libstdc++-v3/include/bits/forward_list.h

   1 // <forward_list.h> -*- C++ -*-
   2
   3 // Copyright (C) 2008, 2009 Free Software Foundation, Inc.
   4 //
   5 // This file is part of the GNU ISO C++ Library.  This library is free
   6 // software; you can redistribute it and/or modify it under the
   7 // terms of the GNU General Public License as published by the
   8 // Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
   9 // any later version.
  10
  11 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
  12 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14 // GNU General Public License for more details.
  15
  16 // You should have received a copy of the GNU General Public License
  17 // along with this library; see the file COPYING.  If not, write to
  18 // the Free Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor,
  19 // Boston, MA 02110-1301, USA.
  20
  21 // As a special exception, you may use this file as part of a free software
  22 // library without restriction.  Specifically, if other files instantiate
  23 // templates or use macros or inline functions from this file, or you compile
  24 // this file and link it with other files to produce an executable, this
  25 // file does not by itself cause the resulting executable to be covered by
  26 // the GNU General Public License.  This exception does not however
  27 // invalidate any other reasons why the executable file might be covered by
  28 // the GNU General Public License.
  29
  30 /** @file forward_list.h
  31  *  This is a Standard C++ Library header.
  32  */
  33
  34 #ifndef _FORWARD_LIST_H
  35 #define _FORWARD_LIST_H 1
  36
  37 #pragma GCC system_header
  38
  39 #ifndef __GXX_EXPERIMENTAL_CXX0X__
  40 # include <c++0x_warning.h>
  41 #else
  42
  43 #include <memory>
  44 #include <initializer_list>
  45 #include <ext/cast.h>
  46
  47 _GLIBCXX_BEGIN_NAMESPACE(std)
  48
  49   using __gnu_cxx::__static_pointer_cast;
  50   using __gnu_cxx::__const_pointer_cast;
  51
  52   /**
  53    *  @brief  A helper basic node class for @forward_list.
  54    *          This is just a linked list with nothing inside it.
  55    *          There are purely list shuffling utility methods here.
  56    */
  57   template<typename _Alloc>
  58     struct _Fwd_list_node_base
  59     {
  60       // The type allocated by _Alloc cannot be this type, so we rebind
  61       typedef typename _Alloc::template rebind<_Fwd_list_node_base<_Alloc> >
  62         ::other::pointer        _Pointer;
  63       typedef typename _Alloc::template rebind<_Fwd_list_node_base<_Alloc> >
  64         ::other::const_pointer  _Const_pointer;
  65
  66       _Pointer _M_next;
  67
  68       _Fwd_list_node_base() : _M_next(0) { }
  69
  70       static void
  71       swap(_Fwd_list_node_base& __x, _Fwd_list_node_base& __y)
  72       { std::swap(__x._M_next, __y._M_next); }
  73
  74       void
  75       _M_transfer_after(_Pointer __bbegin, _Pointer __bend)
  76       {
  77         _Pointer __keep = __bbegin->_M_next;
  78         if (__bend)
  79           {
  80             __bbegin->_M_next = __bend->_M_next;
  81             __bend->_M_next = this->_M_next;
  82           }
  83         else
  84           __bbegin->_M_next = 0;
  85         this->_M_next = __keep;
  86       }
  87
  88       void
  89       _M_transfer_after(_Pointer __bbegin)
  90       {
  91         _Pointer __bend = __bbegin;
  92         while (__bend && __bend->_M_next)
  93           __bend = __bend->_M_next;
  94         _M_transfer_after(__bbegin, __bend);
  95       }
  96
  97       void
  98       _M_reverse_after()
  99       {
 100         _Pointer __tail = this->_M_next;
 101         if (!__tail)
 102           return;
 103         while (_Pointer __temp = __tail->_M_next)
 104           {
 105             _Pointer __keep = this->_M_next;
 106             this->_M_next = __temp;
 107             __tail->_M_next = __temp->_M_next;
 108             this->_M_next->_M_next = __keep;
 109           }
 110       }
 111     };
 112
 113   /**
 114    *  @brief  A helper node class for @forward_list.
 115    *          This is just a linked list with a data value in each node.
 116    *          There is a sorting utility method.
