OSDN Git Service

gcc/ada/
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / ada / a-cihase.ads
1 ------------------------------------------------------------------------------
2 --                                                                          --
3 --                         GNAT LIBRARY COMPONENTS                          --
4 --                                                                          --
5 --                      A D A . C O N T A I N E R S .                       --
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7 --                                                                          --
8 --                                 S p e c                                  --
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11 --                                                                          --
12 -- This specification is derived from the Ada Reference Manual for use with --
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25 -- Boston, MA 02110-1301, USA.                                              --
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27 -- As a special exception,  if other files  instantiate  generics from this --
28 -- unit, or you link  this unit with other files  to produce an executable, --
29 -- this  unit  does not  by itself cause  the resulting  executable  to  be --
30 -- covered  by the  GNU  General  Public  License.  This exception does not --
31 -- however invalidate  any other reasons why  the executable file  might be --
32 -- covered by the  GNU Public License.                                      --
33 --                                                                          --
34 -- This unit was originally developed by Matthew J Heaney.                  --
35 ------------------------------------------------------------------------------
36
37 with Ada.Containers.Hash_Tables;
38 with Ada.Streams;
39 with Ada.Finalization;
40
41 generic
42    type Element_Type (<>) is private;
43
44    with function Hash (Element : Element_Type) return Hash_Type;
45
46    with function Equivalent_Elements (Left, Right : Element_Type)
47                                      return Boolean;
48
49    with function "=" (Left, Right : Element_Type) return Boolean is <>;
50
51 package Ada.Containers.Indefinite_Hashed_Sets is
52    pragma Preelaborate;
53    pragma Remote_Types;
54
55    type Set is tagged private;
56    pragma Preelaborable_Initialization (Set);
57
58    type Cursor is private;
59    pragma Preelaborable_Initialization (Cursor);
60
61    Empty_Set : constant Set;
62    --  Set objects declared without an initialization expression are
63    --  initialized to the value Empty_Set.
64
65    No_Element : constant Cursor;
66    --  Cursor objects declared without an initialization expression are
67    --  initialized to the value No_Element.
68
69    function "=" (Left, Right : Set) return Boolean;
70    --  For each element in Left, set equality attempts to find the equal
71    --  element in Right; if a search fails, then set equality immediately
72    --  returns False. The search works by calling Hash to find the bucket in
73    --  the Right set that corresponds to the Left element. If the bucket is
74    --  non-empty, the search calls the generic formal element equality operator
75    --  to compare the element (in Left) to the element of each node in the
76    --  bucket (in Right); the search terminates when a matching node in the
77    --  bucket is found, or the nodes in the bucket are exhausted. (Note that
78    --  element equality is called here, not Equivalent_Elements. Set equality
79    --  is the only operation in which element equality is used. Compare set
80    --  equality to Equivalent_Sets, which does call Equivalent_Elements.)
81
82    function Equivalent_Sets (Left, Right : Set) return Boolean;
83    --  Similar to set equality, with the difference that the element in Left is
84    --  compared to the elements in Right using the generic formal
85    --  Equivalent_Elements operation instead of element equality.
86
87    function To_Set (New_Item : Element_Type) return Set;
88    --  Constructs a singleton set comprising New_Element. To_Set calls Hash to
89    --  determine the bucket for New_Item.
90
91    function Capacity (Container : Set) return Count_Type;
92    --  Returns the current capacity of the set. Capacity is the maximum length
93    --  before which rehashing in guaranteed not to occur.
94
95    procedure Reserve_Capacity (Container : in out Set; Capacity : Count_Type);
96    --  Adjusts the current capacity, by allocating a new buckets array. If the
97    --  requested capacity is less than the current capacity, then the capacity
98    --  is contracted (to a value not less than the current length). If the
99    --  requested capacity is greater than the current capacity, then the
100    --  capacity is expanded (to a value not less than what is requested). In
101    --  either case, the nodes are rehashed from the old buckets array onto the
102    --  new buckets array (Hash is called once for each existing element in
103    --  order to compute the new index), and then the old buckets array is
104    --  deallocated.
