如何使用 CRTP 消除 C 中的虛擬函數開銷？

使用CRTP 的靜態多態性可消除虛擬函數開銷

在C 中，虛擬成員函數可能會因動態分派而產生運轉時開銷。 CRTP（奇怪的重複模板模式）提供了一種機制來避免這種開銷並實現靜態多態性。

CRTP 強制介面

一種方法是透過以下方式靜態強制介面：直接將基底類別嵌入到衍生類別中，並在基底類別範本中指定介面：

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

struct my_type : base<my_type> {
  void foo() {};
};</code>

藉由這樣做，每個衍生類別都負責實作自己的foo() 函數。這確保了運行時不再需要基類虛函數。

編譯時類型推導

另一種技術是避免使用指向基類的指標或引用基慣用法並在編譯時執行連接。透過使用在編譯時推導出衍生類別類型的模板函數，可以實現靜態分派：

<code class="cpp">template <class T>
void bar(base<T> &obj) {
  obj.foo(); // will do static dispatch
}</code>

這消除了動態分派的需要並允許最佳化效能。因此，透過結合介面定義和編譯時類型推導，CRTP 實現了靜態多態性並減少了與動態多態性相關的運行時開銷。

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