 117    */
 118   template<typename _Tp, typename _Alloc = std::allocator<_Tp> >
 119     struct _Fwd_list_node : public _Fwd_list_node_base<_Alloc>
 120     {
 121       typedef typename _Alloc::template rebind<_Fwd_list_node<_Tp, _Alloc> >
 122         ::other::pointer        _Pointer;
 123
 124       template<typename... _Args>
 125         _Fwd_list_node(_Args&&... __args)
 126         : _Fwd_list_node_base<_Alloc>(),
 127           _M_value(std::forward<_Args>(__args)...) { }
 128
 129       template<typename _Comp>
 130         void
 131         _M_sort_after(_Comp __comp);
 132
 133       _Tp _M_value;
 134     };
 135
 136   /**
 137    *   @brief A forward_list::iterator.
 138    *
 139    *   All the functions are op overloads.
 140    */
 141   template<typename _Tp, typename _Alloc = std::allocator<_Tp> >
 142     struct _Fwd_list_iterator
 143     {
 144       typedef _Fwd_list_iterator<_Tp, _Alloc>   _Self;
 145       typedef _Fwd_list_node<_Tp, _Alloc>       _Node;
 146       typedef _Fwd_list_node_base<_Alloc>       _Node_base;
 147
 148       typedef _Tp                               value_type;
 149       typedef typename _Alloc::pointer          pointer;
 150       typedef typename _Alloc::reference        reference;
 151       typedef typename _Alloc::difference_type  difference_type;
 152       typedef std::forward_iterator_tag         iterator_category;
 153
 154       _Fwd_list_iterator() : _M_node() { }
 155
 156       explicit
 157       _Fwd_list_iterator(typename _Node_base::_Pointer __n)
 158       : _M_node(__n) { }
 159
 160       reference
 161       operator*() const
 162       { return __static_pointer_cast<_Node*>(this->_M_node)->_M_value; }
 163
 164       pointer
 165       operator->() const
 166       { return &__static_pointer_cast<_Node*>(this->_M_node)->_M_value; }
 167
 168       _Self&
 169       operator++()
 170       {
 171         this->_M_node = this->_M_node->_M_next;
 172         return *this;
 173       }
 174
 175       _Self
 176       operator++(int)
 177       {
 178         _Self __tmp(*this);
 179         this->_M_node = this->_M_node->_M_next;
 180         return __tmp;
 181       }
 182
 183       bool
 184       operator==(const _Self& __x) const
 185       { return this->_M_node == __x._M_node; }
 186
 187       bool
 188       operator!=(const _Self& __x) const
 189       { return this->_M_node != __x._M_node; }
 190
 191       _Self
 192       _M_next() const
 193       {
 194         if (_M_node)
 195           return _Fwd_list_iterator(this->_M_node->_M_next);
 196         else
 197           return _Fwd_list_iterator(0);
 198       }
 199
 200       typename _Node_base::_Pointer _M_node;
 201     };
 202
 203   /**
 204    *   @brief A forward_list::const_iterator.
 205    *
 206    *   All the functions are op overloads.
 207    */
 208   template<typename _Tp, typename _Alloc = std::allocator<_Tp> >
 209     struct _Fwd_list_const_iterator
 210     {
 211       typedef _Fwd_list_const_iterator<_Tp, _Alloc>   _Self;
 212       typedef const _Fwd_list_node<_Tp, _Alloc>       _Node;
 213       typedef const _Fwd_list_node_base<_Alloc>       _Node_base;
 214       typedef _Fwd_list_iterator<_Tp, _Alloc>         iterator;
 215
 216       typedef _Tp                                     value_type;
 217       typedef typename _Alloc::const_pointer          pointer;
 218       typedef typename _Alloc::const_reference        reference;
 219       typedef typename _Alloc::difference_type        difference_type;
 220       typedef std::forward_iterator_tag               iterator_category;
 221
 222       _Fwd_list_const_iterator() : _M_node() { }
 223
 224       explicit
 225       _Fwd_list_const_iterator(typename _Node_base::_Const_pointer __n)
 226       : _M_node(__n) { }
 227
 228       _Fwd_list_const_iterator(const iterator& __iter)
 229       : _M_node(__iter._M_node) { }
 230
 231       reference
 232       operator*() const
 233       { return __static_pointer_cast<_Node*>(this->_M_node)->_M_value; }
 234
 235       pointer
 236       operator->() const
 237       { return &__static_pointer_cast<_Node*>(this->_M_node)->_M_value; }
 238
 239       _Self&
 240       operator++()
 241       {
 242         this->_M_node = this->_M_node->_M_next;
 243         return *this;
 244       }
 245
 246       _Self
 247       operator++(int)
 248       {
 249         _Self __tmp(*this);
 250         this->_M_node = this->_M_node->_M_next;
 251         return __tmp;
 252       }
 253
 254       bool
 255       operator==(const _Self& __x) const
 256       { return this->_M_node == __x._M_node; }
 257
 258       bool
 259       operator!=(const _Self& __x) const
 260       { return this->_M_node != __x._M_node; }
 261
 262       _Self
 263       _M_next() const
 264       {
 265         if (this->_M_node)
 266           return _Fwd_list_const_iterator(this->_M_node->_M_next);
 267         else
 268           return _Fwd_list_const_iterator(0);
 269       }
 270
 271       typename _Node_base::_Const_pointer _M_node;
 272     };
 273
 274   /**
 275    *  @brief  Forward list iterator equality comparison.