105
106    function Length (Container : Set) return Count_Type;
107    --  Returns the number of items in the set
108
109    function Is_Empty (Container : Set) return Boolean;
110    --  Equivalent to Length (Container) = 0
111
112    procedure Clear (Container : in out Set);
113    --  Removes all of the items from the set
114
115    function Element (Position : Cursor) return Element_Type;
116    --  Returns the element of the node designated by the cursor
117
118    procedure Replace_Element
119      (Container : in out Set;
120       Position  : Cursor;
121       New_Item  : Element_Type);
122    --  If New_Item is equivalent (as determined by calling Equivalent_Elements)
123    --  to the element of the node designated by Position, then New_Element is
124    --  assigned to that element. Otherwise, it calls Hash to determine the
125    --  bucket for New_Item. If the bucket is not empty, then it calls
126    --  Equivalent_Elements for each node in that bucket to determine whether
127    --  New_Item is equivalent to an element in that bucket. If
128    --  Equivalent_Elements returns True then Program_Error is raised (because
129    --  an element may appear only once in the set); otherwise, New_Item is
130    --  assigned to the node designated by Position, and the node is moved to
131    --  its new bucket.
132
133    procedure Query_Element
134      (Position : Cursor;
135       Process  : not null access procedure (Element : Element_Type));
136    --  Calls Process with the element (having only a constant view) of the node
137    --  designed by the cursor.
138
139    procedure Move (Target : in out Set; Source : in out Set);
140    --  Clears Target (if it's not empty), and then moves (not copies) the
141    --  buckets array and nodes from Source to Target.
142
143    procedure Insert
144      (Container : in out Set;
145       New_Item  : Element_Type;
146       Position  : out Cursor;
147       Inserted  : out Boolean);
148    --  Conditionally inserts New_Item into the set. If New_Item is already in
149    --  the set, then Inserted returns False and Position designates the node
150    --  containing the existing element (which is not modified). If New_Item is
151    --  not already in the set, then Inserted returns True and Position
152    --  designates the newly-inserted node containing New_Item. The search for
153    --  an existing element works as follows. Hash is called to determine
154    --  New_Item's bucket; if the bucket is non-empty, then Equivalent_Elements
155    --  is called to compare New_Item to the element of each node in that
156    --  bucket. If the bucket is empty, or there were no equivalent elements in
157    --  the bucket, the search "fails" and the New_Item is inserted in the set
158    --  (and Inserted returns True); otherwise, the search "succeeds" (and
159    --  Inserted returns False).
160
161    procedure Insert  (Container : in out Set; New_Item : Element_Type);
162    --  Attempts to insert New_Item into the set, performing the usual insertion
163    --  search (which involves calling both Hash and Equivalent_Elements); if
164    --  the search succeeds (New_Item is equivalent to an element already in the
165    --  set, and so was not inserted), then this operation raises
166    --  Constraint_Error. (This version of Insert is similar to Replace, but
167    --  having the opposite exception behavior. It is intended for use when you
168    --  want to assert that the item is not already in the set.)
169
170    procedure Include (Container : in out Set; New_Item : Element_Type);
171    --  Attempts to insert New_Item into the set. If an element equivalent to
172    --  New_Item is already in the set (the insertion search succeeded, and
173    --  hence New_Item was not inserted), then the value of New_Item is assigned
174    --  to the existing element. (This insertion operation only raises an
175    --  exception if cursor tampering occurs. It is intended for use when you
176    --  want to insert the item in the set, and you don't care whether an
177    --  equivalent element is already present.)
