weak_ptr 是关键：
本篇短文将简短的介绍奇异递归模板模式(Curiously Recurring Template Pattern，CRTP)，CRTP是C++模板编程时的一种惯用法（idiom）：把派生类作为基类的模板参数。更一般地被称作F-bound polymorphism。
1980年代作为F-bound polymorphism被提出。Jim Coplien于1995年称之为CRTP。
CRTP在C++中主要有两种用途：
先看一个简单的例子：
#include <iostream>
using namespace std;
template <typename Child>
struct Base
{
void interface()
{
static_cast<Child*>(this)->implementation();
}
};
struct Derived : Base<Derived>
{
void implementation()
{
cerr << "Derived implementation\n";
}
};
int main()
{
Derived d;
d.interface(); // Prints "Derived implementation"
return 0;
}
这里基类Base为模板类，子类Drived继承自Base同时模板参数为Drived，基类中有接口interface而子类中则有接口对应实现implementation，基类interface中将this通过static_cast转换为模板参数类型，并调用该类型的implemention方法。由于Drived继承基类时的模板为Drived类型所以在static_cast时会转换为Drived并调用Drived的implemention方法。(注意这里采用的时static_cast而不是dynamic_cast，因为只有继承了Base的类型才能调用interface且这里是向下转型，所以采用static_cast是安全的。)
通过CRTP可以使得类具有类似于虚函数的效果，同时又没有虚函数调用时的开销(虚函数调用需要通过虚函数指针查找虚函数表进行调用)，同时类的对象的体积相比使用虚函数也会减少(不需要存储虚函数指针)，但是缺点是无法动态绑定。
下面是关于静态多态的第二个例子：
template<typename Child>
class Animal
{
public:
void Run()
{
static_cast<Child*>(this)->Run();
}
};
class Dog :public Animal<Dog>
{
public:
void Run()
{
cout << "Dog Run" << endl;
}
};
class Cat :public Animal<Cat>
{
public:
void Run()
{
cout << "Cat Run" << endl;
}
};
template<typename T>
void Action(Animal<T> &animal)
{
animal.Run();
}
int main()
{
Dog dog;
Action(dog);
Cat cat;
Action(cat);
return 0;
}
这里Dog继承自Animal且模板参数为Dog，Cat继承自Animal且模板参数为Cat，Animal，Dog，Cat中都声明了Run，而Animal中的Run是通过类型转换后调用模板类型的Run方法实现的。在Action模板函数中接收Animal类型的引用(或指针)并在其中调用了animal对象的Run方法，由于这里传入的是不同的子类对象，因此Action中的animal也会有不同的行为。
假设现在我们需要实现一个数学运算库，我们需要支持Vector2，Vector3，Vector4...等类型，如果我们将每个类分别声明并实现如下：
//Vec3
struct Vector3
{
float x;
float y;
float z;
Vector3() = default;
Vector3(float _x, float _y, float _z);
inline Vector3& operator+=(const Vector3& rhs);
inline Vector3& operator-=(const Vector3& rhs);
//....
};
inline Vector3 operator+(const Vector3& lhs, const Vector3& rhs);
inline Vector3 operator-(const Vector3& lhs, const Vector3& rhs);
//....
//Vec2
struct Vector2
{
float x;
float y;
Vector2() = default;
Vector2(float _x, float _y);
inline Vector2& operator+=(const Vector2& rhs);
inline Vector2& operator-=(const Vector2& rhs);
//....
};
inline Vector2 operator+(const Vector2& lhs, const Vector2& rhs);
inline Vector2 operator-(const Vector2& lhs, const Vector2& rhs);
//....
我们会发现需要为每个类型都实现+=, -= ,++ , -- , + , -等运算符重载，而且每个类型的一些运算符，行为都很类似，而且可以使用其他的运算符进行实现，比如+=, -=, ++, --都可以采用+，-运算符进行实现。这时我们就可以采用CRTP抽离出这些共同的类似方法，减少代码的冗余：
template<typename T>
struct VectorBase
{
T& underlying() { return static_cast<T&>(*this); }
T const& underlying() const { return static_cast<T const&>(*this); }
inline T& operator+=(const T& rhs)
{
this->underlying() = this->underlying() + rhs;
return this->underlying();
}
inline T& operator-=(const T& rhs)
{
this->underlying() = this->underlying() - rhs;
return this->underlying();
}
//.....
};
struct Vector3 : public VectorBase<Vector3>
{
float x;
float y;
float z;
Vector3() = default;
Vector3(float _x, float _y, float _z)
{
x = _x;
y = _y;
z = _z;
}
};
inline Vector3 operator+(const Vector3& lhs, const Vector3& rhs)
{
Vector3 result;
result.x = lhs.x + rhs.x;
result.y = lhs.y + rhs.y;
result.z = lhs.z + rhs.z;
return result;
}
inline Vector3 operator-(const Vector3& lhs, const Vector3& rhs)
{
Vector3 result;
result.x = lhs.x - rhs.x;
result