CRTP实现编译期静态多态,虚函数实现运行期动态多态;前者无虚表查表、可内联、无间接跳转,后者有vptr/vtable开销、不可跨单元内联、受分支预测影响,性能差距可达1.8倍。

CRTP(Curiously Recurring Template Pattern)和虚函数实现的是两种不同机制的多态:前者是编译期静态多态,后者是运行期动态多态。性能差异核心在于**是否需要虚表查表、是否可内联、是否受间接跳转影响**。
每次通过指针或引用调用虚函数时,CPU需执行以下步骤:
现代CPU上,一次虚调用平均比直接调用多消耗1–5个周期(取决于缓存局部性与分支预测成功率),在高频循环中累积明显。
CRTP通过模板参数将派生类类型回传给基类,使所有调用在编译期就绑定到具体函数:
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例如:Base<derived>::func()</derived> 直接展开为 Derived::func() 的内联代码,等价于普通非虚成员调用。
假设一个图形渲染循环中每帧调用 100 万次 draw():
若启用 LTO(Link-Time Optimization),虚函数可能部分优化,但 CRTP 在常规编译下已达到最优。
CRTP 带来的收益超出纯速度:
process_all()),内部调用派生类的定制函数,且全部内联当然,CRTP 以编译时间增长和模板实例膨胀为代价,不适合需要运行时切换行为的场景(如插件系统)。
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