CRTP设计模式

CRTP（Curiously Recurring Template Pattern，奇异递归模板模式）是一种C++模板编程技术，它通过让一个类继承自一个以自身为模板参数的模板基类来实现静态多态。

主要特点

1. 静态多态：在编译时确定行为，避免了虚函数调用的运行时开销
2. 代码复用：可以在基类中实现通用逻辑，同时在派生类中定制特定行为
3. 编译时绑定：所有方法调用在编译时解析

典型应用场景

1. 静态多态实现

template <typename T>
class NumberField {
public:
    void add() {
        static_cast<T*>(this)->add();
    }
};

class Real : public NumberField<Real> {
private:
    double data;
public:
     Real add(const Real &other) const
     { 
         return Real(data + other.data);
     }
};

2. 链式调用

template <typename T>
class A {
public:
    T& self() { return static_cast<T&>(*this); }
    
    T& setX(int x) { 
        // 设置逻辑
        return self(); 
    }
    
    T& setY(int y) { 
        // 设置逻辑
        return self(); 
    }
};

class B : public A<B> {
    // ...
};

// 使用
B p;
p.setX(10).setY(20);

优点

1. 性能优势：避免了虚函数调用的开销
2. 编译时检查：错误在编译时被发现
3. 灵活性：可以更灵活地控制接口和行为

缺点

1. 可读性降低：代码可能更难理解
2. 编译错误信息复杂：模板错误信息通常较难解读
3. 代码膨胀：可能导致更多的模板实例化

CRTP是一种强大的设计模式，特别适合需要高性能和编译时多态的场景，但应谨慎使用以避免过度复杂化代码。