利用Duff's device在C/C++中模擬Python中的yield

考慮一個簡單的Python函數(shù):

def gen():
    for i in range(10):
        yield i

是否有可能在C或者C++中實(shí)現(xiàn)呢?

Coroutines in C一文中詳細(xì)的介紹了在C語言中實(shí)現(xiàn)的可能性运吓。

現(xiàn)在簡單介紹下:

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變量state記錄下上次退出函數(shù)時的狀態(tài),在下一次進(jìn)入函數(shù)時通過判斷state并利用goto語句跳轉(zhuǎn)到上次退出的位置仔拟。
這種方法不夠直觀荡含,寫起來比較麻煩,因此可以利用Duff's device來進(jìn)行改造硼补。
Duff's device利用了switch語句也可以進(jìn)行跳轉(zhuǎn)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相對于版本1更加直觀,然后可以定義宏來進(jìn)一步簡化書寫熏矿。

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中如果有多個crReturn已骇,要設(shè)置給crReturn的第一個參數(shù)都各不相同,這樣比較麻煩曲掰,可以利用自帶宏__LINE__進(jìn)一步簡化:

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;
}

對于C++疾捍,在boost庫中,有專門的實(shí)現(xiàn):
Boost.Coroutine
該庫的部分實(shí)現(xiàn)使用了匯編語言栏妖。

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