CRTP 靜態多型

對於raii的虛函式的效率問題，是因為沒有辦法確定指標的具體型別，才採用了執行時動態判斷，但是這樣會導致效率降低。看過一篇知乎的文章說使用benchmark測得普通函式與虛函式的差距在8-10倍，具體原因跟很多方面有關。

crtp就是為了優化掉這個問題而提出的一種模式，將原來的虛繼承改為了繼承「定製的「模版類。這樣的話原本虛函式的呼叫，改為了使用強轉指標型別並呼叫其成員函式的方式實現了，對於型別的判斷從原本的「執行時「變成了「編譯時「。

下面附上四個例子來一步步看看怎麼實現：

最簡單的實現了crtp

中心思想是：使用模版生成基類來讓子類繼承

為了實現模版的基類對子類函式的呼叫，需要模版基類中得到子類的資訊，所以繼承時候要傳入子類

具體不同:

#ifndef __h_crtp1__
#define __h_crtp1__
#include
namespace crtp1;~
base()
;void
func()
;};class derived : public base;~
derived()
;void
func()
;};template
void
global_virtual_func
(base
* p)
;void
test()
;};#endif

上面還存在一些問題：

純虛函式沒有實現

如果子類沒有實現func，而基類強轉之後直接進行呼叫，呼叫回基類函式無限遞迴

析構函式不能正確使用

base 與 derived 之間沒有虛繼承關係，所以用基類指標釋放時候呼叫不到子類

所以有了一些解決辦法:

1.純虛函式使用impl字尾的函式來實現具體內容，並且在基類中有乙個預設版本，就不會出現問題。

或者純虛函式還是使用純虛函式來實現。

2.既然沒有正常的呼叫到子類析構函式，那麼就顯示的宣告destroy並呼叫來實現子類的析構

或者使用虛函式實現析構函式。

3.強轉的地方可以放在乙個函式來統一實現。

#ifndef __h_crtp2__
#define __h_crtp2__
#include
namespace crtp2;~
base()
;void
func()
;void
func_impl()
;// 1.預設的實現
void
destroy()
;// 2.實現子類的析構
private:
//3.私有化的強轉函式
inline d*
_derived()
;};class derived : public base;~
derived()
;void
func_impl()
;};template
void
global_virtual_func
(base
* p)
;void
test()
;};#endif

是保持了純虛函式和虛析構函式的一種

還是存在一些問題的：

crtp是為了避免虛函式的效率問題而實現的

暫時還沒有確定虛函式效率問題是哪？

1.虛表查詢麼？

2.虛表跳轉打亂指令流水線麼？

3.虛表跳轉不好**麼？

4.cache miss導致麼？

既然要抽象層的純虛函式，就已經沒辦法避免效率問題，所以既然用crtp提公升效率就最好避免虛函式的出現

#ifndef __h_crtp3__
#define __h_crtp3__
#include
namespace crtp3
;//虛析構函式
virtual void
func()
=0;//指定了子類要實現的介面};
template
class base : public absbase;~
base()
;// 其他不再抽象層中的虛函式 還是原方法加
private:
inline d*
_derived()
;};class derived : public base;~
derived()
;void
func()
;};template
void
global_virtual_func
(base
* p)
;void
test()
;};#endif

還有一種可能是子類繼承的時候傳的是另乙個子類的名字，也是不正常的問題，

但是這種問題只有在顯式呼叫的時候才能報錯

為了讓它暴露在編譯階段，所以要將基類中本應該作為protected的成員(為了繼承給子類用)變為

private(宣告子類為友元類的方式達到子類訪問的目的)這樣的話

子類d1 繼承自基類base，而其中基類的友元類為d，所以當d1操作基類的私有變數時就會產生錯誤

#ifndef __h_crtp4__
#define __h_crtp4__
#include
namespace crtp4;~
base()
;void
func()
;void
func_impl()
;void
destroy()
;// 原繼承方式
//protected:
//    int _value;
// 新方式：私有化加友元
private:
int _value;
// 私有化
friend d;
// 宣告子類為友元類
private:
inline d*
_derived()
;};class derived : public base;~
derived()
;void
func_impl()
;};/* 錯誤的繼承方式 子類與傳入的子類型別不同
class derived1 : public base;
~derived1();
void func_impl();
};*/
template
void
global_virtual_func
(base
* p)
;void
test()
;};#endif

簡單的乙個demo 以及標註出從虛繼承體系改過來的時候要注意的不同點

#ifndef __h_crtp_demo__
#define __h_crtp_demo__
#include
namespace crtp_demo
;    virtual ~
base()
;// 2.析構函式為虛函式
void
func()
;void
func_impl()
;// 3.inte***ce implement 分離, 注意呼叫
private:
inline d*
_derived()
;// 4.強轉為子類
friend d;
// 5.友元許可權
private:
int _value;
// 6.protected 私有化};
class derived : public base;~
derived()
;void
func_impl()
;};template
void
global_virtual_func
(base
* p)
;void
test()
;};#endif

參考鏈結

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C 多型靜態多型與動態多型

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