在使用 CRTP 的情况下，派生的 class 方法是否会覆盖方法的基础 class 版本？

Question

几天前，我发现了一个有趣的 C++ 结构，名为 Curiously Recurring Template Pattern（通常简称为 CRTP）。从那时起，我一直试图完全理解这个技巧是如何工作的。

假设我有以下代码片段

#include <iostream>

template<class T>
struct GraphicalObject
{
    void draw()
    {
        static_cast<T*>(this)->draw();
    }
};

struct Circle : GraphicalObject<Circle>
{
    void draw()
    {
        std::cout << "Drawing circle!" << std::endl;
    }
};

struct Square : GraphicalObject<Square>
{
    void draw()
    {
        std::cout << "Drawing square!" << std::endl;
    }
};

int main(int argc, char** argv) {
    
    Square s;
    Circle c;
    
    s.draw();
    c.draw();
    
    return 0;
}

CRTP 背后的所有“魔法”显然都在 static_cast<T*>(this)->draw() 行中。但具体是如何运作的呢？我的理解如下。假设我有 Circle c.

万一编译器看到这个声明，这是一个信号，让他用参数 Circle 实例化 GraphicalObject 模板。我认为这会导致编译器

创建结构GraphicalObject<Circle>

struct GraphicalObject<Circle>
{
 void draw()
 {
  static_cast<Circle*>(this)->draw();
 }
};

因此创建了具有特殊版本 draw 方法的结构。结构 GraphicalObject<Circle> 构成 Circle 结构的基础结构。

在第二步中，创建 Circle 结构的实例 c，即调用 Circle 的隐式构造函数。由于 Circle 是从 GraphicalObject<Circle> 继承的，因此首先调用该结构的隐式构造函数。在我看来，这会导致在 c 对象中创建 GraphicalObject<Circle> 的实例。这样对吗？然后我认为 Circle 结构中声明的 draw 方法覆盖了 GraphicalObject<Circle> 结构中声明的 draw 方法。但这对我来说没有意义。我希望来自 GraphicalObject<Circle> 的 draw 方法的“专业”版本不会被覆盖。请告诉我我对 CRTP 工作原理的理解有什么问题吗？

Answer 1

您没有在 main 中以多态方式执行任何可以演示 CRTP 功能的操作。试试这个，看看会发生什么：

template <typename T>
void drawObject(GraphicalObject<T>& obj) {
    obj.draw();
}

int main() {
    Square s;
    Circle c;
    
    s.draw();
    c.draw();

    drawObject(s);  // what happens here?

    GraphicalObject<Circle>& c_ref = c;
    drawObject(c_ref);  // what happens here?
}

在使用 CRTP 的情况下，派生的 class 方法是否会覆盖方法的基础 class 版本？

Does the derived class method override the base class version of the method in case the CRTP is used?

c++

inheritance

crtp

static-polymorphism