1 // Debugging set implementation -*- C++ -*-
2 
3 // Copyright (C) 2003-2021 Free Software Foundation, Inc.
4 //
5 // This file is part of the GNU ISO C++ Library.  This library is free
6 // software; you can redistribute it and/or modify it under the
7 // terms of the GNU General Public License as published by the
8 // Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
9 // any later version.
10 
11 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
12 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14 // GNU General Public License for more details.
15 
16 // Under Section 7 of GPL version 3, you are granted additional
17 // permissions described in the GCC Runtime Library Exception, version
18 // 3.1, as published by the Free Software Foundation.
19 
20 // You should have received a copy of the GNU General Public License and
21 // a copy of the GCC Runtime Library Exception along with this program;
22 // see the files COPYING3 and COPYING.RUNTIME respectively.  If not, see
23 // <http://www.gnu.org/licenses/>.
24 
25 /** @file debug/set.h
26  *  This file is a GNU debug extension to the Standard C++ Library.
27  */
28 
29 #ifndef _GLIBCXX_DEBUG_SET_H
30 #define _GLIBCXX_DEBUG_SET_H 1
31 
32 #include <debug/safe_sequence.h>
33 #include <debug/safe_container.h>
34 #include <debug/safe_iterator.h>
35 #include <utility>
36 
_GLIBCXX_VISIBILITY(default)37 namespace std _GLIBCXX_VISIBILITY(default)
38 {
39 namespace __debug
40 {
41   /// Class std::set with safety/checking/debug instrumentation.
42   template<typename _Key, typename _Compare = std::less<_Key>,
43 	   typename _Allocator = std::allocator<_Key> >
44     class set
45     : public __gnu_debug::_Safe_container<
46 	set<_Key, _Compare, _Allocator>, _Allocator,
47 	__gnu_debug::_Safe_node_sequence>,
48       public _GLIBCXX_STD_C::set<_Key,_Compare,_Allocator>
49     {
50       typedef _GLIBCXX_STD_C::set<_Key, _Compare, _Allocator>	_Base;
51       typedef __gnu_debug::_Safe_container<
52 	set, _Allocator, __gnu_debug::_Safe_node_sequence>	_Safe;
53 
54       typedef typename _Base::const_iterator	_Base_const_iterator;
55       typedef typename _Base::iterator		_Base_iterator;
56       typedef __gnu_debug::_Equal_to<_Base_const_iterator> _Equal;
57 
58       template<typename _ItT, typename _SeqT, typename _CatT>
59 	friend class ::__gnu_debug::_Safe_iterator;
60 
61       // Reference wrapper for base class. Disambiguates set(const _Base&)
62       // from copy constructor by requiring a user-defined conversion.
63       // See PR libstdc++/90102.
64       struct _Base_ref
65       {
66 	_Base_ref(const _Base& __r) : _M_ref(__r) { }
67 
68 	const _Base& _M_ref;
69       };
70 
71     public:
72       // types:
73       typedef _Key					key_type;
74       typedef _Key					value_type;
75       typedef _Compare					key_compare;
76       typedef _Compare					value_compare;
77       typedef _Allocator				allocator_type;
78       typedef typename _Base::reference			reference;
79       typedef typename _Base::const_reference		const_reference;
80 
81       typedef __gnu_debug::_Safe_iterator<_Base_iterator, set>
82 							iterator;
83       typedef __gnu_debug::_Safe_iterator<_Base_const_iterator, set>
84 							const_iterator;
85 
86       typedef typename _Base::size_type			size_type;
87       typedef typename _Base::difference_type		difference_type;
88       typedef typename _Base::pointer			pointer;
89       typedef typename _Base::const_pointer		const_pointer;
90       typedef std::reverse_iterator<iterator>		reverse_iterator;
91       typedef std::reverse_iterator<const_iterator>	const_reverse_iterator;
92 
93       // 23.3.3.1 construct/copy/destroy:
