c++怎么实现CRTP（奇异的递归模板模式）_c++ CRTP实现方法-C++-PHP中文网

c++怎么实现CRTP（奇异的递归模板模式）_c++ CRTP实现方法

穿越時空

发布： 2025-10-03 20:41:02

原创

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CRTP通过派生类继承模板基类并传入自身类型，实现编译期多态：基类用static_cast调用派生类方法，避免虚函数开销；可用于自动实现运算符等通用功能，但不支持运行时多态，需确保派生类正确继承自身类型，否则导致编译错误。

c++怎么实现crtp（奇异的递归模板模式）_c++ crtp实现方法

CRTP（Curiously Recurring Template Pattern，奇异递归模板模式）是一种C++中的惯用法，通过将派生类作为模板参数传给基类来实现静态多态。它能在编译期完成函数分派，避免虚函数调用的开销。

基本结构

CRTP 的典型写法是定义一个基类模板，其模板参数是派生类本身：

template <typename Derived>
class Base
{
public:
    void interface()
    {
        static_cast<Derived*>(this)->implementation();
    }
};
<p>class Derived : public Base<Derived>
{
public:
void implementation()
{
// 具体实现
}
};</p>

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这里 Base 是模板基类，Derived 继承自 Base<Derived>，形成“递归”结构。调用 interface() 时通过 static_cast 转到派生类对象并调用具体实现方法。

实现静态多态

CRTP 可以替代虚函数实现多态行为，但发生在编译期，无运行时开销：

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template <typename Derived>
class Shape
{
public:
    double area() const
    {
        return static_cast<const Derived*>(this)->computeArea();
    }
};
<p>class Circle : public Shape<Circle>
{
double r;
public:
Circle(double r) : r(r) {}
double computeArea() const { return 3.14159 <em> r </em> r; }
};</p><p>class Rectangle : public Shape<Rectangle>
{
double w, h;
public:
Rectangle(double w, double h) : w(w), h(h) {}
double computeArea() const { return w * h; }
};</p>

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每个子类实现自己的 computeArea，基类通过静态转换调用对应版本，无需虚表。

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增强基类功能

CRTP 常用于为派生类提供通用操作，比如自动实现比较运算符：

template <typename Derived>
class Comparable
{
public:
    bool operator!=(const Derived& other) const
    {
        return !static_cast<const Derived*>(this)->operator==(other);
    }
};

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只要派生类实现了 ==，就能自动获得 != 操作符。