C++20协程通过co_await、co_yield、co_return实现暂停与恢复,用于异步编程和生成器;需定义含promise_type的返回类型,控制初始、最终挂起及返回行为;示例展示整数生成器和异步等待的实现机制。

C++20 引入了协程(Coroutines),它是一种可以暂停和恢复执行的函数,适用于异步编程、生成器、任务调度等场景。协程不是线程,它运行在当前线程中,通过 co_await、co_yield 或 co_return 来标记一个函数为协程。
1. 判断一个函数是协程
只要函数体内包含以下任意一个关键字,编译器就会将其视为协程:
co_await:等待一个可等待对象(awaiter)co_yield:产生一个值并暂停co_return:结束协程并返回结果
例如:
#include #includestruct [[nodiscard]] task {struct promise_type {task get_return_object() { return {}; }std::suspend_never initial_suspend() { return {}; }std::suspend_never final_suspend() noexcept { return {}; }void return_void() {}void unhandled_exception() {}};};
task my_coroutine() {std::cout << "协程开始n";co_await std::suspend_always{};std::cout << "协程恢复n";co_return;}
2. 协程的核心组件
要使用协程,必须定义一个返回类型,该类型包含嵌套的 promise_type。这个结构决定了协程的行为。
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常见成员函数包括:
get_return_object():创建并返回协程句柄关联的对象initial_suspend():协程启动时是否暂停(std::suspend_always 暂停,std::suspend_never 不暂停)final_suspend():协程结束时是否暂停return_void() 或 return_value(T):处理 co_returnunhandled_exception():异常处理
3. 使用 co_yield 实现生成器
常见用途之一是实现惰性生成器。下面是一个简单的整数生成器示例:
#include #include #includetemplatestruct generator {struct promisetype {T value;generator get_return_object() { return generator{this}; }std::suspend_always initial_suspend() { return {}; }std::suspend_always final_suspend() noexcept { return {}; }std::suspend_always yieldvalue(T value) {value = value;return {};}void return_void() {}void unhandled_exception() { std::terminate(); }};
using handle_type = std::coroutine_handle;explicit generator(promise_type* p) : coro_(handle_type::from_promise(*p)) {}~generator() { if (coro_) coro_.destroy(); }bool move_next() { if (!coro_ || coro_.done()) return false; coro_.resume(); return !coro_.done();}T current_value() const { return coro_.promise().value_; }
private:handletype coro;};
generator range(int from, int to) {for (int i = from; i
int main() {for (auto g = range(1, 6); g.move_next();) {std::cout
输出:
1 2 3 4 5
4. 使用 co_await 实现异步等待
你可以定义自己的可等待类型,实现异步操作的挂起与恢复。
struct suspend_immediate { bool await_ready() { return false; } // 立即挂起 void await_suspend(std::coroutine_handle h) { std::cout << "协程被挂起,即将恢复...n"; h.resume(); // 立即恢复(可用于调度) } void await_resume() {}};generator async_example() {std::cout << "第一步n";co_await suspend_immediate{};std::cout << "第三步n";}
这段代码会依次输出:
第一步
协程被挂起,即将恢复...
第三步
说明协程在 co_await 处暂停,并由 await_suspend 控制何时恢复。
基本上就这些。C++20 协程底层灵活但需要手动封装,建议结合现有库如 cppcoro 或 Boost.Asio 来简化使用。不复杂但容易忽略细节。
以上就是c++++20中的协程(coroutines)怎么用_c++20协程使用方法的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!
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