c++20协程通过co_yield、co_return和promise_type实现生成器，支持懒加载整数序列。示例中Generator结合range函数按需产出值，每次next()恢复执行至下一yield，value()获取当前值，体现协程挂起与恢复机制。
在C++20中，协程（Coroutines）被正式引入语言标准，使得我们可以实现像生成器（Generator）这样的懒计算序列。一个简单的生成器可以按需产生值，而不是一次性生成所有结果，这在处理大数据流或无限序列时非常有用。
理解C++20协程基本组件
要实现一个生成器，需要了解协程的三个核心部分：
除此之外，还需要定义一个promise_type来控制协程的行为，比如如何处理yield的值、如何获取返回对象等。
实现一个简单的int生成器
下面是一个简化但可用的整数生成器实现，支持通过co_yield逐步返回int值：
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#include <coroutine> #include <iostream> struct Generator { struct promise_type { int current_value; std::suspend_always initial_suspend() { return {}; } std::suspend_always final_suspend() noexcept { return {}; } Generator get_return_object() { return Generator{ std::coroutine_handle<promise_type>::from_promise(*this) }; } void return_void() {} std::suspend_always yield_value(int value) { current_value = value; return {}; } void unhandled_exception() { std::terminate(); } }; std::coroutine_handle<promise_type> handle; explicit Generator(std::coroutine_handle<promise_type> h) : handle(h) {} ~Generator() { if (handle) handle.destroy(); } // 禁止拷贝 Generator(const Generator&) = delete; Generator& operator=(const Generator&) = delete; // 支持移动 Generator(Generator&& other) noexcept : handle(other.handle) { other.handle = nullptr; } Generator& operator=(Generator&& other) noexcept { if (this != &other) { if (handle) handle.destroy(); handle = other.handle; other.handle = nullptr; } return *this; } bool next() { if (!handle || handle.done()) return false; handle.resume(); return !handle.done(); } int value() const { return handle.promise().current_value; } };
使用生成器构造数值序列
现在可以写一个函数，利用co_yield逐步返回数值：
Generator range(int start, int stop, int step = 1) { for (int i = start; i < stop; i += step) { co_yield i; } }
然后在main函数中遍历这个生成器：
int main() { auto gen = range(1, 6); while (gen.next()) { std::cout << gen.value() << " "; } // 输出: 1 2 3 4 5 return 0; }
每次调用next()都会恢复协程执行到下一个co_yield，value()获取当前产出的值。
关键点说明
- std::suspend_always 表示协程在开始和每次yield后都挂起，由外部控制恢复。
- get_return_object() 在协程创建初期被调用，用来返回用户使用的Generator实例。
- yield_value(int) 保存当前值，并挂起协程。
- 必须手动管理协程句柄的生命周期，避免资源泄漏。
基本上就这些。这个生成器虽然简单，但展示了C++20协程的核心机制。实际项目中可进一步扩展支持更多类型、异常安全、迭代器接口等。