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(shì)在於編譯時(shí)解析方法調(diào)用，避免虛函數(shù)運(yùn)行時(shí)開(kāi)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(chǎng)景；4. 使用時(shí)需注意類型傳遞正確性、缺乏動(dòng)態(tài)綁定、調(diào)試複雜度上升及可能的代碼膨脹問(wèn)題。

CRTP（Curiously Recurring Template Pattern）是C 中一種常見(jiàn)的靜態(tài)多態(tài)設(shè)計(jì)模式。它的核心思想是：讓一個(gè)基類使用模板參數(shù)繼承自一個(gè)派生類。也就是說(shuō)，派生類把自己作為模板參數(shù)傳給基類。

這種寫(xiě)法看起來(lái)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(shí)開(kāi)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(gè)例子中， Base是一個(gè)模板類，接受一個(gè)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(shí)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(shí)就知道要調(diào)用哪個(gè)implementation() ，不需要虛函數(shù)表，也沒(méi)有運(yùn)行時(shí)開(kāi)銷。

CRTP 的常見(jiàn)用途

CRTP 被廣泛用於各種場(chǎng)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(shí)開(kāi)銷。
• 代碼復(fù)用：多個(gè)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(guò)多重繼承CRTP 組合多種功能。

舉個(gè)簡(jiǎn)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(shí)保持類型安全和性能優(yōu)勢(shì)。

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(cuò)了，編譯器可能報(bào)錯(cuò)，也可能靜默出錯(cuò)。
• 不能動(dòng)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(guò)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(cuò)誤信息會(huì)比較難看懂。
• 可能導(dǎo)致代碼膨脹：每個(gè)派生類實(shí)例化一份基類代碼，如果基類方法很多，會(huì)影響二進(jìn)制體積。

如果你只是想做運(yùn)行時(shí)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(jí)抽象的場(chǎng)景。

基本上就這些。 CRTP 看起來(lái)繞，但理解之後你會(huì)發(fā)現(xiàn)它是個(gè)很實(shí)用的小技巧，尤其是在寫(xiě)庫(kù)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(qǐng)關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！