OSDN Git Service

2011-10-13 Fedor Rybin <frybin@adacore.com>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / ada / a-cbhase.ads
1 ------------------------------------------------------------------------------
2 --                                                                          --
3 --                         GNAT LIBRARY COMPONENTS                          --
4 --                                                                          --
5 --    A D A . C O N T A I N E R S . B O U N D E D _ H A S H E D _ S E T S   --
6 --                                                                          --
7 --                                 S p e c                                  --
8 --                                                                          --
9 --          Copyright (C) 2004-2011, Free Software Foundation, Inc.         --
10 --                                                                          --
11 -- This specification is derived from the Ada Reference Manual for use with --
12 -- GNAT. The copyright notice above, and the license provisions that follow --
13 -- apply solely to the  contents of the part following the private keyword. --
14 --                                                                          --
15 -- GNAT is free software;  you can  redistribute it  and/or modify it under --
16 -- terms of the  GNU General Public License as published  by the Free Soft- --
17 -- ware  Foundation;  either version 3,  or (at your option) any later ver- --
18 -- sion.  GNAT is distributed in the hope that it will be useful, but WITH- --
19 -- OUT ANY WARRANTY;  without even the  implied warranty of MERCHANTABILITY --
20 -- or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.                                     --
21 --                                                                          --
22 -- As a special exception under Section 7 of GPL version 3, you are granted --
23 -- additional permissions described in the GCC Runtime Library Exception,   --
24 -- version 3.1, as published by the Free Software Foundation.               --
25 --                                                                          --
26 -- You should have received a copy of the GNU General Public License and    --
27 -- a copy of the GCC Runtime Library Exception along with this program;     --
28 -- see the files COPYING3 and COPYING.RUNTIME respectively.  If not, see    --
29 -- <http://www.gnu.org/licenses/>.                                          --
30 --                                                                          --
31 -- This unit was originally developed by Matthew J Heaney.                  --
32 ------------------------------------------------------------------------------
33
34 with Ada.Iterator_Interfaces;
35 private with Ada.Containers.Hash_Tables;
36 private with Ada.Streams;
37
38 generic
39    type Element_Type is private;
40
41    with function Hash (Element : Element_Type) return Hash_Type;
42
43    with function Equivalent_Elements
44           (Left, Right : Element_Type) return Boolean;
45
46    with function "=" (Left, Right : Element_Type) return Boolean is <>;
47
48 package Ada.Containers.Bounded_Hashed_Sets is
49    pragma Pure;
50    pragma Remote_Types;
51
52    type Set (Capacity : Count_Type; Modulus : Hash_Type) is tagged private
53      with Constant_Indexing => Constant_Reference,
54           Default_Iterator  => Iterate,
55           Iterator_Element  => Element_Type;
56
57    pragma Preelaborable_Initialization (Set);
58
59    type Cursor is private;
60    pragma Preelaborable_Initialization (Cursor);
61
62    Empty_Set : constant Set;
63    --  Set objects declared without an initialization expression are
64    --  initialized to the value Empty_Set.
65
66    No_Element : constant Cursor;
67    --  Cursor objects declared without an initialization expression are
68    --  initialized to the value No_Element.
69
70    function Has_Element (Position : Cursor) return Boolean;
71    --  Equivalent to Position /= No_Element
72
73    package Set_Iterator_Interfaces is new
74      Ada.Iterator_Interfaces (Cursor, Has_Element);
75
76    function "=" (Left, Right : Set) return Boolean;
77    --  For each element in Left, set equality attempts to find the equal
78    --  element in Right; if a search fails, then set equality immediately
79    --  returns False. The search works by calling Hash to find the bucket in
80    --  the Right set that corresponds to the Left element. If the bucket is
81    --  non-empty, the search calls the generic formal element equality operator
82    --  to compare the element (in Left) to the element of each node in the
83    --  bucket (in Right); the search terminates when a matching node in the
84    --  bucket is found, or the nodes in the bucket are exhausted. (Note that
85    --  element equality is called here, not Equivalent_Elements. Set equality
86    --  is the only operation in which element equality is used. Compare set
87    --  equality to Equivalent_Sets, which does call Equivalent_Elements.)
88
89    function Equivalent_Sets (Left, Right : Set) return Boolean;
90    --  Similar to set equality, with the difference that the element in Left is
91    --  compared to the elements in Right using the generic formal
92    --  Equivalent_Elements operation instead of element equality.
93
94    function To_Set (New_Item : Element_Type) return Set;
95    --  Constructs a singleton set comprising New_Element. To_Set calls Hash to
96    --  determine the bucket for New_Item.
