Widget> {
    // Widget 自動獲得計數(shù)功能};

class Gadget : public ObjectCounter<Gadget> {
    // Gadget 也有獨(dú)立的計數(shù)};

int main() {
    std::cout << "Widgets: " << Widget::get_count() << "\n"; // 0
    std::cout << "Gadgets: " << Gadget::get_count() << "\n"; // 0

    {
        Widget w1, w2;
        Gadget g1;

        std::cout << "Widgets: " << Widget::get_count() << "\n"; // 2
        std::cout << "Gadgets: " << Gadget::get_count() << "\n"; // 1
    }

    std::cout << "After scope:\n";
    std::cout << "Widgets: " << Widget::get_count() << "\n"; // 0
    std::cout << "Gadgets: " << Gadget::get_count() << "\n"; // 0

    return 0;
}

2. 實(shí)現(xiàn)靜態(tài)多態(tài)（替代虛函數(shù)）

CRTP 可以用來實(shí)現(xiàn)“靜態(tài)多態(tài)”，即在編譯時決定調(diào)用哪個函數(shù)，避免運(yùn)行時開銷。

 template <typename Derived>
class Shape {
public:
    void draw() {
        // 強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為派生類並調(diào)用具體實(shí)現(xiàn)static_cast<Derived*>(this)->draw();
    }
};

class Circle : public Shape<Circle> {
public:
    void draw() {
        std::cout << "Drawing a circle.\n";
    }
};

class Rectangle : public Shape<Rectangle> {
public:
    void draw() {
        std::cout << "Drawing a rectangle.\n";
    }
};

void render(Shape<Circle>& circle) {
    circle.draw(); // 調(diào)用Circle::draw()
}

int main() {
    Circle c;
    Rectangle r;

    c.draw(); // Drawing a circle.
    r.draw(); // Drawing a rectangle.

    return 0;
}

注意：這種調(diào)用方式不是多態(tài)的（不能用Shape*指向不同子類），但性能高，適合模板上下文中。

3. 常見用途總結(jié)

CRTP 常用於：

• Mixin 模式：給派生類添加通用功能（如計數(shù)、日誌、克隆）
• 性能優(yōu)化：替代虛函數(shù)表，實(shí)現(xiàn)編譯時綁定
• 接口增強(qiáng)：自動為派生類生成操作符或方法
• EBO（Empty Base Optimization）利用：零開銷抽象

例如，還可以用CRTP 實(shí)現(xiàn)：

• 自動生成==和!= （只要實(shí)現(xiàn) ）
• 對象註冊機(jī)制
• 單例模板
• 訪問控製或權(quán)限檢查

基本上就這些。 CRTP 的關(guān)鍵是“基類知道自己被誰繼承”，通過static_cast<derived>(this)</derived>調(diào)用派生類方法，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的代碼復(fù)用和零成本抽象。雖然名字“奇怪”，但用起來很實(shí)用。

以上是C CRTP（奇怪的重複模板模式）示例的詳細(xì)內(nèi)容。更多資訊請關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！