C++
Ciekawie powtarzający się wzór szablonu (CRTP)

Załóżmy, że masz zestaw kontenerów, które obsługują wszystkie funkcje begin() i end() . Wymagania biblioteki standardowej dla kontenerów wymagają większej funkcjonalności. Możemy zaprojektować klasę bazową CRTP, która zapewnia tę funkcjonalność, wyłącznie na podstawie begin() i 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);
    }
};

Powyższa klasa udostępnia funkcje front() , back() , size() i operator[] dla każdej podklasy, która udostępnia begin() i end() . Przykładową podklasą jest prosta tablica dynamicznie przydzielana:

#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_;
};

Użytkownicy klasy DynArray mogą łatwo korzystać z interfejsów dostarczonych przez klasę podstawową CRTP w następujący sposób:

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

Przydatność: ten wzorzec szczególnie unika wirtualnych wywołań funkcji w czasie wykonywania, które występują w celu przejścia w dół hierarchii dziedziczenia i po prostu opiera się na rzutach statycznych:

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

Jedyny rzut statyczny wewnątrz funkcji begin() w klasie bazowej Container<DynArray<int>> pozwala kompilatorowi drastycznie zoptymalizować kod i żadne wyszukiwanie tabel wirtualnych nie występuje w czasie wykonywania.

Ograniczenia: Ponieważ klasa podstawowa jest szablonowana i różni się dla dwóch różnych DynArray nie jest możliwe przechowywanie wskaźników do ich klas podstawowych w tablicy jednorodnej pod względem typu, co można ogólnie zrobić w przypadku normalnego dziedziczenia, w którym klasa podstawowa nie jest zależna od pochodnej rodzaj:

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

A* a = new B;