 276    */
 277   template<typename _Tp,class _Alloc>
 278     inline bool
 279     operator==(const _Fwd_list_iterator<_Tp, _Alloc>& __x,
 280                const _Fwd_list_const_iterator<_Tp, _Alloc>& __y)
 281     { return __x._M_node == __y._M_node; }
 282
 283   /**
 284    *  @brief  Forward list iterator inequality comparison.
 285    */
 286   template<typename _Tp,class _Alloc>
 287     inline bool
 288     operator!=(const _Fwd_list_iterator<_Tp, _Alloc>& __x,
 289                const _Fwd_list_const_iterator<_Tp, _Alloc>& __y)
 290     { return __x._M_node != __y._M_node; }
 291
 292   /**
 293    *  @brief  Base class for @forward_list.
 294    */
 295   template<typename _Tp, typename _Alloc = allocator<_Tp> >
 296     struct _Fwd_list_base
 297     {
 298     protected:
 299       typedef typename _Alloc::template rebind<_Tp>::other _Tp_alloc_type;
 300
 301       typedef typename _Alloc::template
 302         rebind<_Fwd_list_node<_Tp, _Tp_alloc_type>>::other _Node_alloc_type;
 303
 304       struct _Fwd_list_impl
 305       : public _Node_alloc_type
 306       {
 307         _Fwd_list_node_base<_Tp_alloc_type> _M_head;
 308
 309         _Fwd_list_impl()
 310         : _Node_alloc_type(), _M_head()
 311         { }
 312
 313         _Fwd_list_impl(const _Node_alloc_type& __a)
 314         : _Node_alloc_type(__a), _M_head()
 315         { }
 316       };
 317
 318       _Fwd_list_impl _M_impl;
 319
 320     public:
 321       typedef _Fwd_list_iterator<_Tp, _Tp_alloc_type>        iterator;
 322       typedef _Fwd_list_const_iterator<_Tp, _Tp_alloc_type>  const_iterator;
 323
 324       typedef _Fwd_list_node<_Tp, _Tp_alloc_type>            _Node;
 325       typedef _Fwd_list_node_base<_Tp_alloc_type>            _Node_base;
 326
 327       _Node_alloc_type&
 328       _M_get_Node_allocator()
 329       { return *static_cast<_Node_alloc_type*>(&this->_M_impl); }
 330
 331       const _Node_alloc_type&
 332       _M_get_Node_allocator() const
 333       { return *static_cast<const _Node_alloc_type*>(&this->_M_impl); }
 334
 335       _Fwd_list_base()
 336       : _M_impl()
 337       { this->_M_impl._M_head._M_next = 0; }
 338
 339       _Fwd_list_base(const _Alloc& __a)
 340       : _M_impl(__a)
 341       { this->_M_impl._M_head._M_next = 0; }
 342
 343       _Fwd_list_base(const _Fwd_list_base& __lst, const _Alloc& __a);
 344
 345       _Fwd_list_base(_Fwd_list_base&& __lst, const _Alloc& __a)
 346       : _M_impl(__a)
 347       { _Node_base::swap(this->_M_impl._M_head,
 348                          __lst._M_impl._M_head); }
 349
 350       _Fwd_list_base(_Fwd_list_base&& __lst)
 351       : _M_impl(__lst._M_get_Node_allocator())
 352       { _Node_base::swap(this->_M_impl._M_head,
 353                          __lst._M_impl._M_head); }
 354
 355       ~_Fwd_list_base()
 356       { _M_erase_after(&_M_impl._M_head, 0); }
 357
 358     protected:
 359
 360       typename _Node::_Pointer
 361       _M_get_node()
 362       { return _M_get_Node_allocator().allocate(1); }
 363
 364       template<typename... _Args>
 365         typename _Node::_Pointer
 366         _M_create_node(_Args&&... __args)
 367         {
 368           typename _Node::_Pointer __node = this->_M_get_node();
 369           __try
 370             {
 371               _M_get_Node_allocator().construct(__node,
 372                                               std::forward<_Args>(__args)...);
 373               __node->_M_next = 0;
 374             }
 375           __catch(...)
