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C++协程使用简介

2023-07-10 03:10:29 深夜i -- --

C++ 协程使用简介

近年来，协程成为了越来越热门的话题。协程是一种更加轻量级的线程实现方式，可以在单线程中实现多个线程的任务调度，有效提升了程序的效率。而C++作为一种高性能的编程语言，也自然地支持协程的实现。本文将为大家介绍C++协程的使用方法。

首先，需要引入对应的头文件，这个头文件包含了coroutine命名空间。coroutine命名空间中有一些类型和函数，可以方便地定义和使用协程。

使用协程需要定义一个函数，并在函数体内使用协程的相关函数和类型。在定义函数时，需要在函数返回类型前添加协程关键字co_await或者co_yield。如果使用co_await，则表示当前协程需要等待一个异步操作完成。如果使用co_yield，则表示当前协程需要将自己的执行权让给其他协程，等待下一次被调度。

下面是一个简单的例子：


#include <iostream>
#include <coroutine>
using namespace std;
using namespace std::coroutines;
generator<int> fibonacci()
{
  int i = 0, j = 1;
  while (true)
  {
    co_yield i;
    auto tmp = i;
    i = j;
    j += tmp;
  }
}
int main()
{
  auto fib = fibonacci();
  for (int i = 0; i < 10; ++i)
  {
    cout << fib << " ";
    ++fib;
  }
  cout << endl;
  return 0;
}

在这个例子中，我们定义了一个生成器函数fibonacci()，用来生成斐波那契数列。在函数体内使用了co_yield关键字，表示当前协程需要将当前的执行权交出去，等待下一次被调度。在main函数中，我们可以通过for循环来遍历生成器，依次输出斐波那契数列的前10个数。

除了使用生成器来创建协程之外，我们还可以使用co_await等关键字来实现协程。例如：


struct Task
{
  struct promise_type;
  using coro_handle = coroutine_handle<promise_type>;
  static void start(coro_handle h) { h.resume(); }
  struct promise_type
  {
    int value;
    auto get_return_object() { return Task{ coro_handle::from_promise(*this) }; }
    auto initial_suspend() { return suspend_never{}; }
    auto final_suspend() { return suspend_always{}; }
    void unhandled_exception() { std::terminate(); }
    auto yield_value(int v)
    {
      value = v;
      return suspend_always{};
    }
    void return_void() {}
  };
  Task(coro_handle h) : coro(h) {}
  ~Task() { coro.destroy(); }
  bool await_ready() return false;
  void await_suspend(coro_handle h) { coro.resume(); }
  int await_resume() { return coro.promise().value; }
  coro_handle coro;
};
Task foo()
{
  co_await suspend_always{};
  co_yield 1;
  co_await suspend_always{};
  co_yield 2;
}
int main()
{
  auto task = foo();
  cout << task.await_resume() << " " << task.await_resume() << endl;
  return 0;
}

在这个例子中，我们定义了一个Task的结构体，其中包含了promise_type和coro_handle。在promise_type中，我们使用value变量来保存协程中yield_value(x)传入的值，同时使用initial_suspend和final_suspend来定义协程的挂起行为。在Task中，我们使用await_ready、await_suspend和await_resume函数来分别实现协程的等待、恢复和获取return值的功能。最后在main函数中，我们调用foo协程来获取协程中的两个yield值。

总结：

C++协程是一种更加轻量级、高效的线程实现方式，可以有效提升程序的执行效率。在使用协程时，我们需要使用coroutine头文件中的类型和函数，按照协程的语法规则来定义协程的函数体。此外，我们还可以使用生成器方式和co_await/coro_handle方式来创建协程。通过不断学习、尝试，我们可以更好地利用协程来实现更加高效的程序代码。

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