178
179    procedure Replace (Container : in out Set; New_Item : Element_Type);
180    --  Searches for New_Item in the set; if the search fails (because an
181    --  equivalent element was not in the set), then it raises
182    --  Constraint_Error. Otherwise, the existing element is assigned the value
183    --  New_Item. (This is similar to Insert, but with the opposite exception
184    --  behavior. It is intended for use when you want to assert that the item
185    --  is already in the set.)
186
187    procedure Exclude (Container : in out Set; Item : Element_Type);
188    --  Searches for Item in the set, and if found, removes its node from the
189    --  set and then deallocates it. The search works as follows. The operation
190    --  calls Hash to determine the item's bucket; if the bucket is not empty,
191    --  it calls Equivalent_Elements to compare Item to the element of each node
192    --  in the bucket. (This is the deletion analog of Include. It is intended
193    --  for use when you want to remove the item from the set, but don't care
194    --  whether the item is already in the set.)
195
196    procedure Delete  (Container : in out Set; Item : Element_Type);
197    --  Searches for Item in the set (which involves calling both Hash and
198    --  Equivalent_Elements). If the search fails, then the operation raises
199    --  Constraint_Error. Otherwise it removes the node from the set and then
200    --  deallocates it. (This is the deletion analog of non-conditional
201    --  Insert. It is intended for use when you want to assert that the item is
202    --  already in the set.)
203
204    procedure Delete (Container : in out Set; Position  : in out Cursor);
205    --  Removes the node designated by Position from the set, and then
206    --  deallocates the node. The operation calls Hash to determine the bucket,
207    --  and then compares Position to each node in the bucket until there's a
208    --  match (it does not call Equivalent_Elements).
209
210    procedure Union (Target : in out Set; Source : Set);
211    --  The operation first calls Reserve_Capacity if the current capacity is
212    --  less than the sum of the lengths of Source and Target. It then iterates
213    --  over the Source set, and conditionally inserts each element into Target.
214
215    function Union (Left, Right : Set) return Set;
216    --  The operation first copies the Left set to the result, and then iterates
217    --  over the Right set to conditionally insert each element into the result.
218
219    function "or" (Left, Right : Set) return Set renames Union;
220
221    procedure Intersection (Target : in out Set; Source : Set);
222    --  Iterates over the Target set (calling First and Next), calling Find to
223    --  determine whether the element is in Source. If an equivalent element is
224    --  not found in Source, the element is deleted from Target.
225
226    function Intersection (Left, Right : Set) return Set;
227    --  Iterates over the Left set, calling Find to determine whether the
228    --  element is in Right. If an equivalent element is found, it is inserted
229    --  into the result set.
230
231    function "and" (Left, Right : Set) return Set renames Intersection;
232
233    procedure Difference (Target : in out Set; Source : Set);
234    --  Iterates over the Source (calling First and Next), calling Find to
235    --  determine whether the element is in Target. If an equivalent element is
236    --  found, it is deleted from Target.
237
238    function Difference (Left, Right : Set) return Set;
239    --  Iterates over the Left set, calling Find to determine whether the
240    --  element is in the Right set. If an equivalent element is not found, the
241    --  element is inserted into the result set.
242
243    function "-" (Left, Right : Set) return Set renames Difference;
244
245    procedure Symmetric_Difference (Target : in out Set; Source : Set);
246    --  The operation first calls Reserve_Capacity if the current capacity is
247    --  less than the sum of the lengths of Source and Target. It then iterates
248    --  over the Source set, searching for the element in Target (calling Hash
249    --  and Equivalent_Elements). If an equivalent element is found, it is
250    --  removed from Target; otherwise it is inserted into Target.
251
252    function Symmetric_Difference (Left, Right : Set) return Set;
253    --  The operation first iterates over the Left set. It calls Find to
254    --  determine whether the element is in the Right set. If no equivalent
255    --  element is found, the element from Left is inserted into the result. The
256    --  operation then iterates over the Right set, to determine whether the
257    --  element is in the Left set. If no equivalent element is found, the Right
258    --  element is inserted into the result.