 376             {
 377               this->_M_put_node(__node);
 378               __throw_exception_again;
 379             }
 380           return __node;
 381         }
 382
 383       template<typename... _Args>
 384         typename _Node_base::_Pointer
 385         _M_insert_after(const_iterator __pos, _Args&&... __args);
 386
 387       void
 388       _M_put_node(typename _Node::_Pointer __p)
 389       { _M_get_Node_allocator().deallocate(__p, 1); }
 390
 391       typename _Node_base::_Pointer
 392       _M_erase_after(typename _Node_base::_Pointer __pos);
 393
 394       typename _Node_base::_Pointer
 395       _M_erase_after(typename _Node_base::_Pointer __pos,
 396                      typename _Node_base::_Pointer __last);
 397     };
 398
 399   /**
 400    *  @brief A standard container with linear time access to elements,
 401    *  and fixed time insertion/deletion at any point in the sequence.
 402    *
 403    *  @ingroup sequences
 404    *
 405    *  Meets the requirements of a <a href="tables.html#65">container</a>, a
 406    *  <a href="tables.html#67">sequence</a>, including the
 407    *  <a href="tables.html#68">optional sequence requirements</a> with the
 408    *  %exception of @c at and @c operator[].
 409    *
 410    *  This is a @e singly @e linked %list.  Traversal up the
 411    *  %list requires linear time, but adding and removing elements (or
 412    *  @e nodes) is done in constant time, regardless of where the
 413    *  change takes place.  Unlike std::vector and std::deque,
 414    *  random-access iterators are not provided, so subscripting ( @c
 415    *  [] ) access is not allowed.  For algorithms which only need
 416    *  sequential access, this lack makes no difference.
 417    *
 418    *  Also unlike the other standard containers, std::forward_list provides
 419    *  specialized algorithms %unique to linked lists, such as
 420    *  splicing, sorting, and in-place reversal.
 421    *
 422    *  A couple points on memory allocation for forward_list<Tp>:
 423    *
 424    *  First, we never actually allocate a Tp, we allocate
 425    *  Fwd_list_node<Tp>'s and trust [20.1.5]/4 to DTRT.  This is to ensure
 426    *  that after elements from %forward_list<X,Alloc1> are spliced into
 427    *  %forward_list<X,Alloc2>, destroying the memory of the second %list is a
 428    *  valid operation, i.e., Alloc1 giveth and Alloc2 taketh away.
 429    */
 430   template<typename _Tp, typename _Alloc = allocator<_Tp> >
 431     class forward_list : private _Fwd_list_base<_Tp, _Alloc>
 432     {
 433     private:
 434       typedef _Fwd_list_base<_Tp, _Alloc>                  _Base;
 435       typedef typename _Base::_Node                        _Node;
 436       typedef typename _Base::_Node_base                   _Node_base;
 437       typedef typename _Base::_Tp_alloc_type               _Tp_alloc_type;
 438
 439     public:
 440       // types:
 441       typedef _Tp                                          value_type;
 442       typedef typename _Tp_alloc_type::pointer             pointer;
 443       typedef typename _Tp_alloc_type::const_pointer       const_pointer;
 444       typedef typename _Tp_alloc_type::reference           reference;
 445       typedef typename _Tp_alloc_type::const_reference     const_reference;
 446
 447       typedef typename _Base::iterator                     iterator;
 448       typedef typename _Base::const_iterator               const_iterator;
 449       typedef std::size_t                                  size_type;
 450       typedef std::ptrdiff_t                               difference_type;
 451       typedef _Alloc                                       allocator_type;
 452
 453       // 23.2.3.1 construct/copy/destroy:
 454
 455       /**
 456        *  @brief  Creates a %forward_list with no elements.
