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**。
虚函数调用的开销来源
每次通过指针或引用调用虚函数时，CPU需执行以下步骤：
- 从对象头（vptr）读取虚表地址
- 根据偏移量查虚表（vtable）中对应函数指针
- 跳转到该函数地址执行（间接跳转，可能破坏分支预测）
- 无法跨翻译单元内联（即使函数体简单，链接时才确定目标）
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如何消除运行时开销
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：
立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；
- 无虚表、无vptr、无间接跳转
- 函数调用可被完全内联（包括跨类边界的逻辑）
- 编译器能做常量传播、死代码消除、向量化等深度优化
- 对象内存布局更紧凑（无虚指针开销，尤其对小对象重要）
例如：Base 直接展开为 Derived::func() 的内联代码，等价于普通非虚成员调用。
实际性能对比示例（典型场景）
假设一个图形渲染循环中每帧调用 100 万次 draw()：
- 虚函数版本：约 3.2 ms（含缓存未命中+分支误预测惩罚）
- CRTP 版本：约 1.7 ms（全内联，流水线饱满）
- 差距约 1.8×，且随着函数体变小（如仅访问几个成员变量），比例会进一步拉大
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。
静态多态的额外优势（不止于性能）
CRTP 带来的收益超出纯速度：
- 零成本抽象：接口约束在编译期检查（SFINAE / concepts），错误信息更精准
- 无对象切片风险：不依赖指针/引用多态，传值也安全
-
支持非虚接口模式：基类可定义通用算法（如
process_all()），内部调用派生类的定制函数，且全部内联 - 内存友好：避免堆分配依赖，适合嵌入式、游戏引擎等对确定性要求高的场景
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）。
