Грокаем C++ on Telegram: “CRTP + friend #опытным Допустим, вам нужно нап…”

CRTP + friend
#опытным

Допустим, вам нужно написать tcp и udp версии клиента для одной и той же задачи. Можно использовать динамический полиморфизм и переопределить все специфические методы. Но тогда у нас будет оверхед на динамическую диспетчеризацию вызова.

Зачем тратить драгоценные миллинаносекунды, если можно воспользоваться compile-time полиморфизмом, а конкретно паттерном CRTP?

Вот сильно упрощенная и обрезанная версия того, как это может выглядеть:

template <typename Derived>
class ClientBase {
protected:
    int sock_ = -1;
    sockaddr_in serv_addr_{};
    std::string server_ip_;
    uint16_t port_;

    Derived& derived() { return static_cast<Derived&>(this); }

public:
    void send_message(const std::string& message) {
        ssize_t bytes_sent = derived().send_impl(message);
        if (bytes_sent < 0) {
            throw std::runtime_error("Send failed");
        }
    }
};

class TcpClient : public ClientBase<TcpClient> {
public:
    static constexpr int PROTOCOL_TYPE = SOCK_STREAM;

    ssize_t send_impl(const std::string& message) {
        return send(sock_, message.c_str(), message.length(), 0);
    }

};

class UdpClient : public ClientBase<UdpClient> {
public:
    static constexpr int PROTOCOL_TYPE = SOCK_DGRAM;

    ssize_t send_impl(const std::string& message) {
        return sendto(sock_, message.c_str(), message.length(), 0,
                     reinterpret_cast<sockaddr>(&serv_addr_), sizeof(serv_addr_));
    }
};

И меня всегда напрягало, что в любой статье вот эти *_impl методы находятся в публичном интерфейсе наследников. Зачем они там - непонятно и это по сути детали реализации. Надо бы их скрыть.

Но как? База CRTP должна иметь доступ к этим методам.

Вот тут-то мы и используем трюк. Сделаем все члены наследников приватными и дадим базе CRTP доступ к кишкам наследников через friend:

template <typename Derived>
class ClientBase {
    // ...
};

class TcpClient : public ClientBase<TcpClient> {
private:
    // ...
    friend class ClientBase<TcpClient>;
};

class UdpClient : public ClientBase<UdpClient> {
private:
    // ...
    friend class ClientBase<UdpClient>;
};

И все. Теперь все члены приватные, ClientBase имеет ко всем из них доступ и публичный интерфейс задает только ClientBase, ничего лишнего нет.

Не так много народу знает об этой технике, поэтому решил о ней отдельно рассказать.

Hide your secrets. Stay cool.

#template