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Daily bump.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / ada / a-cohase.ads
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2 --                                                                          --
3 --                         GNAT LIBRARY COMPONENTS                          --
4 --                                                                          --
5 --           A D A . C O N T A I N E R S . H A S H E D _ S E T S            --
6 --                                                                          --
7 --                                 S p e c                                  --
8 --                                                                          --
9 --          Copyright (C) 2004-2012, Free Software Foundation, Inc.         --
10 --                                                                          --
11 -- This specification is derived from the Ada Reference Manual for use with --
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13 -- apply solely to the  contents of the part following the private keyword. --
14 --                                                                          --
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20 -- or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.                                     --
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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
36 private with Ada.Containers.Hash_Tables;
37 private with Ada.Streams;
38 private with Ada.Finalization;
39
40 generic
41    type Element_Type is private;
42
43    with function Hash (Element : Element_Type) return Hash_Type;
44
45    with function Equivalent_Elements
46           (Left, Right : Element_Type) return Boolean;
47
48    with function "=" (Left, Right : Element_Type) return Boolean is <>;
49
50 package Ada.Containers.Hashed_Sets is
51    pragma Preelaborate;
52    pragma Remote_Types;
53
54    type Set is tagged private
55    with
56       Constant_Indexing => Constant_Reference,
57       Default_Iterator  => Iterate,
58       Iterator_Element  => Element_Type;
59
60    pragma Preelaborable_Initialization (Set);
61
62    type Cursor is private;
63    pragma Preelaborable_Initialization (Cursor);
64
65    Empty_Set : constant Set;
66    --  Set objects declared without an initialization expression are
67    --  initialized to the value Empty_Set.
68
69    No_Element : constant Cursor;
70    --  Cursor objects declared without an initialization expression are
71    --  initialized to the value No_Element.
72
73    function Has_Element (Position : Cursor) return Boolean;
74    --  Equivalent to Position /= No_Element
75
76    package Set_Iterator_Interfaces is new
77      Ada.Iterator_Interfaces (Cursor, Has_Element);
78
79    function "=" (Left, Right : Set) return Boolean;
80    --  For each element in Left, set equality attempts to find the equal
81    --  element in Right; if a search fails, then set equality immediately
82    --  returns False. The search works by calling Hash to find the bucket in
83    --  the Right set that corresponds to the Left element. If the bucket is
84    --  non-empty, the search calls the generic formal element equality operator
85    --  to compare the element (in Left) to the element of each node in the
86    --  bucket (in Right); the search terminates when a matching node in the
87    --  bucket is found, or the nodes in the bucket are exhausted. (Note that
88    --  element equality is called here, not Equivalent_Elements. Set equality
89    --  is the only operation in which element equality is used. Compare set
90    --  equality to Equivalent_Sets, which does call Equivalent_Elements.)
91
92    function Equivalent_Sets (Left, Right : Set) return Boolean;
93    --  Similar to set equality, with the difference that the element in Left is
94    --  compared to the elements in Right using the generic formal
95    --  Equivalent_Elements operation instead of element equality.
96
97    function To_Set (New_Item : Element_Type) return Set;
98    --  Constructs a singleton set comprising New_Element. To_Set calls Hash to
99    --  determine the bucket for New_Item.
100
101    function Capacity (Container : Set) return Count_Type;
102    --  Returns the current capacity of the set. Capacity is the maximum length
103    --  before which rehashing in guaranteed not to occur.
104
105    procedure Reserve_Capacity (Container : in out Set; Capacity : Count_Type);
106    --  Adjusts the current capacity, by allocating a new buckets array. If the
107    --  requested capacity is less than the current capacity, then the capacity
108    --  is contracted (to a value not less than the current length). If the
109    --  requested capacity is greater than the current capacity, then the
110    --  capacity is expanded (to a value not less than what is requested). In
111    --  either case, the nodes are rehashed from the old buckets array onto the
112    --  new buckets array (Hash is called once for each existing element in
113    --  order to compute the new index), and then the old buckets array is
114    --  deallocated.
