C++23 std::generator — 코루틴 기반 시퀀스 생성

개요

std::generator<T>는 C++23에서 도입된 코루틴 기반 범위(range) 생성기입니다. co_yield로 값을 하나씩 생산하고 호출자가 가져갈 때까지 실행을 중단합니다. Python의 yield 생성기와 동일한 개념입니다.

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1. 기본 사용

#include <generator>
#include <iostream>
#include <ranges>

std::generator<int> iota(int start = 0)
{
    while (true)
        co_yield start++;
}

int main()
{
    // 처음 10개만 소비
    for (int v : iota(1) | std::views::take(10))
        std::cout << v << ' '; // 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
}

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2. 유한 시퀀스

#include <generator>
#include <vector>

std::generator<int> fibonacci()
{
    int a = 0, b = 1;
    while (true)
    {
        co_yield a;
        auto next = a + b;
        a = b;
        b = next;
    }
}

std::generator<int> range(int from, int to, int step = 1)
{
    for (int i = from; i < to; i += step)
        co_yield i;
}

// 사용
for (int v : range(0, 10, 2))
    std::cout << v << ' '; // 0 2 4 6 8

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3. 재귀 generator — co_yield*

co_yield*로 다른 generator의 모든 값을 위임합니다.

#include <generator>

struct TreeNode {
    int value;
    TreeNode* left = nullptr;
    TreeNode* right = nullptr;
};

std::generator<int> inorder(TreeNode* node)
{
    if (!node) co_return;

    co_yield std::ranges::elements_of(inorder(node->left));  // 왼쪽 서브트리
    co_yield node->value;
    co_yield std::ranges::elements_of(inorder(node->right)); // 오른쪽 서브트리
}

// 사용
for (int v : inorder(root))
    std::cout << v << ' '; // 중위 순회 결과

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4. ranges 파이프라인과 연동

#include <generator>
#include <ranges>
#include <algorithm>

std::generator<int> primes()
{
    auto is_prime = [](int n) {
        if (n < 2) return false;
        for (int i = 2; i * i <= n; ++i)
            if (n % i == 0) return false;
        return true;
    };

    for (int n = 2; ; ++n)
        if (is_prime(n))
            co_yield n;
}

int main()
{
    // 처음 10개 소수
    auto first10 = primes()
        | std::views::take(10)
        | std::ranges::to<std::vector>();
    // {2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29}

    // 100 이하의 소수 합
    int sum = 0;
    for (int p : primes() | std::views::take_while([](int n){ return n <= 100; }))
        sum += p;
}

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5. 파일 라인 스트리밍

#include <generator>
#include <fstream>
#include <string>

std::generator<std::string> read_lines(const std::string& path)
{
    std::ifstream file(path);
    std::string line;
    while (std::getline(file, line))
        co_yield line;
}

// 대용량 파일을 메모리에 전부 읽지 않고 처리
for (const auto& line : read_lines("large.log")
     | std::views::filter([](const std::string& l){ return l.contains("ERROR"); }))
{
    process(line);
}

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6. generator vs coroutine 직접 구현

항목	std::generator	직접 코루틴 구현
코드 양	최소	많음 (promise_type 등)
성능	최적화됨	직접 제어 가능
ranges 호환	기본 지원	직접 구현 필요
적합 용도	시퀀스 생성	복잡한 비동기 흐름

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7. 컴파일러 지원 현황 (2025년 기준)

• GCC 14+: 지원
• Clang 18+: 지원 (-std=c++23)
• MSVC 19.38+: 지원

g++ -std=c++23 -O2 main.cpp

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정리

std::generator는 지연 평가 시퀀스를 직관적인 코루틴 문법으로 구현합니다. 무한 시퀀스, 트리 순회, 대용량 파일 스트리밍 등 “다음 값을 요청할 때만 계산”하는 패턴에 이상적입니다. std::views와 조합하면 강력한 지연 파이프라인을 간결하게 표현할 수 있습니다.