CRTP避免动态多态

如何在C ++中使用CRTP以避免虚拟成员函数的开销？

有两种方法。

第一个是通过为类型的结构静态指定接口：

template <class Derived>
struct base {
  void foo() {
    static_cast<Derived *>(this)->foo();
  };
};

struct my_type : base<my_type> {
  void foo(); // required to compile.
};

struct your_type : base<your_type> {
  void foo(); // required to compile.
};

第二个方法是避免使用引用基语或指针基语，并在编译时进行接线。使用上面的定义，您可以具有如下所示的模板功能：

template <class T> // T is deduced at compile-time
void bar(base<T> & obj) {
  obj.foo(); // will do static dispatch
}

struct not_derived_from_base { }; // notice, not derived from base

// ...
my_type my_instance;
your_type your_instance;
not_derived_from_base invalid_instance;
bar(my_instance); // will call my_instance.foo()
bar(your_instance); // will call your_instance.foo()
bar(invalid_instance); // compile error, cannot deduce correct overload

因此，在函数中结合使用结构/接口定义和编译时类型推导，可以执行静态分配而不是动态分配。这是静态多态性的本质。

我一直在寻找关于CRTP的不错的讨论。Todd Veldhuizen的《科学C ++技术》是此（1.3）和许多其他高级技术（如表达式模板）的重要资源。

另外，我发现您可以在Google图书中阅读Coplien最初撰写的大多数C ++ Gems文章。也许情况仍然如此。

我必须查找CRTP。这样做之后，我发现了一些有关静态多态的东西。我怀疑这是您问题的答案。

事实证明，ATL相当广泛地使用了这种模式。

此维基百科的答案有你所需要的。即：

template <class Derived> struct Base
{
    void interface()
    {
        // ...
        static_cast<Derived*>(this)->implementation();
        // ...
    }

    static void static_func()
    {
        // ...
        Derived::static_sub_func();
        // ...
    }
};

struct Derived : Base<Derived>
{
    void implementation();
    static void static_sub_func();
};

尽管我不知道这实际上能为您带来多少收益。虚函数调用的开销是（当然，取决于编译器）：

• 内存：每个虚拟功能一个功能指针
• 运行时：一个函数指针调用

CRTP静态多态性的开销为：

• 内存：每个模板实例的基本副本
• 运行时：一个函数指针调用+ static_cast在做什么