一、說明語言擴(kuò)展

以下庫擴(kuò)展了編程語言 C++。

• Boost.Coroutine 使得在 C++ 中使用協(xié)程成為可能——其他編程語言通常通過關(guān)鍵字 yield 支持。
• Boost.Foreach 提供了一個基于范圍的 for 循環(huán)，它是在 C++11 中添加到語言中的。
• Boost.Parameter 允許您以名稱/值對的形式并以任何順序傳遞參數(shù)——例如，這在 Python 中是允許的。
• Boost.Conversion 提供了兩個轉(zhuǎn)換運算符來替換 dynamic_cast 并允許您區(qū)分向下轉(zhuǎn)換和交叉轉(zhuǎn)換。

二、庫Boost.Coroutine

通過 Boost.Coroutine，可以在 C++ 中使用協(xié)程。協(xié)程是其他編程語言的一個特性，通常使用關(guān)鍵字 yield 來表示協(xié)程。在這些編程語言中，yield 可以像 return 一樣使用。但是，當(dāng)使用 yield 時，該函數(shù)會記住該位置，如果再次調(diào)用該函數(shù)，將從該位置繼續(xù)執(zhí)行。

C++ 沒有定義關(guān)鍵字 yield。但是，使用 Boost.Coroutine 可以從函數(shù)返回并稍后從同一位置繼續(xù)。 Boost.Asio 庫也使用 Boost.Coroutine 并受益于協(xié)程。

三、示例和代碼

Boost.Coroutine 有兩個版本。本章介紹第二個版本，即當(dāng)前版本。這個版本從 Boost 1.55.0 開始可用，并取代了第一個版本。

示例 51.1。使用協(xié)程

#include <boost/coroutine/all.hpp>
#include <iostream>
using namespace boost::coroutines;
void cooperative(coroutine<void>::push_type &sink)
{
  std::cout << "Hello";
  sink();
  std::cout << "world";
}
int main()
{
  coroutine<void>::pull_type source{cooperative};
  std::cout << ", ";
  source();
  std::cout << "!\n";
}

Example51.1

示例 51.1 定義了一個函數(shù) cooperative()，它作為協(xié)程從 main() 調(diào)用。 cooperative() 提前返回 main() 并被第二次調(diào)用。在第二次調(diào)用時，它會從中斷處繼續(xù)。

要將 cooperative() 用作協(xié)程，使用類型 pull_type 和 push_type。這些類型由 boost::coroutines::coroutine 提供，這是一個在示例 51.1 中用 void 實例化的模板。

要使用協(xié)程，您需要 pull_type 和 push_type。其中一種類型將用于創(chuàng)建一個對象，該對象將使用您想用作協(xié)程的函數(shù)進(jìn)行初始化。另一種類型將是協(xié)程函數(shù)的第一個參數(shù)。

示例 51.1 在 main() 中創(chuàng)建了一個名為 source 的 pull_type 類型的對象。 cooperative() 傳遞給構(gòu)造函數(shù)。 push_type 用作 cooperative() 簽名中的唯一參數(shù)。

創(chuàng)建源時，傳遞給構(gòu)造函數(shù)的函數(shù) cooperative() 會立即作為協(xié)程調(diào)用。發(fā)生這種情況是因為源基于 pull_type。如果源基于 push_type，則構(gòu)造函數(shù)不會將 cooperative() 作為協(xié)程調(diào)用。

cooperative() 將 Hello 寫入標(biāo)準(zhǔn)輸出。之后，函數(shù)像訪問函數(shù)一樣訪問 sink 。這是可能的，因為 push_type 重載了 operator()。 main() 中的 source 表示協(xié)程 cooperative()，cooperative() 中的 sink 表示函數(shù) main()。調(diào)用 sink 使 cooperative() 返回，而 main() 從調(diào)用 cooperative() 的地方繼續(xù)，并將逗號寫入標(biāo)準(zhǔn)輸出。

然后，main() 調(diào)用 source 就好像它是一個函數(shù)一樣。同樣，這是可能的，因為重載了 operator()。這一次，cooperative() 從中斷點繼續(xù)并將世界寫入標(biāo)準(zhǔn)輸出。因為 cooperative() 中沒有其他代碼，協(xié)程結(jié)束。它返回到 main()，它將一個感嘆號寫入標(biāo)準(zhǔn)輸出。

結(jié)果是示例 51.1 顯示 Hello, world!

