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