Fluent C++：奇异递归模板模式（CRTP）

CRTP是一个C++惯用法。Jim Coplien在1995年，早期的C++模板编程中将其命名为CRTP。

如果你在自己的代码中使用过CRTP，那么你肯定知道它的用处。在这种情况下，你可能知道本系列文章中的大部分内容（尽管你可能想快速看一下第2节，只是为了确保我们步调一致），并且你可以跳到第3节，在那里我提出了CRTP的通用帮助器，在代码中使用它时，它确实很有帮助。

CRTP，第1节：定义
CRTP，第2节：CRTP可以为你的代码带来什么
CRTP，第3节：CRTP实现助手

CRTP是什么

CRTP包含了一下几点：

这是它在代码中的样子：

template <typename T>
class Base
{
    ...
};

class Derived : public Base<Derived>
{
    ...
};

这样做的目的是在基类中使用派生类。从基础对象的角度来看，派生对象本身就是它自己，仅仅是做了向下转型而已。因此，基类可以通过将自身static_cast到派生类中来访问派生类。

template <typename T>
class Base
{
public:
    void doSomething()
    {
        T& derived = static_cast<T&>(*this);
        use derived...
    }
};

请注意，与典型的对派生类的转换相反，我们在此不使用dynamic_cast。当你要在运行时确保要转换为的派生类正确时，可以使用dynamic_cast。但是这里我们不需要这种保证：基类被设计为可以通过其模板参数继承，而不能通过其他任何继承。因此，将其作为假设，并且static_cast就足够了。

可能出错的地方

如果两个类恰好是从同一个CRTP基类派生的，那么当CRTP尝试使用错误的类时，我们很可能会遇到未定义的行为：

class Derived1 : public Base<Derived1>
{
    ...
};

class Derived2 : public Base<Derived1> // bug in this line of code
{
    ...
};

Marek Kurdej在评论部分中提出了一种防止这种情况的解决方案。它包括在基类中添加私有构造函数，并使基类与模板参数类成为友元：

template <typename T>
class Base
{
public:
    // ...
private:
    Base(){};
    friend T;
};

实际上，派生类的构造函数必须调用基类的构造函数（即使你没有在代码中显式地编写它，编译器也会尽力做到这一点）。由于基类中的构造函数是私有的，因此除友元类外，没有人可以访问它。唯一的友元类别是…模板类别！因此，如果派生类与模板类不同，则代码编译失败。整洁吧？

CRTP的另一个风险是，派生类中的方法将会隐藏基类中的同名方法。如Effective C ++ 33条中所述，其原因是这些方法不是virtual的。因此，要注意不要在基类和派生类中使用相同的名称：

class Derived : public Base<Derived>
{
public:
    void doSomething(); // 这隐藏了基类中的doSomething方法
}；

第一次看到CRTP时，我的最初反应是：“等等，我没听懂”。然后我又看了几次就明白了。因此，如果你不了解它的工作原理，只需重新阅读一下第1节，然后就应该这样做（如果它不只是取得联系，我很乐意与您讨论）。

实话实说，我首先写了一篇关于CRTP的大型博客文章，我认为要完全阅读它可能会令人生畏。因此，我决定将其分为几个逻辑部分，这些逻辑部分构成了本系列的剧集。这篇文章比较短，但是有必要设置基础知识。

最后编辑于：2020.03.21 21:00:15