为什么 Curiously Recurring Template Pattern (CRTP) 有效

Question

我遇到了很多关于 CRTP 是什么的解释，但没有解释它为什么起作用。

微软在 ATL 中实现的 CRTP 也是在 1995 年由 Jan Falkin 独立发现的，他意外地从派生类派生了基类。Christian Beaumont，第一次看到 Jan 的代码，最初认为它不可能在当时可用的 Microsoft 编译器中编译。在发现它确实有效之后，Christian 将整个 ATL 和 WTL 设计基于这个错误。

例如，

 template< typename T >
 class Base
 {
    ...
 };

 class Derived : public Base< Derived >
 {
    ...
 };

我明白为什么以及何时可以使用它。但我想知道编译器是如何以这种方式工作的。因为在我的脑海中它不应该由于无休止的递归而起作用：类Derived继承自Base< Derived >，继承自的Derived类Base< Derived >在哪里，Derived......等等。

您能否从编译器的角度逐步解释它是如何工作的？

Answer 1

递归定义的类型并不罕见：链表也是递归的。它之所以有效，是因为在循环的某一时刻，您不需要完整的类型，您只需要知道它的名称。

struct LinkedNode {
    int data;
    LinkedNode *next; // Look ma, no problem
};

就 CRTP 而言，这一点如下：

Base<Derived>

实例化forBase不需要Derived完整，只需要知道它是一个类类型即可。Derived即，以下工作正常：

template <class>
struct Foo { };

struct Undefined;

Foo<Undefined> myFoo;

因此，只要定义Base不要求Derived完整，一切就可以了。