259
260    function "xor" (Left, Right : Set) return Set
261      renames Symmetric_Difference;
262
263    function Overlap (Left, Right : Set) return Boolean;
264    --  Iterates over the Left set (calling First and Next), calling Find to
265    --  determine whether the element is in the Right set. If an equivalent
266    --  element is found, the operation immediately returns True. The operation
267    --  returns False if the iteration over Left terminates without finding any
268    --  equivalent element in Right.
269
270    function Is_Subset (Subset : Set; Of_Set : Set) return Boolean;
271    --  Iterates over Subset (calling First and Next), calling Find to determine
272    --  whether the element is in Of_Set. If no equivalent element is found in
273    --  Of_Set, the operation immediately returns False. The operation returns
274    --  True if the iteration over Subset terminates without finding an element
275    --  not in Of_Set (that is, every element in Subset is equivalent to an
276    --  element in Of_Set).
277
278    function First (Container : Set) return Cursor;
279    --  Returns a cursor that designates the first non-empty bucket, by
280    --  searching from the beginning of the buckets array.
281
282    function Next (Position : Cursor) return Cursor;
283    --  Returns a cursor that designates the node that follows the current one
284    --  designated by Position. If Position designates the last node in its
285    --  bucket, the operation calls Hash to compute the index of this bucket,
286    --  and searches the buckets array for the first non-empty bucket, starting
287    --  from that index; otherwise, it simply follows the link to the next node
288    --  in the same bucket.
289
290    procedure Next (Position : in out Cursor);
291    --  Equivalent to Position := Next (Position)
292
293    function Find (Container : Set; Item : Element_Type) return Cursor;
294    --  Searches for Item in the set. Find calls Hash to determine the item's
295    --  bucket; if the bucket is not empty, it calls Equivalent_Elements to
296    --  compare Item to each element in the bucket. If the search succeeds, Find
297    --  returns a cursor designating the node containing the equivalent element;
298    --  otherwise, it returns No_Element.
299
300    function Contains (Container : Set; Item : Element_Type) return Boolean;
301    --  Equivalent to Find (Container, Item) /= No_Element
302
303    function Has_Element (Position : Cursor) return Boolean;
304    --  Equivalent to Position /= No_Element
305
306    function Equivalent_Elements (Left, Right : Cursor) return Boolean;
307    --  Returns the result of calling Equivalent_Elements with the elements of
308    --  the nodes designated by cursors Left and Right.
309
310    function Equivalent_Elements
311      (Left  : Cursor;
312       Right : Element_Type) return Boolean;
313    --  Returns the result of calling Equivalent_Elements with element of the
314    --  node designated by Left and element Right.
315
316    function Equivalent_Elements
317      (Left  : Element_Type;
318       Right : Cursor) return Boolean;
319    --  Returns the result of calling Equivalent_Elements with element Left and
320    --  the element of the node designated by Right.
321
322    procedure Iterate
323      (Container : Set;
324       Process   : not null access procedure (Position : Cursor));
325    --  Calls Process for each node in the set
326
327    generic
328       type Key_Type (<>) is private;
329
330       with function Key (Element : Element_Type) return Key_Type;
331
332       with function Hash (Key : Key_Type) return Hash_Type;
333
334       with function Equivalent_Keys (Left, Right : Key_Type) return Boolean;
335
336    package Generic_Keys is
337
338       function Key (Position : Cursor) return Key_Type;
339       --  Applies generic formal operation Key to the element of the node
340       --  designated by Position.
341
342       function Element (Container : Set; Key : Key_Type) return Element_Type;
343       --  Searches (as per the key-based Find) for the node containing Key, and
344       --  returns the associated element.
345
346       procedure Replace
347         (Container : in out Set;
348          Key       : Key_Type;
349          New_Item  : Element_Type);
350       --  Searches (as per the key-based Find) for the node containing Key, and
351       --  then replaces the element of that node (as per the element-based
352       --  Replace_Element).