97
98    function Capacity (Container : Set) return Count_Type;
99    --  Returns the current capacity of the set. Capacity is the maximum length
100    --  before which rehashing in guaranteed not to occur.
101
102    procedure Reserve_Capacity (Container : in out Set; Capacity : Count_Type);
103    --  If the value of the Capacity actual parameter is less or equal to
104    --  Container.Capacity, then the operation has no effect.  Otherwise it
105    --  raises Capacity_Error (as no expansion of capacity is possible for a
106    --  bounded form).
107
108    function Default_Modulus (Capacity : Count_Type) return Hash_Type;
109    --  Returns a modulus value (hash table size) which is optimal for the
110    --  specified capacity (which corresponds to the maximum number of items).
111
112    function Length (Container : Set) return Count_Type;
113    --  Returns the number of items in the set
114
115    function Is_Empty (Container : Set) return Boolean;
116    --  Equivalent to Length (Container) = 0
117
118    procedure Clear (Container : in out Set);
119    --  Removes all of the items from the set
120
121    function Element (Position : Cursor) return Element_Type;
122    --  Returns the element of the node designated by the cursor
123
124    procedure Replace_Element
125      (Container : in out Set;
126       Position  : Cursor;
127       New_Item  : Element_Type);
128    --  If New_Item is equivalent (as determined by calling Equivalent_Elements)
129    --  to the element of the node designated by Position, then New_Element is
130    --  assigned to that element. Otherwise, it calls Hash to determine the
131    --  bucket for New_Item. If the bucket is not empty, then it calls
132    --  Equivalent_Elements for each node in that bucket to determine whether
133    --  New_Item is equivalent to an element in that bucket. If
134    --  Equivalent_Elements returns True then Program_Error is raised (because
135    --  an element may appear only once in the set); otherwise, New_Item is
136    --  assigned to the node designated by Position, and the node is moved to
137    --  its new bucket.
138
139    procedure Query_Element
140      (Position : Cursor;
141       Process  : not null access procedure (Element : Element_Type));
142    --  Calls Process with the element (having only a constant view) of the node
143    --  designated by the cursor.
144
145    type Constant_Reference_Type
146      (Element : not null access constant Element_Type) is private
147         with Implicit_Dereference => Element;
148
149    function Constant_Reference
150      (Container : aliased Set;
151       Position  : Cursor) return Constant_Reference_Type;
152
153    procedure Assign (Target : in out Set; Source : Set);
154    --  If Target denotes the same object as Source, then the operation has no
155    --  effect. If the Target capacity is less then the Source length, then
156    --  Assign raises Capacity_Error.  Otherwise, Assign clears Target and then
157    --  copies the (active) elements from Source to Target.
158
159    function Copy
160      (Source   : Set;
161       Capacity : Count_Type := 0;
162       Modulus  : Hash_Type := 0) return Set;
163    --  Constructs a new set object whose elements correspond to Source.  If the
164    --  Capacity parameter is 0, then the capacity of the result is the same as
165    --  the length of Source. If the Capacity parameter is equal or greater than
166    --  the length of Source, then the capacity of the result is the specified
167    --  value. Otherwise, Copy raises Capacity_Error. If the Modulus parameter
168    --  is 0, then the modulus of the result is the value returned by a call to
169    --  Default_Modulus with the capacity parameter determined as above;
170    --  otherwise the modulus of the result is the specified value.
171
172    procedure Move (Target : in out Set; Source : in out Set);
173    --  Clears Target (if it's not empty), and then moves (not copies) the
174    --  buckets array and nodes from Source to Target.
175
176    procedure Insert
177      (Container : in out Set;
178       New_Item  : Element_Type;
179       Position  : out Cursor;
180       Inserted  : out Boolean);
181    --  Conditionally inserts New_Item into the set. If New_Item is already in
182    --  the set, then Inserted returns False and Position designates the node
183    --  containing the existing element (which is not modified). If New_Item is
184    --  not already in the set, then Inserted returns True and Position
185    --  designates the newly-inserted node containing New_Item. The search for
186    --  an existing element works as follows. Hash is called to determine
187    --  New_Item's bucket; if the bucket is non-empty, then Equivalent_Elements
188    --  is called to compare New_Item to the element of each node in that
189    --  bucket. If the bucket is empty, or there were no equivalent elements in
190    --  the bucket, the search "fails" and the New_Item is inserted in the set
191    --  (and Inserted returns True); otherwise, the search "succeeds" (and
192    --  Inserted returns False).