115
116    function Length (Container : Set) return Count_Type;
117    --  Returns the number of items in the set
118
119    function Is_Empty (Container : Set) return Boolean;
120    --  Equivalent to Length (Container) = 0
121
122    procedure Clear (Container : in out Set);
123    --  Removes all of the items from the set
124
125    function Element (Position : Cursor) return Element_Type;
126    --  Returns the element of the node designated by the cursor
127
128    procedure Replace_Element
129      (Container : in out Set;
130       Position  : Cursor;
131       New_Item  : Element_Type);
132    --  If New_Item is equivalent (as determined by calling Equivalent_Elements)
133    --  to the element of the node designated by Position, then New_Element is
134    --  assigned to that element. Otherwise, it calls Hash to determine the
135    --  bucket for New_Item. If the bucket is not empty, then it calls
136    --  Equivalent_Elements for each node in that bucket to determine whether
137    --  New_Item is equivalent to an element in that bucket. If
138    --  Equivalent_Elements returns True then Program_Error is raised (because
139    --  an element may appear only once in the set); otherwise, New_Item is
140    --  assigned to the node designated by Position, and the node is moved to
141    --  its new bucket.
142
143    procedure Query_Element
144      (Position : Cursor;
145       Process  : not null access procedure (Element : Element_Type));
146    --  Calls Process with the element (having only a constant view) of the node
147    --  designed by the cursor.
148
149    type Constant_Reference_Type
150      (Element : not null access constant Element_Type) is private
151         with Implicit_Dereference => Element;
152
153    function Constant_Reference
154      (Container : aliased Set;
155       Position  : Cursor) return Constant_Reference_Type;
156    pragma Inline (Constant_Reference);
157
158    procedure Assign (Target : in out Set; Source : Set);
159
160    function Copy (Source : Set; Capacity : Count_Type := 0) return Set;
161
162    procedure Move (Target : in out Set; Source : in out Set);
163    --  Clears Target (if it's not empty), and then moves (not copies) the
164    --  buckets array and nodes from Source to Target.
165
166    procedure Insert
167      (Container : in out Set;
168       New_Item  : Element_Type;
169       Position  : out Cursor;
170       Inserted  : out Boolean);
171    --  Conditionally inserts New_Item into the set. If New_Item is already in
172    --  the set, then Inserted returns False and Position designates the node
173    --  containing the existing element (which is not modified). If New_Item is
174    --  not already in the set, then Inserted returns True and Position
175    --  designates the newly-inserted node containing New_Item. The search for
176    --  an existing element works as follows. Hash is called to determine
177    --  New_Item's bucket; if the bucket is non-empty, then Equivalent_Elements
178    --  is called to compare New_Item to the element of each node in that
179    --  bucket. If the bucket is empty, or there were no equivalent elements in
180    --  the bucket, the search "fails" and the New_Item is inserted in the set
181    --  (and Inserted returns True); otherwise, the search "succeeds" (and
182    --  Inserted returns False).
183
184    procedure Insert  (Container : in out Set; New_Item : Element_Type);
185    --  Attempts to insert New_Item into the set, performing the usual insertion
186    --  search (which involves calling both Hash and Equivalent_Elements); if
187    --  the search succeeds (New_Item is equivalent to an element already in the
188    --  set, and so was not inserted), then this operation raises
189    --  Constraint_Error. (This version of Insert is similar to Replace, but
190    --  having the opposite exception behavior. It is intended for use when you
191    --  want to assert that the item is not already in the set.)
192
193    procedure Include (Container : in out Set; New_Item : Element_Type);
194    --  Attempts to insert New_Item into the set. If an element equivalent to
195    --  New_Item is already in the set (the insertion search succeeded, and
196    --  hence New_Item was not inserted), then the value of New_Item is assigned
197    --  to the existing element. (This insertion operation only raises an
198    --  exception if cursor tampering occurs. It is intended for use when you
199    --  want to insert the item in the set, and you don't care whether an
200    --  equivalent element is already present.)
201
202    procedure Replace (Container : in out Set; New_Item : Element_Type);
203    --  Searches for New_Item in the set; if the search fails (because an
204    --  equivalent element was not in the set), then it raises
205    --  Constraint_Error. Otherwise, the existing element is assigned the value
206    --  New_Item. (This is similar to Insert, but with the opposite exception
207    --  behavior. It is intended for use when you want to assert that the item
208    --  is already in the set.)