353
354       procedure Exclude (Container : in out Set; Key : Key_Type);
355       --  Searches for Key in the set, and if found, removes its node from the
356       --  set and then deallocates it. The search works by first calling Hash
357       --  (on Key) to determine the bucket; if the bucket is not empty, it
358       --  calls Equivalent_Keys to compare parameter Key to the value of
359       --  generic formal operation Key applied to element of each node in the
360       --  bucket.
361
362       procedure Delete (Container : in out Set; Key : Key_Type);
363       --  Deletes the node containing Key as per Exclude, with the difference
364       --  that Constraint_Error is raised if Key is not found.
365
366       function Find (Container : Set; Key : Key_Type) return Cursor;
367       --  Searches for the node containing Key, and returns a cursor
368       --  designating the node. The search works by first calling Hash (on Key)
369       --  to determine the bucket. If the bucket is not empty, the search
370       --  compares Key to the element of each node in the bucket, and returns
371       --  the matching node. The comparison itself works by applying the
372       --  generic formal Key operation to the element of the node, and then
373       --  calling generic formal operation Equivalent_Keys.
374
375       function Contains (Container : Set; Key : Key_Type) return Boolean;
376       --  Equivalent to Find (Container, Key) /= No_Element
377
378       procedure Update_Element_Preserving_Key
379         (Container : in out Set;
380          Position  : Cursor;
381          Process   : not null access
382                        procedure (Element : in out Element_Type));
383       --  Calls Process with the element of the node designated by Position,
384       --  but with the restriction that the key-value of the element is not
385       --  modified. The operation first makes a copy of the value returned by
386       --  applying generic formal operation Key on the element of the node, and
387       --  then calls Process with the element. The operation verifies that the
388       --  key-part has not been modified by calling generic formal operation
389       --  Equivalent_Keys to compare the saved key-value to the value returned
390       --  by applying generic formal operation Key to the post-Process value of
391       --  element. If the key values compare equal then the operation
392       --  completes. Otherwise, the node is removed from the map and
393       --  Program_Error is raised.
394
395    end Generic_Keys;
396
397 private
398
399    pragma Inline (Next);
400
401    type Node_Type;
402    type Node_Access is access Node_Type;
403
404    type Element_Access is access Element_Type;
405
406    type Node_Type is
407       limited record
408          Element : Element_Access;
409          Next    : Node_Access;
410       end record;
411
412    package HT_Types is new Hash_Tables.Generic_Hash_Table_Types
413      (Node_Type,
414       Node_Access);
415
416    type Set is new Ada.Finalization.Controlled with record
417       HT : HT_Types.Hash_Table_Type;
418    end record;
419
420    procedure Adjust (Container : in out Set);
421
422    procedure Finalize (Container : in out Set);
423
424    use HT_Types;
425    use Ada.Finalization;
426    use Ada.Streams;
427
428    type Set_Access is access all Set;
429    for Set_Access'Storage_Size use 0;
430
431    type Cursor is
432       record
433          Container : Set_Access;
434          Node      : Node_Access;
435       end record;
436
437    procedure Write
438      (Stream : not null access Root_Stream_Type'Class;
439       Item   : Cursor);
440
441    for Cursor'Write use Write;
442
443    procedure Read
444      (Stream : not null access Root_Stream_Type'Class;
445       Item   : out Cursor);
446
447    for Cursor'Read use Read;
448
449    No_Element : constant Cursor :=
450                   (Container => null,
451                    Node      => null);
452
453    procedure Write
454      (Stream    : not null access Root_Stream_Type'Class;
455       Container : Set);
456
457    for Set'Write use Write;
458
459    procedure Read
460      (Stream    : not null access Root_Stream_Type'Class;
461       Container : out Set);
462
463    for Set'Read use Read;
464
465    Empty_Set : constant Set := (Controlled with HT => (null, 0, 0, 0));
466
467 end Ada.Containers.Indefinite_Hashed_Sets;