193
194    procedure Insert  (Container : in out Set; New_Item : Element_Type);
195    --  Attempts to insert New_Item into the set, performing the usual insertion
196    --  search (which involves calling both Hash and Equivalent_Elements); if
197    --  the search succeeds (New_Item is equivalent to an element already in the
198    --  set, and so was not inserted), then this operation raises
199    --  Constraint_Error. (This version of Insert is similar to Replace, but
200    --  having the opposite exception behavior. It is intended for use when you
201    --  want to assert that the item is not already in the set.)
202
203    procedure Include (Container : in out Set; New_Item : Element_Type);
204    --  Attempts to insert New_Item into the set. If an element equivalent to
205    --  New_Item is already in the set (the insertion search succeeded, and
206    --  hence New_Item was not inserted), then the value of New_Item is assigned
207    --  to the existing element. (This insertion operation only raises an
208    --  exception if cursor tampering occurs. It is intended for use when you
209    --  want to insert the item in the set, and you don't care whether an
210    --  equivalent element is already present.)
211
212    procedure Replace (Container : in out Set; New_Item : Element_Type);
213    --  Searches for New_Item in the set; if the search fails (because an
214    --  equivalent element was not in the set), then it raises
215    --  Constraint_Error. Otherwise, the existing element is assigned the value
216    --  New_Item. (This is similar to Insert, but with the opposite exception
217    --  behavior. It is intended for use when you want to assert that the item
218    --  is already in the set.)
219
220    procedure Exclude (Container : in out Set; Item : Element_Type);
221    --  Searches for Item in the set, and if found, removes its node from the
222    --  set and then deallocates it. The search works as follows. The operation
223    --  calls Hash to determine the item's bucket; if the bucket is not empty,
224    --  it calls Equivalent_Elements to compare Item to the element of each node
225    --  in the bucket. (This is the deletion analog of Include. It is intended
226    --  for use when you want to remove the item from the set, but don't care
227    --  whether the item is already in the set.)
228
229    procedure Delete  (Container : in out Set; Item : Element_Type);
230    --  Searches for Item in the set (which involves calling both Hash and
231    --  Equivalent_Elements). If the search fails, then the operation raises
232    --  Constraint_Error. Otherwise it removes the node from the set and then
233    --  deallocates it. (This is the deletion analog of non-conditional
234    --  Insert. It is intended for use when you want to assert that the item is
235    --  already in the set.)
236
237    procedure Delete (Container : in out Set; Position : in out Cursor);
238    --  Removes the node designated by Position from the set, and then
239    --  deallocates the node. The operation calls Hash to determine the bucket,
240    --  and then compares Position to each node in the bucket until there's a
241    --  match (it does not call Equivalent_Elements).
242
243    procedure Union (Target : in out Set; Source : Set);
244    --  Iterates over the Source set, and conditionally inserts each element
245    --  into Target.
246
247    function Union (Left, Right : Set) return Set;
248    --  The operation first copies the Left set to the result, and then iterates
249    --  over the Right set to conditionally insert each element into the result.
250
251    function "or" (Left, Right : Set) return Set renames Union;
252
253    procedure Intersection (Target : in out Set; Source : Set);
254    --  Iterates over the Target set (calling First and Next), calling Find to
255    --  determine whether the element is in Source. If an equivalent element is
256    --  not found in Source, the element is deleted from Target.
257
258    function Intersection (Left, Right : Set) return Set;
259    --  Iterates over the Left set, calling Find to determine whether the
260    --  element is in Right. If an equivalent element is found, it is inserted
261    --  into the result set.
262
263    function "and" (Left, Right : Set) return Set renames Intersection;
264
265    procedure Difference (Target : in out Set; Source : Set);
266    --  Iterates over the Source (calling First and Next), calling Find to
267    --  determine whether the element is in Target. If an equivalent element is
268    --  found, it is deleted from Target.
269
270    function Difference (Left, Right : Set) return Set;
271    --  Iterates over the Left set, calling Find to determine whether the
272    --  element is in the Right set. If an equivalent element is not found, the
273    --  element is inserted into the result set.
274
275    function "-" (Left, Right : Set) return Set renames Difference;
276
277    procedure Symmetric_Difference (Target : in out Set; Source : Set);
278    --  The operation iterates over the Source set, searching for the element
279    --  in Target (calling Hash and Equivalent_Elements). If an equivalent
280    --  element is found, it is removed from Target; otherwise it is inserted
281    --  into Target.