94 
95 #if __cplusplus < 201103L
96       set() : _Base() { }
97 
98       set(const set& __x)
99       : _Base(__x) { }
100 
101       ~set() { }
102 #else
103       set() = default;
104       set(const set&) = default;
105       set(set&&) = default;
106 
107       set(initializer_list<value_type> __l,
108 	  const _Compare& __comp = _Compare(),
109 	  const allocator_type& __a = allocator_type())
110       : _Base(__l, __comp, __a) { }
111 
112       explicit
113       set(const allocator_type& __a)
114       : _Base(__a) { }
115 
116       set(const set& __x, const allocator_type& __a)
117       : _Base(__x, __a) { }
118 
119       set(set&& __x, const allocator_type& __a)
120       noexcept( noexcept(_Base(std::move(__x._M_base()), __a)) )
121       : _Safe(std::move(__x._M_safe()), __a),
122 	_Base(std::move(__x._M_base()), __a) { }
123 
124       set(initializer_list<value_type> __l, const allocator_type& __a)
125       : _Base(__l, __a) { }
126 
127       template<typename _InputIterator>
128 	set(_InputIterator __first, _InputIterator __last,
129 	    const allocator_type& __a)
130 	: _Base(__gnu_debug::__base(
131 		  __glibcxx_check_valid_constructor_range(__first, __last)),
132 		__gnu_debug::__base(__last), __a) { }
133 
134       ~set() = default;
135 #endif
136 
137       explicit set(const _Compare& __comp,
138 		   const _Allocator& __a = _Allocator())
139       : _Base(__comp, __a) { }
140 
141       template<typename _InputIterator>
142 	set(_InputIterator __first, _InputIterator __last,
143 	    const _Compare& __comp = _Compare(),
144 	    const _Allocator& __a = _Allocator())
145 	: _Base(__gnu_debug::__base(
146 		  __glibcxx_check_valid_constructor_range(__first, __last)),
147 		__gnu_debug::__base(__last),
148 		__comp, __a) { }
149 
150       set(_Base_ref __x)
151       : _Base(__x._M_ref) { }
152 
153 #if __cplusplus < 201103L
154       set&
155       operator=(const set& __x)
156       {
157 	this->_M_safe() = __x;
158 	_M_base() = __x;
159 	return *this;
160       }
161 #else
162       set&
163       operator=(const set&) = default;
164 
165       set&
166       operator=(set&&) = default;
167 
168       set&
169       operator=(initializer_list<value_type> __l)
170       {
171 	_M_base() = __l;
172 	this->_M_invalidate_all();
173 	return *this;
174       }
175 #endif
176 
177       using _Base::get_allocator;
178 
179       // iterators:
180       iterator
181       begin() _GLIBCXX_NOEXCEPT
182       { return iterator(_Base::begin(), this); }
183 
184       const_iterator
185       begin() const _GLIBCXX_NOEXCEPT
186       { return const_iterator(_Base::begin(), this); }
187 
188       iterator
189       end() _GLIBCXX_NOEXCEPT
190       { return iterator(_Base::end(), this); }
191 
192       const_iterator
193       end() const _GLIBCXX_NOEXCEPT
194       { return const_iterator(_Base::end(), this); }
195 
196       reverse_iterator
197       rbegin() _GLIBCXX_NOEXCEPT
198       { return reverse_iterator(end()); }
199 
200       const_reverse_iterator
201       rbegin() const _GLIBCXX_NOEXCEPT
202       { return const_reverse_iterator(end()); }
203 
204       reverse_iterator
205       rend() _GLIBCXX_NOEXCEPT
206       { return reverse_iterator(begin()); }
207 
208       const_reverse_iterator
209       rend() const _GLIBCXX_NOEXCEPT
210       { return const_reverse_iterator(begin()); }
211 
212 #if __cplusplus >= 201103L
213       const_iterator
214       cbegin() const noexcept
215       { return const_iterator(_Base::begin(), this); }
216 
217       const_iterator
218       cend() const noexcept
219       { return const_iterator(_Base::end(), this); }
220 
221       const_reverse_iterator
