由于混合 CRTP 和接口而崩溃？答案

【问题标题】：Crash due to mixing CRTP & interfaces?由于混合 CRTP 和接口而崩溃？
【发布时间】：2020-08-13 10:37:06
【问题描述】：

我正在试验 CRTP 并将其与接口混合，但我无法解释为什么该程序会崩溃（在 Clang、GCC 和 MSVC 中）。在最新的 Clang 和 GCC 中，它使用 -Wall、-Wextra 构建时不会发出警告。我的猜测是虚拟方法调用没有解决，但我无法解释原因（如果从接口中删除 GetInt() 不会崩溃）。在我的调试器中，我看到崩溃发生在static_cast<T*>(this)->GetInt() 行。

#include <iostream>

class INode
{
public:
    virtual int GetInt() = 0;
protected:
    ~INode() {}
};

template<template<class> typename NodeBase>
class Node : public INode, public NodeBase<Node<NodeBase>>
{
public:
    int GetInt() override { return 42; }
};

template<typename T>
class MyNodeBase
{
public:
    int CallGetInt() {
        return static_cast<T*>(this)->GetInt();
    }
};

template<template<class> typename NodeBase>
int Foo1(Node<NodeBase> n) {
    return n.CallGetInt();
}

template<typename T>
int Foo2(MyNodeBase<T> n) {
    return n.CallGetInt();
}

int main() {
    Node<MyNodeBase> n;
    std::cout << Foo1(n) << std::endl; // ok
    std::cout << Foo2(n) << std::endl; // crash
}

【问题讨论】：

标签： c++ interface crash crtp

【解决方案1】：

您是 slicing n 来电至 Foo2。

Foo2 按值接受其参数。这意味着n 的MyNodeBase<Node<MyNodeBase>> 子对象的副本是传递给Foo2 的内容。由于Foo2 中的n 不是Node<MyNodeBase>，因此通过CallGetInt 中的转换返回的指针调用GetInt 会导致您的程序表现出未定义的行为。

如果您更改Foo2 以通过引用接受其参数，您的程序的行为将是明确定义的。

【讨论】：

【解决方案2】：

Foo2 参数按值传递。所以完整的对象n 的类型是MyNodeBase<Node<MyNodeBase>>。它不是Node<MyNodeBase> 的派生对象。但是表达式static_cast<T*>(this) 假定this 是从Node<MyNodeBase> 派生的，因此static_cast<T*>(this)->GetInt() 是未定义的行为。

你避免了这个错误：

template<typename T>
class MyNodeBase
{
protected:
   MyNodeBase() = default;
   MyNodeBase(const MyNodeBase&) = default;
   MyNodeBase& operator = (const MyNodeBase&) = default;

public:
    
    int CallGetInt() {
        return static_cast<T*>(this)->GetInt();
    }
};

【讨论】：