209
210    procedure Exclude (Container : in out Set; Item : Element_Type);
211    --  Searches for Item in the set, and if found, removes its node from the
212    --  set and then deallocates it. The search works as follows. The operation
213    --  calls Hash to determine the item's bucket; if the bucket is not empty,
214    --  it calls Equivalent_Elements to compare Item to the element of each node
215    --  in the bucket. (This is the deletion analog of Include. It is intended
216    --  for use when you want to remove the item from the set, but don't care
217    --  whether the item is already in the set.)
218
219    procedure Delete  (Container : in out Set; Item : Element_Type);
220    --  Searches for Item in the set (which involves calling both Hash and
221    --  Equivalent_Elements). If the search fails, then the operation raises
222    --  Constraint_Error. Otherwise it removes the node from the set and then
223    --  deallocates it. (This is the deletion analog of non-conditional
224    --  Insert. It is intended for use when you want to assert that the item is
225    --  already in the set.)
226
227    procedure Delete (Container : in out Set; Position : in out Cursor);
228    --  Removes the node designated by Position from the set, and then
229    --  deallocates the node. The operation calls Hash to determine the bucket,
230    --  and then compares Position to each node in the bucket until there's a
231    --  match (it does not call Equivalent_Elements).
232
233    procedure Union (Target : in out Set; Source : Set);
234    --  The operation first calls Reserve_Capacity if the current capacity is
235    --  less than the sum of the lengths of Source and Target. It then iterates
236    --  over the Source set, and conditionally inserts each element into Target.
237
238    function Union (Left, Right : Set) return Set;
239    --  The operation first copies the Left set to the result, and then iterates
240    --  over the Right set to conditionally insert each element into the result.
241
242    function "or" (Left, Right : Set) return Set renames Union;
243
244    procedure Intersection (Target : in out Set; Source : Set);
245    --  Iterates over the Target set (calling First and Next), calling Find to
246    --  determine whether the element is in Source. If an equivalent element is
247    --  not found in Source, the element is deleted from Target.
248
249    function Intersection (Left, Right : Set) return Set;
250    --  Iterates over the Left set, calling Find to determine whether the
251    --  element is in Right. If an equivalent element is found, it is inserted
252    --  into the result set.
253
254    function "and" (Left, Right : Set) return Set renames Intersection;
255
256    procedure Difference (Target : in out Set; Source : Set);
257    --  Iterates over the Source (calling First and Next), calling Find to
258    --  determine whether the element is in Target. If an equivalent element is
259    --  found, it is deleted from Target.
260
261    function Difference (Left, Right : Set) return Set;
262    --  Iterates over the Left set, calling Find to determine whether the
263    --  element is in the Right set. If an equivalent element is not found, the
264    --  element is inserted into the result set.
265
266    function "-" (Left, Right : Set) return Set renames Difference;
267
268    procedure Symmetric_Difference (Target : in out Set; Source : Set);
269    --  The operation first calls Reserve_Capacity if the current capacity is
270    --  less than the sum of the lengths of Source and Target. It then iterates
271    --  over the Source set, searching for the element in Target (calling Hash
272    --  and Equivalent_Elements). If an equivalent element is found, it is
273    --  removed from Target; otherwise it is inserted into Target.
274
275    function Symmetric_Difference (Left, Right : Set) return Set;
276    --  The operation first iterates over the Left set. It calls Find to
277    --  determine whether the element is in the Right set. If no equivalent
278    --  element is found, the element from Left is inserted into the result. The
279    --  operation then iterates over the Right set, to determine whether the
280    --  element is in the Left set. If no equivalent element is found, the Right
281    --  element is inserted into the result.
282
283    function "xor" (Left, Right : Set) return Set
284      renames Symmetric_Difference;
285
286    function Overlap (Left, Right : Set) return Boolean;
287    --  Iterates over the Left set (calling First and Next), calling Find to
288    --  determine whether the element is in the Right set. If an equivalent
289    --  element is found, the operation immediately returns True. The operation
290    --  returns False if the iteration over Left terminates without finding any
291    --  equivalent element in Right.
292
293    function Is_Subset (Subset : Set; Of_Set : Set) return Boolean;
294    --  Iterates over Subset (calling First and Next), calling Find to determine
295    --  whether the element is in Of_Set. If no equivalent element is found in
296    --  Of_Set, the operation immediately returns False. The operation returns
297    --  True if the iteration over Subset terminates without finding an element
298    --  not in Of_Set (that is, every element in Subset is equivalent to an
299    --  element in Of_Set).