282
283    function Symmetric_Difference (Left, Right : Set) return Set;
284    --  The operation first iterates over the Left set. It calls Find to
285    --  determine whether the element is in the Right set. If no equivalent
286    --  element is found, the element from Left is inserted into the result. The
287    --  operation then iterates over the Right set, to determine whether the
288    --  element is in the Left set. If no equivalent element is found, the Right
289    --  element is inserted into the result.
290
291    function "xor" (Left, Right : Set) return Set
292      renames Symmetric_Difference;
293
294    function Overlap (Left, Right : Set) return Boolean;
295    --  Iterates over the Left set (calling First and Next), calling Find to
296    --  determine whether the element is in the Right set. If an equivalent
297    --  element is found, the operation immediately returns True. The operation
298    --  returns False if the iteration over Left terminates without finding any
299    --  equivalent element in Right.
300
301    function Is_Subset (Subset : Set; Of_Set : Set) return Boolean;
302    --  Iterates over Subset (calling First and Next), calling Find to determine
303    --  whether the element is in Of_Set. If no equivalent element is found in
304    --  Of_Set, the operation immediately returns False. The operation returns
305    --  True if the iteration over Subset terminates without finding an element
306    --  not in Of_Set (that is, every element in Subset is equivalent to an
307    --  element in Of_Set).
308
309    function First (Container : Set) return Cursor;
310    --  Returns a cursor that designates the first non-empty bucket, by
311    --  searching from the beginning of the buckets array.
312
313    function Next (Position : Cursor) return Cursor;
314    --  Returns a cursor that designates the node that follows the current one
315    --  designated by Position. If Position designates the last node in its
316    --  bucket, the operation calls Hash to compute the index of this bucket,
317    --  and searches the buckets array for the first non-empty bucket, starting
318    --  from that index; otherwise, it simply follows the link to the next node
319    --  in the same bucket.
320
321    procedure Next (Position : in out Cursor);
322    --  Equivalent to Position := Next (Position)
323
324    function Find
325      (Container : Set;
326       Item      : Element_Type) return Cursor;
327    --  Searches for Item in the set. Find calls Hash to determine the item's
328    --  bucket; if the bucket is not empty, it calls Equivalent_Elements to
329    --  compare Item to each element in the bucket. If the search succeeds, Find
330    --  returns a cursor designating the node containing the equivalent element;
331    --  otherwise, it returns No_Element.
332
333    function Contains (Container : Set; Item : Element_Type) return Boolean;
334    --  Equivalent to Find (Container, Item) /= No_Element
335
336    function Equivalent_Elements (Left, Right : Cursor) return Boolean;
337    --  Returns the result of calling Equivalent_Elements with the elements of
338    --  the nodes designated by cursors Left and Right.
339
340    function Equivalent_Elements
341      (Left  : Cursor;
342       Right : Element_Type) return Boolean;
343    --  Returns the result of calling Equivalent_Elements with element of the
344    --  node designated by Left and element Right.
345
346    function Equivalent_Elements
347      (Left  : Element_Type;
348       Right : Cursor) return Boolean;
349    --  Returns the result of calling Equivalent_Elements with element Left and
350    --  the element of the node designated by Right.
351
352    procedure Iterate
353      (Container : Set;
354       Process   : not null access procedure (Position : Cursor));
355    --  Calls Process for each node in the set
356
357    function Iterate
358      (Container : Set)
359       return Set_Iterator_Interfaces.Forward_Iterator'Class;
360
361    generic
362       type Key_Type (<>) is private;
363
364       with function Key (Element : Element_Type) return Key_Type;
365
366       with function Hash (Key : Key_Type) return Hash_Type;
367
368       with function Equivalent_Keys (Left, Right : Key_Type) return Boolean;
369
370    package Generic_Keys is
371
372       function Key (Position : Cursor) return Key_Type;
373       --  Applies generic formal operation Key to the element of the node
374       --  designated by Position.
375
376       function Element (Container : Set; Key : Key_Type) return Element_Type;
377       --  Searches (as per the key-based Find) for the node containing Key, and
378       --  returns the associated element.
379
380       procedure Replace
381         (Container : in out Set;
382          Key       : Key_Type;
383          New_Item  : Element_Type);
384       --  Searches (as per the key-based Find) for the node containing Key, and
385       --  then replaces the element of that node (as per the element-based
386       --  Replace_Element).
387
388       procedure Exclude (Container : in out Set; Key : Key_Type);
389       --  Searches for Key in the set, and if found, removes its node from the
390       --  set and then deallocates it. The search works by first calling Hash
391       --  (on Key) to determine the bucket; if the bucket is not empty, it
392       --  calls Equivalent_Keys to compare parameter Key to the value of
393       --  generic formal operation Key applied to element of each node in the
394       --  bucket.
