Что такое необычно повторяющийся шаблонный шаблон (CRTP)?

Вот отличный пример. Если вы используете виртуальный метод, программа будет знать, что выполняется во время выполнения. Реализуя CRTP, компилятор решает во время компиляции !!! Это отличный спектакль!

template <class T>
class Writer
{
  public:
    Writer()  { }
    ~Writer()  { }

    void write(const char* str) const
    {
      static_cast<const T*>(this)->writeImpl(str); //here the magic is!!!
    }
};


class FileWriter : public Writer<FileWriter>
{
  public:
    FileWriter(FILE* aFile) { mFile = aFile; }
    ~FileWriter() { fclose(mFile); }

    //here comes the implementation of the write method on the subclass
    void writeImpl(const char* str) const
    {
       fprintf(mFile, "%s\n", str);
    }

  private:
    FILE* mFile;
};


class ConsoleWriter : public Writer<ConsoleWriter>
{
  public:
    ConsoleWriter() { }
    ~ConsoleWriter() { }

    void writeImpl(const char* str) const
    {
      printf("%s\n", str);
    }
};

CRTP - это метод реализации полиморфизма времени компиляции. Вот очень простой пример. В приведенном ниже примере ProcessFoo() работает с Base интерфейсом класса, а Base::Foo вызывает метод foo() производного объекта, что и нужно делать с виртуальными методами.

http://coliru.stacked-crooked.com/a/2d27f1e09d567d0e

template <typename T>
struct Base {
  void foo() {
    (static_cast<T*>(this))->foo();
  }
};

struct Derived : public Base<Derived> {
  void foo() {
    cout << "derived foo" << endl;
  }
};

struct AnotherDerived : public Base<AnotherDerived> {
  void foo() {
    cout << "AnotherDerived foo" << endl;
  }
};

template<typename T>
void ProcessFoo(Base<T>* b) {
  b->foo();
}


int main()
{
    Derived d1;
    AnotherDerived d2;
    ProcessFoo(&d1);
    ProcessFoo(&d2);
    return 0;
}

Выход:

derived foo
AnotherDerived foo

Это не прямой ответ, а скорее пример того, как CRTP может быть полезен.

Хороший конкретный пример CRTP - std::enable_shared_from_this из C ++ 11:

[util.smartptr.enab] / 1

Класс T может наследовать от enable_­shared_­from_­this<T>, чтобы унаследовать shared_­from_­this функции-члены, которые получают экземпляр shared_­ptr, указывающий на *this.

То есть наследование от std::enable_shared_from_this позволяет получить общий (или слабый) указатель на ваш экземпляр без доступа к нему (например, из функции-члена, где вы знаете только о *this).

Это полезно, когда вам нужно указать std::shared_ptr, но у вас есть доступ только к *this:

struct Node;

void process_node(const std::shared_ptr<Node> &);

struct Node : std::enable_shared_from_this<Node> // CRTP
{
    std::weak_ptr<Node> parent;
    std::vector<std::shared_ptr<Node>> children;

    void add_child(std::shared_ptr<Node> child)
    {
        process_node(shared_from_this()); // Shouldn't pass `this` directly.
        child->parent = weak_from_this(); // Ditto.
        children.push_back(std::move(child));
    }
};

Причина, по которой вы не можете просто передать this напрямую вместо shared_from_this(), заключается в том, что это нарушит механизм владения:

struct S
{
    std::shared_ptr<S> get_shared() const { return std::shared_ptr<S>(this); }
};

// Both shared_ptr think they're the only owner of S.
// This invokes UB (double-free).
std::shared_ptr<S> s1 = std::make_shared<S>();
std::shared_ptr<S> s2 = s1->get_shared();
assert(s2.use_count() == 1);

Как примечание:

CRTP может использоваться для реализации статического полиморфизма (который похож на динамический полиморфизм, но без таблицы указателей виртуальных функций).

#pragma once
#include <iostream>
template <typename T>
class Base
{
    public:
        void method() {
            static_cast<T*>(this)->method();
        }
};

class Derived1 : public Base<Derived1>
{
    public:
        void method() {
            std::cout << "Derived1 method" << std::endl;
        }
};


class Derived2 : public Base<Derived2>
{
    public:
        void method() {
            std::cout << "Derived2 method" << std::endl;
        }
};


#include "crtp.h"
int main()
{
    Derived1 d1;
    Derived2 d2;
    d1.method();
    d2.method();
    return 0;
}

Результатом будет:

Derived1 method
Derived2 method