300
301    function First (Container : Set) return Cursor;
302    --  Returns a cursor that designates the first non-empty bucket, by
303    --  searching from the beginning of the buckets array.
304
305    function Next (Position : Cursor) return Cursor;
306    --  Returns a cursor that designates the node that follows the current one
307    --  designated by Position. If Position designates the last node in its
308    --  bucket, the operation calls Hash to compute the index of this bucket,
309    --  and searches the buckets array for the first non-empty bucket, starting
310    --  from that index; otherwise, it simply follows the link to the next node
311    --  in the same bucket.
312
313    procedure Next (Position : in out Cursor);
314    --  Equivalent to Position := Next (Position)
315
316    function Find
317      (Container : Set;
318       Item      : Element_Type) return Cursor;
319    --  Searches for Item in the set. Find calls Hash to determine the item's
320    --  bucket; if the bucket is not empty, it calls Equivalent_Elements to
321    --  compare Item to each element in the bucket. If the search succeeds, Find
322    --  returns a cursor designating the node containing the equivalent element;
323    --  otherwise, it returns No_Element.
324
325    function Contains (Container : Set; Item : Element_Type) return Boolean;
326    --  Equivalent to Find (Container, Item) /= No_Element
327
328    function Equivalent_Elements (Left, Right : Cursor) return Boolean;
329    --  Returns the result of calling Equivalent_Elements with the elements of
330    --  the nodes designated by cursors Left and Right.
331
332    function Equivalent_Elements
333      (Left  : Cursor;
334       Right : Element_Type) return Boolean;
335    --  Returns the result of calling Equivalent_Elements with element of the
336    --  node designated by Left and element Right.
337
338    function Equivalent_Elements
339      (Left  : Element_Type;
340       Right : Cursor) return Boolean;
341    --  Returns the result of calling Equivalent_Elements with element Left and
342    --  the element of the node designated by Right.
343
344    procedure Iterate
345      (Container : Set;
346       Process   : not null access procedure (Position : Cursor));
347    --  Calls Process for each node in the set
348
349    function Iterate
350      (Container : Set) return Set_Iterator_Interfaces.Forward_Iterator'Class;
351
352    generic
353       type Key_Type (<>) is private;
354
355       with function Key (Element : Element_Type) return Key_Type;
356
357       with function Hash (Key : Key_Type) return Hash_Type;
358
359       with function Equivalent_Keys (Left, Right : Key_Type) return Boolean;
360
361    package Generic_Keys is
362
363       function Key (Position : Cursor) return Key_Type;
364       --  Applies generic formal operation Key to the element of the node
365       --  designated by Position.
366
367       function Element (Container : Set; Key : Key_Type) return Element_Type;
368       --  Searches (as per the key-based Find) for the node containing Key, and
369       --  returns the associated element.
370
371       procedure Replace
372         (Container : in out Set;
373          Key       : Key_Type;
374          New_Item  : Element_Type);
375       --  Searches (as per the key-based Find) for the node containing Key, and
376       --  then replaces the element of that node (as per the element-based
377       --  Replace_Element).
378
379       procedure Exclude (Container : in out Set; Key : Key_Type);
380       --  Searches for Key in the set, and if found, removes its node from the
381       --  set and then deallocates it. The search works by first calling Hash
382       --  (on Key) to determine the bucket; if the bucket is not empty, it
383       --  calls Equivalent_Keys to compare parameter Key to the value of
384       --  generic formal operation Key applied to element of each node in the
385       --  bucket.
386
387       procedure Delete (Container : in out Set; Key : Key_Type);
388       --  Deletes the node containing Key as per Exclude, with the difference
389       --  that Constraint_Error is raised if Key is not found.
390
391       function Find (Container : Set; Key : Key_Type) return Cursor;
392       --  Searches for the node containing Key, and returns a cursor
393       --  designating the node. The search works by first calling Hash (on Key)
394       --  to determine the bucket. If the bucket is not empty, the search
395       --  compares Key to the element of each node in the bucket, and returns
396       --  the matching node. The comparison itself works by applying the
397       --  generic formal Key operation to the element of the node, and then
398       --  calling generic formal operation Equivalent_Keys.
