CRTP(Curiously Recurring Template)，奇异递归模板
CRTP是一种C++设计方法，类X派生自一个模板参数为Z的类模板Y，并且Y实例化为模板参数 Z=X，如：
template <class Z>
class Y {};
class X : public Y<X> {};
1.简单例子
CRTP可用于实现“编译时多态”，当基类暴露一个接口，派生类实现这样一个接口：
#include <iostream>
template<class Derived>
class Base {
public:
void name() {
static_cast<Derived*>(this)->Impl();
}
};
class D1 : public Base<D1> {
public:
static void Impl() {
std::cout << "D1::Impl()" << std::endl;
}
};
class D2 : public Base<D2> {
public:
static void Impl() {
std::cout << "D2::Impl()" << std::endl;
}
};
int main() {
D1 d1;
d1.name();
D2 d2;
d2.name();
return 0;
}
输出结果：
D1::Impl()
D2::Impl()
最核心的代码 static_cast<Derived*>(this)->Impl();，这里就是将父类指针转换成子类指针，然后调用子类的实现方法。
2.不暴露实现
#include <iostream>
template<class Derived>
class Base {
public:
void name() {
static_cast<Derived*>(this)->Impl();
}
};
class D1 : public Base<D1> {
private:
friend Base<D1>;
static void Impl() {
std::cout << "D1::Impl()" << std::endl;
}
};
class D2 : public Base<D2> {
private:
friend Base<D2>;
static void Impl() {
std::cout << "D2::Impl()" << std::endl;
}
};
int main() {
D1 d1;
d1.name();
D2 d2;
d2.name();
return 0;
}
输出结果：
D1::Impl()
D2::Impl()
3.CRPT好处
- (1) 静态多态：
CRTP实现静态多态，无需使用虚函数，静态绑定，无运行时开销； - (2) 类型安全：
CRTP提供了类型安全的多态性，通过模板参数传递具体子类类型，编译器能确保类型匹配，避免了传统向下转换可能引起的类型错误； - (3) 灵活接口设计：
CRTP允许父类定义公共接口，并要求子类实现具体操作，这使得基类能提供通用接口，而具体实现细节留给派生类，其实也就是多态了。