C++
Patrón de Plantilla Curiosamente Recurrente (CRTP)

Supongamos que tiene un conjunto de contenedores que admiten las funciones begin() y end() . Los requisitos de la biblioteca estándar para contenedores requieren más funcionalidad. Podemos diseñar una clase base CRTP que proporcione esa funcionalidad, basada únicamente en begin() y end() :

#include <iterator>
template <typename Sub>
class Container {
  private:
    // self() yields a reference to the derived type
    Sub& self() { return *static_cast<Sub*>(this); }
    Sub const& self() const { return *static_cast<Sub const*>(this); }

  public:
    decltype(auto) front() {
      return *self().begin();
    }

    decltype(auto) back() {
      return *std::prev(self().end());
    }

    decltype(auto) size() const {
      return std::distance(self().begin(), self().end());
    }

    decltype(auto) operator[](std::size_t i) {
      return *std::next(self().begin(), i);
    }
};

La clase anterior proporciona las funciones front() , back() , size() y operator[] para cualquier subclase que proporcione begin() y end() . Un ejemplo de subclase es una matriz simple asignada dinámicamente:

#include <memory>
// A dynamically allocated array
template <typename T>
class DynArray : public Container<DynArray<T>> {
  public:
    using Base = Container<DynArray<T>>;

    DynArray(std::size_t size)
      : size_{size},
      data_{std::make_unique<T[]>(size_)}
    { }

    T* begin() { return data_.get(); }
    const T* begin() const { return data_.get(); }
    T* end() { return data_.get() + size_; }
    const T* end() const { return data_.get() + size_; }

  private:
    std::size_t size_;
    std::unique_ptr<T[]> data_;
};

Los usuarios de la clase DynArray pueden usar las interfaces proporcionadas por la clase base CRTP de la siguiente manera:

DynArray<int> arr(10);
arr.front() = 2;
arr[2] = 5;
assert(arr.size() == 10);

Utilidad: este patrón evita particularmente las llamadas a funciones virtuales en tiempo de ejecución que ocurren para atravesar la jerarquía de herencia y simplemente se basan en conversiones estáticas:

DynArray<int> arr(10);
DynArray<int>::Base & base = arr;
base.begin(); // no virtual calls

La única Container<DynArray<int>> estática dentro de la función begin() en el Container<DynArray<int>> clase base Container<DynArray<int>> permite que el compilador optimice drásticamente el código y no se realicen búsquedas de tablas virtuales en el tiempo de ejecución.

Limitaciones: debido a que la clase base tiene una plantilla y es diferente para dos DynArray s diferentes, no es posible almacenar los punteros a sus clases base en una matriz de tipo homogéneo como se podría hacer con la herencia normal, donde la clase base no depende de la derivada tipo:

class A {};
class B: public A{};

A* a = new B;