399
400       function Contains (Container : Set; Key : Key_Type) return Boolean;
401       --  Equivalent to Find (Container, Key) /= No_Element
402
403       procedure Update_Element_Preserving_Key
404         (Container : in out Set;
405          Position  : Cursor;
406          Process   : not null access
407                        procedure (Element : in out Element_Type));
408       --  Calls Process with the element of the node designated by Position,
409       --  but with the restriction that the key-value of the element is not
410       --  modified. The operation first makes a copy of the value returned by
411       --  applying generic formal operation Key on the element of the node, and
412       --  then calls Process with the element. The operation verifies that the
413       --  key-part has not been modified by calling generic formal operation
414       --  Equivalent_Keys to compare the saved key-value to the value returned
415       --  by applying generic formal operation Key to the post-Process value of
416       --  element. If the key values compare equal then the operation
417       --  completes. Otherwise, the node is removed from the set and
418       --  Program_Error is raised.
419
420       type Reference_Type (Element : not null access Element_Type) is private
421         with Implicit_Dereference => Element;
422
423       function Reference_Preserving_Key
424         (Container : aliased in out Set;
425          Position  : Cursor) return Reference_Type;
426
427       function Constant_Reference
428         (Container : aliased Set;
429          Key       : Key_Type) return Constant_Reference_Type;
430
431       function Reference_Preserving_Key
432         (Container : aliased in out Set;
433          Key       : Key_Type) return Reference_Type;
434
435    private
436       type Reference_Type (Element : not null access Element_Type)
437          is null record;
438
439       use Ada.Streams;
440
441       procedure Read
442         (Stream : not null access Root_Stream_Type'Class;
443          Item   : out Reference_Type);
444
445       for Reference_Type'Read use Read;
446
447       procedure Write
448         (Stream : not null access Root_Stream_Type'Class;
449          Item   : Reference_Type);
450
451       for Reference_Type'Write use Write;
452
453    end Generic_Keys;
454
455 private
456    pragma Inline (Next);
457
458    type Node_Type;
459    type Node_Access is access Node_Type;
460
461    type Node_Type is limited record
462       Element : aliased Element_Type;
463       Next    : Node_Access;
464    end record;
465
466    package HT_Types is
467      new Hash_Tables.Generic_Hash_Table_Types (Node_Type, Node_Access);
468
469    type Set is new Ada.Finalization.Controlled with record
470       HT : HT_Types.Hash_Table_Type;
471    end record;
472
473    overriding procedure Adjust (Container : in out Set);
474
475    overriding procedure Finalize (Container : in out Set);
476
477    use HT_Types;
478    use Ada.Finalization;
479    use Ada.Streams;
480
481    procedure Write
482      (Stream    : not null access Root_Stream_Type'Class;
483       Container : Set);
484
485    for Set'Write use Write;
486
487    procedure Read
488      (Stream    : not null access Root_Stream_Type'Class;
489       Container : out Set);
490
491    for Set'Read use Read;
492
493    type Set_Access is access all Set;
494    for Set_Access'Storage_Size use 0;
495
496    type Cursor is record
497       Container : Set_Access;
498       Node      : Node_Access;
499    end record;
500
501    procedure Write
502      (Stream : not null access Root_Stream_Type'Class;
503       Item   : Cursor);
504
505    for Cursor'Write use Write;
506
507    procedure Read
508      (Stream : not null access Root_Stream_Type'Class;
509       Item   : out Cursor);
510
511    for Cursor'Read use Read;
512
513    type Reference_Control_Type is
514       new Controlled with record
515          Container : Set_Access;
516       end record;
517
518    overriding procedure Adjust (Control : in out Reference_Control_Type);
519    pragma Inline (Adjust);
520
521    overriding procedure Finalize (Control : in out Reference_Control_Type);
522    pragma Inline (Finalize);
523
524    type Constant_Reference_Type
525      (Element : not null access constant Element_Type) is
526       record
527          Control : Reference_Control_Type;
528       end record;
529
530    procedure Read
531      (Stream : not null access Root_Stream_Type'Class;
532       Item   : out Constant_Reference_Type);
533
534    for Constant_Reference_Type'Read use Read;
535
536    procedure Write
537      (Stream : not null access Root_Stream_Type'Class;
538       Item   : Constant_Reference_Type);
539
540    for Constant_Reference_Type'Write use Write;
541
542    Empty_Set : constant Set := (Controlled with HT => (null, 0, 0, 0));
543
544    No_Element : constant Cursor := (Container => null, Node => null);
545
546 end Ada.Containers.Hashed_Sets;