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#include struct [[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。
立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；
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_return
- unhandled_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 #include template
struct 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_handlezuojiankuohaophpcnpromise_typeyoujiankuohaophpcn; 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 54. 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。
