CRTP：靜態調度可以取代 C 中的動態多態性嗎？

CRTP：動態多態性的替代方案

動態多態性雖然提供了靈活性，但由於使用虛擬，通常會導致運行時開銷成員函數。幸運的是，C 提供了一種有效的替代方案：奇怪的循環模板模式 (CRTP)。

CRTP 可讓您實現靜態調度，類似於多態性，但沒有虛擬成員函數的開銷。這是透過類型特化和模板推導來完成的。

方法 1：靜態介面規格

透過為派生類型靜態指定接口，您可以在編譯時間。例如，考慮以下程式碼片段：

<code class="cpp">template <class derived>
struct base {
    void foo() {
        static_cast<derived>(this)->foo();
    };
};</derived></class></code>

在這種情況下，base要求任何派生類型定義 foo() 成員函數以進行編譯。每個衍生類型，例如 my_type 和 your_type，必須實作自己的 foo() 函數才能滿足此要求。

方法 2：編譯時類型推導

或者，您可以避免使用基類的指標或引用並在編譯時執行類型連接。考慮以下模板函數：

<code class="cpp">template <class t> // T is deduced at compile-time
void bar(base<t> &obj) {
    obj.foo(); // does static dispatch
}</t></class></code>

此函數接受對 base 類型的物件的引用，其中 T 是從編譯時傳遞的實際物件推導出來的。這允許基於實際派生類型進行靜態調度。

CRTP 的優點

• 靜態調度：消除了運行時開銷動態多型性。
• 在編譯時實作介面：強制派生類別之間的行為一致性。
• 非常適合二進位大小最佳化和效能：刪除需要虛擬表和型別資訊。

透過利用 CRTP，您可以在 C 中實現靜態多態性，避免動態多態性的缺點，同時保留物件導向設計的優點。

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