 457        *  @param  al  An allocator object.
 458        */
 459       explicit
 460       forward_list(const _Alloc& __al = _Alloc())
 461       : _Base(__al)
 462       { }
 463
 464       /**
 465        *  @brief  Copy constructor with allocator argument.
 466        *  @param  list  Input list to copy.
 467        *  @param  al    An allocator object.
 468        */
 469       forward_list(const forward_list& __list, const _Alloc& __al)
 470       : _Base(__list, __al)
 471       { }
 472
 473       /**
 474        *  @brief  Move constructor with allocator argument.
 475        *  @param  list  Input list to move.
 476        *  @param  al    An allocator object.
 477        */
 478       forward_list(forward_list&& __list, const _Alloc& __al)
 479       : _Base(std::forward<_Base>(__list), __al)
 480       { }
 481
 482       /**
 483        *  @brief  Creates a %forward_list with copies of the default element
 484        *          type.
 485        *  @param  n  The number of elements to initially create.
 486        *
 487        *  This constructor fills the %forward_list with @a n copies of
 488        *  the default value.
 489        */
 490       explicit
 491       forward_list(size_type __n)
 492       : _Base()
 493       { _M_fill_initialize(__n, value_type()); }
 494
 495       /**
 496        *  @brief  Creates a %forward_list with copies of an exemplar element.
 497        *  @param  n      The number of elements to initially create.
 498        *  @param  value  An element to copy.
 499        *  @param  al     An allocator object.
 500        *
 501        *  This constructor fills the %forward_list with @a n copies of @a
 502        *  value.
 503        */
 504       forward_list(size_type __n, const _Tp& __value,
 505                    const _Alloc& __al = _Alloc())
 506       : _Base(__al)
 507       { _M_fill_initialize(__n, __value); }
 508
 509       /**
 510        *  @brief  Builds a %forward_list from a range.
 511        *  @param  first  An input iterator.
 512        *  @param  last   An input iterator.
 513        *  @param  al     An allocator object.
 514        *
 515        *  Create a %forward_list consisting of copies of the elements from
 516        *  [@a first,@a last).  This is linear in N (where N is
 517        *  distance(@a first,@a last)).
 518        */
 519       template<typename _InputIterator>
 520         forward_list(_InputIterator __first, _InputIterator __last,
 521                      const _Alloc& __al = _Alloc())
 522         : _Base(__al)
 523         {
 524           // Check whether it's an integral type.  If so, it's not an iterator.
 525           typedef typename std::__is_integer<_InputIterator>::__type _Integral;
 526           _M_initialize_dispatch(__first, __last, _Integral());
 527         }
 528
 529       /**
 530        *  @brief  The %forward_list copy constructor.
 531        *  @param  list  A %forward_list of identical element and allocator
 532        *                types.
 533        *
 534        *  The newly-created %forward_list uses a copy of the allocation
 535        *  object used by @a list.
 536        */
 537       forward_list(const forward_list& __list)
 538       : _Base(__list.get_allocator())
 539       { _M_initialize_dispatch(__list.begin(), __list.end(), __false_type()); }
 540
 541       /**
 542        *  @brief  The %forward_list move constructor.
 543        *  @param  list  A %forward_list of identical element and allocator
 544        *                types.
 545        *
 546        *  The newly-created %forward_list contains the exact contents of @a
 547        *  forward_list. The contents of @a list are a valid, but unspecified
 548        *  %forward_list.
 549        */
 550       forward_list(forward_list&& __list)
 551       : _Base(std::forward<_Base>(__list)) { }
 552
 553       /**
 554        *  @brief  Builds a %forward_list from an initializer_list
 555        *  @param  il  An initializer_list of value_type.
 556        *  @param  al  An allocator object.