222       crbegin() const noexcept
223       { return const_reverse_iterator(end()); }
224 
225       const_reverse_iterator
226       crend() const noexcept
227       { return const_reverse_iterator(begin()); }
228 #endif
229 
230       // capacity:
231       using _Base::empty;
232       using _Base::size;
233       using _Base::max_size;
234 
235       // modifiers:
236 #if __cplusplus >= 201103L
237       template<typename... _Args>
238 	std::pair<iterator, bool>
239 	emplace(_Args&&... __args)
240 	{
241 	  auto __res = _Base::emplace(std::forward<_Args>(__args)...);
242 	  return { { __res.first, this }, __res.second };
243 	}
244 
245       template<typename... _Args>
246 	iterator
247 	emplace_hint(const_iterator __pos, _Args&&... __args)
248 	{
249 	  __glibcxx_check_insert(__pos);
250 	  return
251 	    {
252 	      _Base::emplace_hint(__pos.base(), std::forward<_Args>(__args)...),
253 	      this
254 	    };
255 	}
256 #endif
257 
258       std::pair<iterator, bool>
259       insert(const value_type& __x)
260       {
261 	std::pair<_Base_iterator, bool> __res = _Base::insert(__x);
262 	return std::pair<iterator, bool>(iterator(__res.first, this),
263 					 __res.second);
264       }
265 
266 #if __cplusplus >= 201103L
267       std::pair<iterator, bool>
268       insert(value_type&& __x)
269       {
270 	auto __res = _Base::insert(std::move(__x));
271 	return { { __res.first, this }, __res.second };
272       }
273 #endif
274 
275       iterator
276       insert(const_iterator __position, const value_type& __x)
277       {
278 	__glibcxx_check_insert(__position);
279 	return iterator(_Base::insert(__position.base(), __x), this);
280       }
281 
282 #if __cplusplus >= 201103L
283       iterator
284       insert(const_iterator __position, value_type&& __x)
285       {
286 	__glibcxx_check_insert(__position);
287 	return { _Base::insert(__position.base(), std::move(__x)), this };
288       }
289 #endif
290 
291       template <typename _InputIterator>
292 	void
293 	insert(_InputIterator __first, _InputIterator __last)
294 	{
295 	  typename __gnu_debug::_Distance_traits<_InputIterator>::__type __dist;
296 	  __glibcxx_check_valid_range2(__first, __last, __dist);
297 
298 	  if (__dist.second >= __gnu_debug::__dp_sign)
299 	    _Base::insert(__gnu_debug::__unsafe(__first),
300 			  __gnu_debug::__unsafe(__last));
301 	  else
302 	    _Base::insert(__first, __last);
303 	}
304 
305 #if __cplusplus >= 201103L
306       void
307       insert(initializer_list<value_type> __l)
308       { _Base::insert(__l); }
309 #endif
310 
311 #if __cplusplus > 201402L
312       using node_type = typename _Base::node_type;
313       using insert_return_type = _Node_insert_return<iterator, node_type>;
314 
315       node_type
316       extract(const_iterator __position)
317       {
318 	__glibcxx_check_erase(__position);
319 	this->_M_invalidate_if(_Equal(__position.base()));
320 	return _Base::extract(__position.base());
321       }
322 
323       node_type
324       extract(const key_type& __key)
325       {
326 	const auto __position = find(__key);
327 	if (__position != end())
328 	  return extract(__position);
329 	return {};
330       }
331 
332       insert_return_type
333       insert(node_type&& __nh)
334       {
335 	auto __ret = _Base::insert(std::move(__nh));
336 	iterator __pos = iterator(__ret.position, this);
337 	return { __pos, __ret.inserted, std::move(__ret.node) };
338       }
339 
340       iterator
341       insert(const_iterator __hint, node_type&& __nh)
342       {
343 	__glibcxx_check_insert(__hint);
344 	return { _Base::insert(__hint.base(), std::move(__nh)), this };
345       }
346 
