C++20 协程：需要一个使用 co_yield 的函数

Question

此 MCVE 无法在 g++10 中编译（使用 -std=c++21 -fcoroutines 选项）。

#include <iostream>

int f() { for (int i = 0; i < 10; ++i) co_yield i; }

int main ()
{
    for (int i : f())
        std::cout << i << ' ';

    return 0;
}

f 的第一行应该是什么样子，所以我得到了一个工作协程？还是需要做其他事情来制作一个工作协程？它需要是 C++20 的一部分（g++10 是 supposed to fully support），而不是添加的库。

Answer 1

这是一个使用 gcc 10.1 的协程 myCoroutineFunction 的最小工作示例，它仅使用 co_yield 而没有 co_return

它使用计数的 for 循环。范围 for 循环需要更多的工作来编写迭代器。

协程的返回类型是一个生成器对象，需要一个promise对象来跟踪协程的当前值。

因为生成器和promise相互依赖，所以把promise做成生成器的嵌套类很方便。

每次协程产生一个值时，该值由promise维护，同时协程被挂起

客户端代码与生成器交互，生成器提供访问当前协程值和在暂停后推进协程的方法

// coroutine.cpp

// g++ -ocoroutine -g -O0 -Wall -Werror -Wextra
// -std=c++20 -fcoroutines -fno-exceptions coroutine.cpp

#include <stdio.h>
#include <coroutine>

using namespace std;

struct Generator {
  struct Promise;

// compiler looks for promise_type
  using promise_type=Promise;
  coroutine_handle<Promise> coro;

  Generator(coroutine_handle<Promise> h): coro(h) {}

  ~Generator() {
    if(coro)
      coro.destroy();
  }

// get current value of coroutine
  int value() {
    return coro.promise().val;
  }

// advance coroutine past suspension
  bool next() {
    coro.resume();
    return !coro.done();
  }

  struct Promise {
// current value of suspended coroutine
    int val;

// called by compiler first thing to get coroutine result
    Generator get_return_object() {
      return Generator{coroutine_handle<Promise>::from_promise(*this)};
    }

// called by compiler first time co_yield occurs
    suspend_always initial_suspend() {
      return {};
    }

// required for co_yield
    suspend_always yield_value(int x) {
      val=x;
      return {};
    }

// called by compiler for coroutine without return
    suspend_never return_void() {
      return {};
    }

// called by compiler last thing to await final result
// coroutine cannot be resumed after this is called
    suspend_always final_suspend() {
      return {};
    }
  };

};

Generator myCoroutineFunction(int n) {

  for(int i = 0; i < n; ++i) {
    co_yield i;
  }

}

int main ()
{
  int n=10;

  Generator myCoroutineResult = myCoroutineFunction(n);

  for(int i=0; i < n; ++i) {
    myCoroutineResult.next();
    printf("%d ", myCoroutineResult.value());
  }

  return 0;
}

编译运行

$ g++ -ocoroutine -g -O0 -Wall -Werror -Wextra \
-std=c++20 -fcoroutines -fno-exceptions coroutine.cpp
$ ./coroutine
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Answer 2

根据您的问题：

f 的最上面一行应该是什么样子，所以我得到了一个工作协程？

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我已将您的代码修改如下。请特别注意 f 的返回类型。

Couroutine_Example_Generator<int> f() { for (int i = 0; i < 10; ++i) co_yield i; }

int main ()
{
    for (auto i = f(); i.move_next(); )
    {
        std::cout << i.current_value() << ' ';
    }

    return 0;
}

您可以查看我对您的代码所做的更改的完整 Godbolt 代码。检查here。

或者是否需要做其他事情来制作一个工作协程？

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是的。 C++20 规范要求提供 promise_type。 所以，我在头类中定义了生成器的模板化版本，您可以查看here。或者在我的repository 中查看稍微不同的代码示例。

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如果您有兴趣，请提供其他相关详细信息。 以下是 C++20 规范的相关摘录

协程的承诺类型是 std::coroutine_traits::promise_type。 协程的行为就好像它的函数体被替换为：

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{
  promise-type promise promise-constructor-arguments ;
  try {
  co_await promise .initial_suspend() ;
  function-body