 557        *
 558        *  Create a %forward_list consisting of copies of the elements
 559        *  in the initializer_list @a il.  This is linear in il.size().
 560        */
 561       forward_list(std::initializer_list<_Tp> __il,
 562                    const _Alloc& __al = _Alloc())
 563       : _Base(__al)
 564       { _M_initialize_dispatch(__il.begin(), __il.end(), __false_type()); }
 565
 566       /**
 567        *  @brief  The forward_list dtor.
 568        */
 569       ~forward_list()
 570       { _M_erase_after(&this->_M_impl._M_head, 0); }
 571
 572       /**
 573        *  @brief  The %forward_list assignment operator.
 574        *  @param  list  A %forward_list of identical element and allocator
 575        *                types.
 576        *
 577        *  All the elements of @a list are copied, but unlike the copy
 578        *  constructor, the allocator object is not copied.
 579        */
 580       forward_list&
 581       operator=(const forward_list& __list);
 582
 583       /**
 584        *  @brief  The %forward_list move assignment operator.
 585        *  @param  list  A %forward_list of identical element and allocator
 586        *                types.
 587        *
 588        *  The contents of @a list are moved into this %forward_list
 589        *  (without copying). @a list is a valid, but unspecified
 590        *  %forward_list
 591        */
 592       forward_list&
 593       operator=(forward_list&& __list)
 594       {
 595         if (&__list != this)
 596           {
 597             this->clear();
 598             this->swap(__list);
 599           }
 600         return *this;
 601       }
 602
 603       /**
 604        *  @brief  The %forward_list initializer list assignment operator.
 605        *  @param  il  An initializer_list of value_type.
 606        *
 607        *  Replace the contents of the %forward_list with copies of the
 608        *  elements in the initializer_list @a il.  This is linear in
 609        *  il.size().
 610        */
 611       forward_list&
 612       operator=(std::initializer_list<_Tp> __il)
 613       {
 614         assign(__il);
 615         return *this;
 616       }
 617
 618       /**
 619        *  @brief  Assigns a range to a %forward_list.
 620        *  @param  first  An input iterator.
 621        *  @param  last   An input iterator.
 622        *
 623        *  This function fills a %forward_list with copies of the elements
 624        *  in the range [@a first,@a last).
 625        *
 626        *  Note that the assignment completely changes the %forward_list and
 627        *  that the resulting %forward_list's size is the same as the number
 628        *  of elements assigned.  Old data may be lost.
 629        */
 630       template<typename _InputIterator>
 631         void
 632         assign(_InputIterator __first, _InputIterator __last)
 633         {
 634           clear();
 635           insert_after(cbefore_begin(), __first, __last);
 636         }
 637
 638       /**
 639        *  @brief  Assigns a given value to a %forward_list.
 640        *  @param  n  Number of elements to be assigned.
 641        *  @param  val  Value to be assigned.
 642        *
 643        *  This function fills a %forward_list with @a n copies of the given
 644        *  value.  Note that the assignment completely changes the
 645        *  %forward_list and that the resulting %forward_list's size is the
 646        *  same as the number of elements assigned.  Old data may be lost.
 647        */
 648       void
 649       assign(size_type __n, const _Tp& __val)
 650       {
 651         clear();
 652         insert_after(cbefore_begin(), __n, __val);
 653       }
 654
 655       /**
 656        *  @brief  Assigns an initializer_list to a %forward_list.
 657        *  @param  il  An initializer_list of value_type.
 658        *
 659        *  Replace the contents of the %forward_list with copies of the
 660        *  elements in the initializer_list @a il.  This is linear in
 661        *  il.size().
 662        */
 663       void
 664       assign(std::initializer_list<_Tp> __il)
 665       {
 666         clear();
 667         insert_after(cbefore_begin(), __il);
 668       }
 669
 670       /// Get a copy of the memory allocation object.
 671       allocator_type
 672       get_allocator() const
 673       { return this->_M_get_Node_allocator(); }
 674
 675       // 23.2.3.2 iterators:
 676
 677       /**
 678        *  Returns a read/write iterator that points before the first element
 679        *  in the %forward_list.  Iteration is done in ordinary element order.