347       using _Base::merge;
348 #endif // C++17
349 
350 #if __cplusplus >= 201103L
351       _GLIBCXX_ABI_TAG_CXX11
352       iterator
353       erase(const_iterator __position)
354       {
355 	__glibcxx_check_erase(__position);
356 	this->_M_invalidate_if(_Equal(__position.base()));
357 	return { _Base::erase(__position.base()), this };
358       }
359 #else
360       void
361       erase(iterator __position)
362       {
363 	__glibcxx_check_erase(__position);
364 	this->_M_invalidate_if(_Equal(__position.base()));
365 	_Base::erase(__position.base());
366       }
367 #endif
368 
369       size_type
370       erase(const key_type& __x)
371       {
372 	_Base_iterator __victim = _Base::find(__x);
373 	if (__victim == _Base::end())
374 	  return 0;
375 	else
376 	  {
377 	    this->_M_invalidate_if(_Equal(__victim));
378 	    _Base::erase(__victim);
379 	    return 1;
380 	  }
381       }
382 
383 #if __cplusplus >= 201103L
384       _GLIBCXX_ABI_TAG_CXX11
385       iterator
386       erase(const_iterator __first, const_iterator __last)
387       {
388 	// _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
389 	// 151. can't currently clear() empty container
390 	__glibcxx_check_erase_range(__first, __last);
391 	for (_Base_const_iterator __victim = __first.base();
392 	     __victim != __last.base(); ++__victim)
393 	  {
394 	    _GLIBCXX_DEBUG_VERIFY(__victim != _Base::cend(),
395 				  _M_message(__gnu_debug::__msg_valid_range)
396 				  ._M_iterator(__first, "first")
397 				  ._M_iterator(__last, "last"));
398 	    this->_M_invalidate_if(_Equal(__victim));
399 	  }
400 
401 	return { _Base::erase(__first.base(), __last.base()), this };
402       }
403 #else
404       void
405       erase(iterator __first, iterator __last)
406       {
407 	// _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
408 	// 151. can't currently clear() empty container
409 	__glibcxx_check_erase_range(__first, __last);
410 	for (_Base_iterator __victim = __first.base();
411 	     __victim != __last.base(); ++__victim)
412 	  {
413 	    _GLIBCXX_DEBUG_VERIFY(__victim != _Base::end(),
414 				  _M_message(__gnu_debug::__msg_valid_range)
415 				  ._M_iterator(__first, "first")
416 				  ._M_iterator(__last, "last"));
417 	    this->_M_invalidate_if(_Equal(__victim));
418 	  }
419 	_Base::erase(__first.base(), __last.base());
420       }
421 #endif
422 
423       void
424       swap(set& __x)
425       _GLIBCXX_NOEXCEPT_IF( noexcept(declval<_Base&>().swap(__x)) )
426       {
427 	_Safe::_M_swap(__x);
428 	_Base::swap(__x);
429       }
430 
431       void
432       clear() _GLIBCXX_NOEXCEPT
433       {
434 	this->_M_invalidate_all();
435 	_Base::clear();
436       }
437 
438       // observers:
439       using _Base::key_comp;
440       using _Base::value_comp;
441 
442       // set operations:
443       iterator
444       find(const key_type& __x)
445       { return iterator(_Base::find(__x), this); }
446 
447       // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
448       // 214. set::find() missing const overload
449       const_iterator
450       find(const key_type& __x) const
451       { return const_iterator(_Base::find(__x), this); }
452 
453 #if __cplusplus > 201103L
454       template<typename _Kt,
455 	       typename _Req =
456 		 typename __has_is_transparent<_Compare, _Kt>::type>
457 	iterator
458 	find(const _Kt& __x)
459 	{ return { _Base::find(__x), this }; }
460 
461       template<typename _Kt,
462 	       typename _Req =
463 		 typename __has_is_transparent<_Compare, _Kt>::type>
464 	const_iterator
465 	find(const _Kt& __x) const
466 	{ return { _Base::find(__x), this }; }
467 #endif
468 
469       using _Base::count;
