考虑一个简单的Python函数:
def gen():
for i in range(10):
yield i
是否有可能在C或者C++中实现呢?
在Coroutines in C一文中详细的介绍了在C语言中实现的可能性。
现在简单介绍下:
版本1:
int gen(void) {
static int i, state = 0;
switch (state) {
case 0: goto LABEL0;
case 1: goto LABEL1;
}
LABEL0: /* start of function */
for (i = 0; i < 10; i++) {
state = 1; /* so we will come back to LABEL1 */
return i;
LABEL1:; /* resume control straight after the return */
}
}
版本1利用static变量state记录下上次退出函数时的状态,在下一次进入函数时通过判断state并利用goto语句跳转到上次退出的位置。
这种方法不够直观,写起来比较麻烦,因此可以利用Duff's device来进行改造。
Duff's device利用了switch语句也可以进行跳转的原理:
switch (count % 8) {
case 0: do { *to = *from++;
case 7: *to = *from++;
case 6: *to = *from++;
case 5: *to = *from++;
case 4: *to = *from++;
case 3: *to = *from++;
case 2: *to = *from++;
case 1: *to = *from++;
} while ((count -= 8) > 0);
}
版本2:
int gen(void) {
static int i, state = 0;
switch (state) {
case 0: /* start of function */
for (i = 0; i < 10; i++) {
state = 1; /* so we will come back to "case 1" */
return i;
case 1:; /* resume control straight after the return */
}
}
}
版本2相对于版本1更加直观,然后可以定义宏来进一步简化书写。
版本3:
#define crBegin static int state=0; switch(state) { case 0:
#define crReturn(i,x) do { state=i; return x; case i:; } while (0)
#define crFinish }
int gen(void) {
static int i;
crBegin;
for (i = 0; i < 10; i++)
crReturn(1, i);
crFinish;
}
版本3中如果有多个crReturn,要设置给crReturn的第一个参数都各不相同,这样比较麻烦,可以利用自带宏__LINE__进一步简化:
版本4:
#define crBegin static int state=0; switch(state) { case 0:
#define crReturn(x) do { state=__LINE__; return x; \
case __LINE__:; } while (0)
#define crFinish }
int gen(void) {
static int i;
crBegin;
for (i = 0; i < 10; i++)
crReturn(i);
crFinish;
}
对于C++,在boost库中,有专门的实现:
Boost.Coroutine
该库的部分实现使用了汇编语言。