C++：CRTP，传入继承

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由于名称 CRTP 没啥内涵也不好记，我这里就称其为“传入继承”吧。“传入”可以助记 CR TP，也指代需要把自身传进父类。

MLIR 中使用 C++ 定义新的 Op 时，就避不开 CRTP (Curiously Recurring Template Pattern) 这么个神奇的 C++ 设计模式。

比如下面这段代码，

class ConstantOp : 
    public mlir::Op<
       ConstantOp,
       mlir::OpTrait::ZeroOperands,
       mlir::OpTrait::OneResult,
       mlir::OpTraits::OneTypedResult<TensorType>::Impl> {
...

可以看到，我们需要定义的 ConstantOp 出现在了右侧父类的模板参数列表中。果然 curiously enough （神奇）。

这里借用 cppreference 的例子一起学习一下这个需要把自身交代给父类的继承方式，由于原始名称 CRTP （奇异递归模板模式）没啥内涵也不好记，我这里就称其为“传入继承”吧。“传入”可以助记 CR TP，也指代需要把自身传进父类。

// CRTP.cpp
#include <iostream>

template <class Derived> struct Base {
  void name() { (static_cast<Derived *>(this))->impl(); }
};

struct D1 : public Base<D1> {
  void impl() { std::cout << "D1::impl()\n"; }
};
struct D2 : public Base<D2> {
  void impl() { std::cout << "D2::impl()\n"; }
};

int main() {
  Base<D1> b1;
  b1.name();
  Base<D2> b2;
  b2.name();

  D1 d1;
  d1.name();
  D2 d2;
  d2.name();
}

❯ clang++ -o CRTP CRTP.cpp
❯ ./CRTP
D1::impl()
D2::impl()

例子中，

• 基类 Base 将模板参数 Derived 设置为接口 name() 中 static_cast<Derived*> 的模板参数；
• 子类在继承时，将自身作为模板参数传入父类

结果符合预期吗？重点关注的地方是最后四行，在声明 D1，D2 后，直接就能把 name() 给用了。

其实也不用深究为什么这样可以 work，它就是个合法的语法嘛​，掌握了就行了。

这么做的收益是实现了编译时多态（静态多态），从而简化代码、提高性能。因为如果使用虚函数，将产生多余的调度开销。

同样类似蹊跷的还有 enable_shared_from_this，

struct Me: std::enable_shared_from_this<Me>
{
    std::shared_ptr<Me> getptr() {
        return shared_from_this();
    }
};

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