C++中的CRTP（奇异的递归模板模式）是什么？（代码示例）

CRTP是一种编译期多态技术，派生类以自身为模板参数继承基类，实现零开销静态分发；支持mixin、类型安全接口等，避免虚函数开销并增强编译期检查。

CRTP（Curiously Recurring Template Pattern）是c++中一种编译期多态技术，核心思想是：派生类以自身作为模板参数，继承自一个以它为模板实参的基类。它不依赖虚函数，零运行时开销，常用于实现静态多态、mixin、类型安全的接口等。

基本结构与原理

CRTP的关键在于“递归”——子类在定义时就把自己传给父类模板，让父类能在编译期“知道”子类的具体类型。父类可直接调用子类的静态或非虚成员，无需虚表、无需动态绑定。

典型骨架如下：

template  class Base { public:     void interface() {         static_cast(this)->implementation(); // 向下调用     } }; 
class MyConcrete : public Base { public: void implementation() { // 具体逻辑 } };

实用示例：简易计数器Mixin

用CRTP给任意类自动添加构造/析构计数功能，无需修改原类逻辑，也不用虚函数：

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template  class Counter { private:     inline static size_t count_ = 0; public:     Counter() { ++count_; }     ~Counter() { --count_; }     static size_t count() { return count_; } }; 
class Widget : public Counter {}; // 自动获得计数能力
int main() { std::cout << Widget::count() << "n"; // 0 { Widget w1, w2; std::cout << Widget::count() << "n"; // 2 } std::cout << Widget::count() << "n"; // 0 }

为什么不用虚函数？优势在哪？

CRTP本质是静态分发，所有调用在编译期确定：

• 无虚表指针开销，对象尺寸更小
• 函数可被内联，性能更高
• 编译期类型检查更严格（比如子类漏实现 required 方法，直接编译失败）
• 支持SFINAE、constexpr、模板特化等高级元编程场景

注意事项与常见陷阱

使用CRTP需留意几点：

• 子类必须完整定义后才能实例化基类模板（不能前置声明后就继承）
• 基类中访问子类成员时，务必用 static_cast(this)，不能直接写 this->xxx（此时 this 是 Base* 类型）
• 避免在基类构造函数中调用子类方法——子类对象尚未构造完成
• 若需多层继承（如 A ← B ← C），通常只在最底层应用 CRTP，中间层保持普通继承

基本上就这些。CRTP不是银弹，但当你需要零成本抽象、类型安全的复用或深度定制接口行为时，它非常有力。