您可以將協(xié)程視為協(xié)作線程。在某種程度上，函數(shù) main() 和 cooperative() 同時運行。代碼在 main() 和 cooperative() 中輪流執(zhí)行。每個函數(shù)內(nèi)的指令按順序執(zhí)行。多虧了協(xié)程，一個函數(shù)不需要在另一個函數(shù)執(zhí)行之前返回。

示例 51.2。從協(xié)程返回一個值

#include <boost/coroutine/all.hpp>
#include <functional>
#include <iostream>
using boost::coroutines::coroutine;
void cooperative(coroutine<int>::push_type &sink, int i)
{
  int j = i;
  sink(++j);
  sink(++j);
  std::cout << "end\n";
}
int main()
{
  using std::placeholders::_1;
  coroutine<int>::pull_type source{std::bind(cooperative, _1, 0)};
  std::cout << source.get() << '\n';
  source();
  std::cout << source.get() << '\n';
  source();
}

Example51.2

示例 51.2 與前面的示例類似。這次模板 boost::coroutines::coroutine 是用 int 實例化的。這使得從協(xié)程返回一個 int 給調(diào)用者成為可能。

傳遞 int 值的方向取決于使用 pull_type 和 push_type 的位置。該示例使用 pull_type 在 main() 中實例化一個對象。 cooperative() 可以訪問 push_type 類型的對象。 push_type 發(fā)送一個值，pull_type 接收一個值；因此，設(shè)置了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较颉?/p>

cooperative() 調(diào)用 sink，參數(shù)類型為 int。此參數(shù)是必需的，因為協(xié)程是使用數(shù)據(jù)類型 int 實例化的。通過使用由 pull_type 提供的成員函數(shù) get() 從 main() 中的 source 接收傳遞給 sink 的值。

示例 51.2 還說明了如何將具有多個參數(shù)的函數(shù)用作協(xié)程。 cooperative() 有一個額外的 int 類型參數(shù)，不能直接傳遞給 pull_type 的構(gòu)造函數(shù)。該示例使用 std::bind() 將函數(shù)與 pull_type 鏈接起來。

該示例將 1 和 2 后跟 end 寫入標(biāo)準(zhǔn)輸出。

示例 51.3。將兩個值傳遞給協(xié)程

#include <boost/coroutine/all.hpp>
#include <tuple>
#include <string>
#include <iostream>
using boost::coroutines::coroutine;
void cooperative(coroutine<std::tuple<int, std::string>>::pull_type &source)
{
  auto args = source.get();
  std::cout << std::get<0>(args) << " " << std::get<1>(args) << '\n';
  source();
  args = source.get();
  std::cout << std::get<0>(args) << " " << std::get<1>(args) << '\n';
}
int main()
{
  coroutine<std::tuple<int, std::string>>::push_type sink{cooperative};
  sink(std::make_tuple(0, "aaa"));
  sink(std::make_tuple(1, "bbb"));
  std::cout << "end\n";
}

Example51.3

示例 51.3 在 main() 中使用 push_type，在 cooperative() 中使用 pull_type，這意味著數(shù)據(jù)從調(diào)用方傳輸?shù)絽f(xié)程。

此示例說明如何傳遞多個值。 Boost.Coroutine 不支持傳遞多個值，因此必須使用元組。您需要將多個值打包到元組或其他結(jié)構(gòu)中。

示例 51.3 顯示 0 aaa、1 bbb 和 end。

示例 51.4。協(xié)程和異常

#include <boost/coroutine/all.hpp>
#include <stdexcept>
#include <iostream>
using boost::coroutines::coroutine;
void cooperative(coroutine<void>::push_type &sink)
{
  sink();
  throw std::runtime_error("error");
}
int main()
{
  coroutine<void>::pull_type source{cooperative};
  try
  {
    source();
  }
  catch (const std::runtime_error &e)
  {
    std::cerr << e.what() << '\n';
  }
}

協(xié)程在拋出異常時立即返回。異常被傳輸?shù)絽f(xié)程的調(diào)用者，在那里它可以被捕獲。因此，異常與常規(guī)函數(shù)調(diào)用沒有什么不同。

示例 51.4 顯示了這是如何工作的。此示例會將字符串錯誤寫入標(biāo)準(zhǔn)輸出。

到此這篇關(guān)于C++ Boost Coroutine使用協(xié)程詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++ Boost Coroutine內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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