CRTP来源
Curiously Recurring Template Pattern ，中文译为奇异的递归模板模式，是由James O. Coplien在其1995年的论文中首次提出。维基百科给出了以下常用模板
// The Curiously Recurring Template Pattern (CRTP)
template <class T>
class Base
{
// methods within Base can use template to access members of Derived
};
class Derived : public Base<Derived>
{
// ...
};
这种技术被大量使用在 ATL 和 WTL中，我们平常所熟悉的 enable_shared_from_this也利用了这种技术
class A: public std::enable_shared_from_this<A> {
// ...
};
CRTP使用
上面展现了一般CRTP的形式，但是这样的形式有什么用呢？
#include <iostream>
template <typename T>
class Base {
public:
void callDerived() {
static_cast<T&>(*this).func();
// static_cast<T*>(this)->func();
};
};
class Derived : public Base<Derived> {
public:
void func() {
std::cout<< "Derived::func" << std::endl;
}
};
int main() {
Base<Derived> b;
b.callDerived();
return 0;
}
代码看起来有点迷惑，似乎是基类强制转换成派生类，然后就调用了派生类的方法？显然按照下面程序的输出确实是这样的。
Derived::func
How it works
为什么这样的方式能够工作？首先C++普通成员函数的调用在编译后可以理解成通过指针调用的，意味着上面的func会类似下面的形式
void func(Derived* d);
但是强制转换是只能向上转换，即把派生类转换成基类，如果基类转换成派生类导致编译失败，但是通过模板则可以避开这个问题，在上面的例子中，static_cast不会检测模板类型T。因此在经过强制转换之后，就可以调用派生类的方法了，只要不访问派生类的新增数据成员，就不会出现问题。
综上，我们得到了基类访问派生类新增成员函数的方法，类似于 dynamic_cast，但是编译期完成的，编译期多态，性能更高。
局限性
CRTP也有局限性，问题在于Base类实际上是一个模板类，而不是一个实际的类。因此，如果存在名为Derived1和Derived12的派生类，则基类模板初始化将具有不同的类型。这是因为，Base类将进行不同类型的特化，代码如下：
class Derived : public Base<Derived1> {
void imp(){
std::cout << "in Derived1::imp" << std::endl;
}
};
class Derived1 : public Base<Derived2> {
void imp(){
std::cout << "in Derived2::imp" << std::endl;
}
};
如果创建Base类模板的指针，则意味着存在两种类型的Base指针，即:
// CRTP
Base<Derived1> *b1 = new Derived2;
Base<Derived2> *b2 = new Derived2;
因此不能存储在vector这样的容器中。
还有一个问题是在多个派生类的时候，如果我们不小心写错，可能会出现未定义的问题：
class Derived1 : public Base<Derived1>
{
...
};
class Derived2 : public Base<Derived1> // Derived1 应该是 Derived2
{
...
};
上面这段代码，由于疏忽，写错了，但编译能通过，如何在编译期让这种错误显露出来？
把构造函数私有化即可，这样除非是友元类，否则是不能继承Base的。如果我们写错了，Derived2 就不会成为友元类，就无法通过编译期。
template <typename T>
class Base
{
public:
// ...
private:
Base(){};
friend T;
};
Reference
The Curiously Recurring Template Pattern (CRTP)
What the Curiously Recurring Template Pattern can bring to your code
An Implementation Helper For The Curiously Recurring Template Pattern )