470 
471       iterator
472       lower_bound(const key_type& __x)
473       { return iterator(_Base::lower_bound(__x), this); }
474 
475       // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
476       // 214. set::find() missing const overload
477       const_iterator
478       lower_bound(const key_type& __x) const
479       { return const_iterator(_Base::lower_bound(__x), this); }
480 
481 #if __cplusplus > 201103L
482       template<typename _Kt,
483 	       typename _Req =
484 		 typename __has_is_transparent<_Compare, _Kt>::type>
485 	iterator
486 	lower_bound(const _Kt& __x)
487 	{ return { _Base::lower_bound(__x), this }; }
488 
489       template<typename _Kt,
490 	       typename _Req =
491 		 typename __has_is_transparent<_Compare, _Kt>::type>
492 	const_iterator
493 	lower_bound(const _Kt& __x) const
494 	{ return { _Base::lower_bound(__x), this }; }
495 #endif
496 
497       iterator
498       upper_bound(const key_type& __x)
499       { return iterator(_Base::upper_bound(__x), this); }
500 
501       // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
502       // 214. set::find() missing const overload
503       const_iterator
504       upper_bound(const key_type& __x) const
505       { return const_iterator(_Base::upper_bound(__x), this); }
506 
507 #if __cplusplus > 201103L
508       template<typename _Kt,
509 	       typename _Req =
510 		 typename __has_is_transparent<_Compare, _Kt>::type>
511 	iterator
512 	upper_bound(const _Kt& __x)
513 	{ return { _Base::upper_bound(__x), this }; }
514 
515       template<typename _Kt,
516 	       typename _Req =
517 		 typename __has_is_transparent<_Compare, _Kt>::type>
518 	const_iterator
519 	upper_bound(const _Kt& __x) const
520 	{ return { _Base::upper_bound(__x), this }; }
521 #endif
522 
523       std::pair<iterator, iterator>
524       equal_range(const key_type& __x)
525       {
526 	std::pair<_Base_iterator, _Base_iterator> __res =
527 	_Base::equal_range(__x);
528 	return std::make_pair(iterator(__res.first, this),
529 			      iterator(__res.second, this));
530       }
531 
532       // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
533       // 214. set::find() missing const overload
534       std::pair<const_iterator, const_iterator>
535       equal_range(const key_type& __x) const
536       {
537 	std::pair<_Base_const_iterator, _Base_const_iterator> __res =
538 	_Base::equal_range(__x);
539 	return std::make_pair(const_iterator(__res.first, this),
540 			      const_iterator(__res.second, this));
541       }
542 
543 #if __cplusplus > 201103L
544       template<typename _Kt,
545 	       typename _Req =
546 		 typename __has_is_transparent<_Compare, _Kt>::type>
547 	std::pair<iterator, iterator>
548 	equal_range(const _Kt& __x)
549 	{
550 	  auto __res = _Base::equal_range(__x);
551 	  return { { __res.first, this }, { __res.second, this } };
552 	}
553 
554       template<typename _Kt,
555 	       typename _Req =
556 		 typename __has_is_transparent<_Compare, _Kt>::type>
557 	std::pair<const_iterator, const_iterator>
558 	equal_range(const _Kt& __x) const
559 	{
560 	  auto __res = _Base::equal_range(__x);
561 	  return { { __res.first, this }, { __res.second, this } };
562 	}
563 #endif
564 
565       _Base&
566       _M_base() _GLIBCXX_NOEXCEPT	{ return *this; }
567 
568       const _Base&
569       _M_base() const _GLIBCXX_NOEXCEPT	{ return *this; }
570     };
571 
572 #if __cpp_deduction_guides >= 201606
573 
574   template<typename _InputIterator,
575 	   typename _Compare =
576 	     less<typename iterator_traits<_InputIterator>::value_type>,
577 	   typename _Allocator =
578 	     allocator<typename iterator_traits<_InputIterator>::value_type>,
