Compare Between CRTP and Virtual
Hawtian Wang
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我们平时都会使用虚函数来实现 C++ 里的运行时的多态，但是虚函数会带来很多性能上面的问题：
- 虚函数的调用需要额外的寻址
- 虚函数不能被 inline，当使用比较小的虚函数的时候会带来很严重的性能负担
- 需要在每个对象中维护一个额外的虚函数表
但是在有些情况下，我们就可以用一些静态的类型分发策略来带来一些性能上面的好处。
1 一个传统的例子
struct VirtualInterface {
virtual void Skip(uint32_t steps) = 0;
};
struct VirtualImpl : public VirtualInterface {
uint32_t index_;
void Skip(uint32_t steps) override { index_ += steps; index_ %= INT_MAX; }
};
void VirtualRun(VirtualInterface* interface) {
for (auto i = 0; i < N; i++) {
for (auto j = 0; j < i; j++) {
interface->Skip(j);
}
}
}这里有一个很简单的例子，我们搞了一个简单的计数类来模拟这个过程。首先使用虚函数的方法去实现这个。在开了O2的情况下，运行了 3260628226 ns。
然后我们使用 CRTP 来实现：
template <typename Impl>
struct CrtpInterface {
void Skip(uint32_t steps) { static_cast<Impl*>(this)->Skip(steps); }
};
struct CrtpImpl : public CrtpInterface<CrtpImpl> {
void Skip(uint32_t steps) {
index_ += steps;
index_ %= INT_MAX;
}
uint32_t index_ = 0;
};
template <typename T>
void CrtpRun(CrtpInterface<T>* interface) {
for (auto i = 0; i < N; i++) {
for (auto j = 0; j < i; j++) {
interface->Skip(j);
}
}
}同样运行我们的代码， 29934437 ns。 显然在省去了查虚函数表，并且可以inline的情况下，程序有了更好的表现。
在具体的实现方式上，参考上面的实现就可以了…
