C++ 代码生成主要依赖模板元编程（TMP），通过编译期类型推导、constexpr 计算和模板递归展开实现零开销抽象；结合 if constexpr、可变参数模板、std::index_sequence 和 concepts，可安全高效地按需生成特化代码。
代码生成在 C ++ 中主要靠模板元编程（TMP）实现，核心是让编译器在编译期推导类型、计算值、展开结构，最终生成特化后的高效代码。它不是运行时生成字符串再编译（如 Python exec），而是利用模板实例化机制“自动写出”适配不同类型的代码。
用模板递归展开生成重复逻辑
比如批量定义一组带索引的成员函数或变量，避免手写冗余代码：
template<int N> struct GenerateLoop {template<typename T> static void apply(T& obj) {obj.process<N>(); // 生成第 N 次调用 GenerateLoop<N-1>::apply(obj); // 递归展开 } }; <p>template<> struct GenerateLoop<0> {template<typename T> static void apply(T&) {}};调用 GenerateLoop::apply(obj) 会在编译期展开为 obj.process(); obj.process(); …… obj.process(); —— 所有调用都是静态绑定，零运行时开销。
借助 constexpr 和if constexpr做条件生成
C++17 起，if constexpr允许在编译期剪枝分支，真正实现“按需生成”：
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- 对整型类型生成位操作优化版本
- 对字符串类型改用
std::string_view路径 - 跳过不支持
operator+的类型，避免 SFINAE 硬错误
示例：
template<typename T> auto serialize(const T& v) {if constexpr (std::is_integral_v<T>) {return std::to_string(v); // 生成字符串转换 } else if constexpr (std::is_same_v<T, std::string>) {return """ + v + """; // 生成带引号的字符串} else {return "[unsupported]"; // 兜底，但不会实例化失败类型 } }用可变参数模板 + 折叠表达式批量生成调用
替代传统宏或循环，安全高效地展开参数包：
-
(func(args), ……)顺序执行每个参数的func -
(args + ……)编译期求和（要求+支持） -
std::make_tuple(process<args>()……)</args>生成类型各异的元组
配合 std::index_sequence 还能生成带序号的字段名、数组索引等：
template<typename…… Args, size_t…… I> auto make_named_struct_impl(std::index_sequence<I……>) {return std::make_tuple( std::pair{"field_" + std::to_string(I), Args{}}…… ); }结合 concepts 约束模板生成边界
C++20 concepts 让代码生成更健壮：只对满足条件的类型实例化，避免无效展开：
template<std::integral T> struct IntWrapper {/* 仅对 int/long 等生成 */}; <p>template<std::floating_point T> struct FloatWrapper {/<em> 仅对 float/double 生成 </em>/};这样，IntWrapper<:string></:string>根本不会尝试实例化，编译错误 清晰指向约束失败，而不是一长串模板展开失败堆 栈。
基本上就这些——模板元编程的代码生成本质是“用类型系统写程序”，重点不在炫技，而在消除重复、提升类型安全、榨干编译期能力。写多了会发现，最优雅的生成逻辑，往往藏在最简单的特化和 constexpr 判断里。