395
396       procedure Delete (Container : in out Set; Key : Key_Type);
397       --  Deletes the node containing Key as per Exclude, with the difference
398       --  that Constraint_Error is raised if Key is not found.
399
400       function Find (Container : Set; Key : Key_Type) return Cursor;
401       --  Searches for the node containing Key, and returns a cursor
402       --  designating the node. The search works by first calling Hash (on Key)
403       --  to determine the bucket. If the bucket is not empty, the search
404       --  compares Key to the element of each node in the bucket, and returns
405       --  the matching node. The comparison itself works by applying the
406       --  generic formal Key operation to the element of the node, and then
407       --  calling generic formal operation Equivalent_Keys.
408
409       function Contains (Container : Set; Key : Key_Type) return Boolean;
410       --  Equivalent to Find (Container, Key) /= No_Element
411
412       procedure Update_Element_Preserving_Key
413         (Container : in out Set;
414          Position  : Cursor;
415          Process   : not null access
416                        procedure (Element : in out Element_Type));
417       --  Calls Process with the element of the node designated by Position,
418       --  but with the restriction that the key-value of the element is not
419       --  modified. The operation first makes a copy of the value returned by
420       --  applying generic formal operation Key on the element of the node, and
421       --  then calls Process with the element. The operation verifies that the
422       --  key-part has not been modified by calling generic formal operation
423       --  Equivalent_Keys to compare the saved key-value to the value returned
424       --  by applying generic formal operation Key to the post-Process value of
425       --  element. If the key values compare equal then the operation
426       --  completes. Otherwise, the node is removed from the map and
427       --  Program_Error is raised.
428
429       type Reference_Type (Element : not null access Element_Type) is private
430         with Implicit_Dereference => Element;
431
432       function Reference_Preserving_Key
433         (Container : aliased in out Set;
434          Position  : Cursor) return Reference_Type;
435
436       function Reference_Preserving_Key
437         (Container : aliased in out Set;
438          Key       : Key_Type) return Reference_Type;
439
440    private
441       type Reference_Type (Element : not null access Element_Type)
442          is null record;
443
444    end Generic_Keys;
445
446 private
447    pragma Inline (Next);
448
449    type Node_Type is record
450       Element : Element_Type;
451       Next    : Count_Type;
452    end record;
453
454    package HT_Types is
455      new Hash_Tables.Generic_Bounded_Hash_Table_Types (Node_Type);
456
457    type Set (Capacity : Count_Type; Modulus : Hash_Type) is
458       new HT_Types.Hash_Table_Type (Capacity, Modulus) with null record;
459
460    use HT_Types;
461    use Ada.Streams;
462
463    type Set_Access is access all Set;
464    for Set_Access'Storage_Size use 0;
465
466    --  Note: If a Cursor object has no explicit initialization expression,
467    --  it must default initialize to the same value as constant No_Element.
468    --  The Node component of type Cursor has scalar type Count_Type, so it
469    --  requires an explicit initialization expression of its own declaration,
470    --  in order for objects of record type Cursor to properly initialize.
471
472    type Cursor is record
473       Container : Set_Access;
474       Node      : Count_Type := 0;
475    end record;
476
477    procedure Write
478      (Stream : not null access Root_Stream_Type'Class;
479       Item   : Cursor);
480
481    for Cursor'Write use Write;
482
483    procedure Read
484      (Stream : not null access Root_Stream_Type'Class;
485       Item   : out Cursor);
486
487    for Cursor'Read use Read;
488
489    No_Element : constant Cursor := (Container => null, Node => 0);
490
491    procedure Write
492      (Stream    : not null access Root_Stream_Type'Class;
493       Container : Set);
494
495    for Set'Write use Write;
496
497    procedure Read
498      (Stream    : not null access Root_Stream_Type'Class;
499       Container : out Set);
500
501    for Set'Read use Read;
502
503    type Constant_Reference_Type
504      (Element : not null access constant Element_Type) is null record;
505
506    procedure Read
507      (Stream : not null access Root_Stream_Type'Class;
508       Item   : out Constant_Reference_Type);
509
510    for Constant_Reference_Type'Read use Read;
511
512    procedure Write
513      (Stream : not null access Root_Stream_Type'Class;
514       Item   : Constant_Reference_Type);
515
516    for Constant_Reference_Type'Write use Write;
517
518    Empty_Set : constant Set :=
519                  (Hash_Table_Type with Capacity => 0, Modulus => 0);
520
521 end Ada.Containers.Bounded_Hashed_Sets;