579 	   typename = _RequireInputIter<_InputIterator>,
580 	   typename = _RequireNotAllocator<_Compare>,
581 	   typename = _RequireAllocator<_Allocator>>
582     set(_InputIterator, _InputIterator,
583 	_Compare = _Compare(), _Allocator = _Allocator())
584     -> set<typename iterator_traits<_InputIterator>::value_type,
585 	   _Compare, _Allocator>;
586 
587   template<typename _Key, typename _Compare = less<_Key>,
588 	   typename _Allocator = allocator<_Key>,
589 	   typename = _RequireNotAllocator<_Compare>,
590 	   typename = _RequireAllocator<_Allocator>>
591     set(initializer_list<_Key>,
592 	_Compare = _Compare(), _Allocator = _Allocator())
593     -> set<_Key, _Compare, _Allocator>;
594 
595   template<typename _InputIterator, typename _Allocator,
596 	   typename = _RequireInputIter<_InputIterator>,
597 	   typename = _RequireAllocator<_Allocator>>
598     set(_InputIterator, _InputIterator, _Allocator)
599     -> set<typename iterator_traits<_InputIterator>::value_type,
600 	   less<typename iterator_traits<_InputIterator>::value_type>,
601 	   _Allocator>;
602 
603   template<typename _Key, typename _Allocator,
604 	   typename = _RequireAllocator<_Allocator>>
605     set(initializer_list<_Key>, _Allocator)
606     -> set<_Key, less<_Key>, _Allocator>;
607 
608 #endif // deduction guides
609 
610   template<typename _Key, typename _Compare, typename _Allocator>
611     inline bool
612     operator==(const set<_Key, _Compare, _Allocator>& __lhs,
613 	       const set<_Key, _Compare, _Allocator>& __rhs)
614     { return __lhs._M_base() == __rhs._M_base(); }
615 
616 #if __cpp_lib_three_way_comparison
617   template<typename _Key, typename _Compare, typename _Alloc>
618     inline __detail::__synth3way_t<_Key>
619     operator<=>(const set<_Key, _Compare, _Alloc>& __lhs,
620 		const set<_Key, _Compare, _Alloc>& __rhs)
621     { return __lhs._M_base() <=> __rhs._M_base(); }
622 #else
623   template<typename _Key, typename _Compare, typename _Allocator>
624     inline bool
625     operator!=(const set<_Key, _Compare, _Allocator>& __lhs,
626 	       const set<_Key, _Compare, _Allocator>& __rhs)
627     { return __lhs._M_base() != __rhs._M_base(); }
628 
629   template<typename _Key, typename _Compare, typename _Allocator>
630     inline bool
631     operator<(const set<_Key, _Compare, _Allocator>& __lhs,
632 	      const set<_Key, _Compare, _Allocator>& __rhs)
633     { return __lhs._M_base() < __rhs._M_base(); }
634 
635   template<typename _Key, typename _Compare, typename _Allocator>
636     inline bool
637     operator<=(const set<_Key, _Compare, _Allocator>& __lhs,
638 	       const set<_Key, _Compare, _Allocator>& __rhs)
639     { return __lhs._M_base() <= __rhs._M_base(); }
640 
641   template<typename _Key, typename _Compare, typename _Allocator>
642     inline bool
643     operator>=(const set<_Key, _Compare, _Allocator>& __lhs,
644 	       const set<_Key, _Compare, _Allocator>& __rhs)
645     { return __lhs._M_base() >= __rhs._M_base(); }
646 
647   template<typename _Key, typename _Compare, typename _Allocator>
648     inline bool
649     operator>(const set<_Key, _Compare, _Allocator>& __lhs,
650 	      const set<_Key, _Compare, _Allocator>& __rhs)
651     { return __lhs._M_base() > __rhs._M_base(); }
652 #endif // three-way comparison
653 
654   template<typename _Key, typename _Compare, typename _Allocator>
655     void
656     swap(set<_Key, _Compare, _Allocator>& __x,
657 	 set<_Key, _Compare, _Allocator>& __y)
658     _GLIBCXX_NOEXCEPT_IF(noexcept(__x.swap(__y)))
659     { return __x.swap(__y); }
660 
661 } // namespace __debug
662 } // namespace std
663 
664 #endif
665