 680        */
 681       iterator
 682       before_begin()
 683       { return iterator(&this->_M_impl._M_head); }
 684
 685       /**
 686        *  Returns a read-only (constant) iterator that points before the
 687        *  first element in the %forward_list.  Iteration is done in ordinary
 688        *  element order.
 689        */
 690       const_iterator
 691       before_begin() const
 692       { return const_iterator(&this->_M_impl._M_head); }
 693
 694       /**
 695        *  Returns a read/write iterator that points to the first element
 696        *  in the %forward_list.  Iteration is done in ordinary element order.
 697        */
 698       iterator
 699       begin()
 700       { return iterator(this->_M_impl._M_head._M_next); }
 701
 702       /**
 703        *  Returns a read-only (constant) iterator that points to the first
 704        *  element in the %forward_list.  Iteration is done in ordinary
 705        *  element order.
 706        */
 707       const_iterator
 708       begin() const
 709       { return const_iterator(this->_M_impl._M_head._M_next); }
 710
 711       /**
 712        *  Returns a read/write iterator that points one past the last
 713        *  element in the %forward_list.  Iteration is done in ordinary
 714        *  element order.
 715        */
 716       iterator
 717       end()
 718       { return iterator(0); }
 719
 720       /**
 721        *  Returns a read-only iterator that points one past the last
 722        *  element in the %forward_list.  Iteration is done in ordinary
 723        *  element order.
 724        */
 725       const_iterator
 726       end() const
 727       { return const_iterator(0); }
 728
 729       /**
 730        *  Returns a read-only (constant) iterator that points to the
 731        *  first element in the %forward_list.  Iteration is done in ordinary
 732        *  element order.
 733        */
 734       const_iterator
 735       cbegin() const
 736       { return const_iterator(this->_M_impl._M_head._M_next); }
 737
 738       /**
 739        *  Returns a read-only (constant) iterator that points before the
 740        *  first element in the %forward_list.  Iteration is done in ordinary
 741        *  element order.
 742        */
 743       const_iterator
 744       cbefore_begin() const
 745       { return const_iterator(&this->_M_impl._M_head); }
 746
 747       /**
 748        *  Returns a read-only (constant) iterator that points one past
 749        *  the last element in the %forward_list.  Iteration is done in
 750        *  ordinary element order.
 751        */
 752       const_iterator
 753       cend() const
 754       { return const_iterator(0); }
 755
 756       /**
 757        *  Returns true if the %forward_list is empty.  (Thus begin() would
 758        *  equal end().)
 759        */
 760       bool
 761       empty() const
 762       { return this->_M_impl._M_head._M_next == 0; }
 763
 764       /**
 765        *  Returns the largest possible size of %forward_list.
 766        */
 767       size_type
 768       max_size() const
 769       { return this->_M_get_Node_allocator().max_size(); }
 770
 771       // 23.2.3.3 element access:
 772
 773       /**
 774        *  Returns a read/write reference to the data at the first
 775        *  element of the %forward_list.
 776        */
 777       reference
 778       front()
 779       {
 780         _Node* __front = __static_pointer_cast<_Node*>(this->_M_impl._M_head._M_next);
 781         return __front->_M_value;
 782       }
 783
 784       /**
 785        *  Returns a read-only (constant) reference to the data at the first
 786        *  element of the %forward_list.
 787        */
 788       const_reference
 789       front() const
 790       {
 791         _Node* __front =
 792           __static_pointer_cast<_Node*>(this->_M_impl._M_head._M_next);
 793         return __front->_M_value;
 794       }
 795
 796       // 23.2.3.4 modiﬁers:
 797
 798       /**
 799        *  @brief  Constructs object in %forward_list at the front of the
 800        *          list.
 801        *  @param  args  Arguments.
 802        *
 803        *  This function will insert an object of type Tp constructed
 804        *  with Tp(std::forward<Args>(args)...) at the front of the list
 805        *  Due to the nature of a %forward_list this operation can
 806        *  be done in constant time, and does not invalidate iterators
 807        *  and references.
 808        */
 809       template<typename... _Args>
 810         void
 811         emplace_front(_Args&&... __args)
 812         { this->_M_insert_after(cbefore_begin(),
 813                                 std::forward<_Args>(__args)...); }
 814
 815       /**
 816        *  @brief  Add data to the front of the %forward_list.
 817        *  @param  val  Data to be added.
 818        *
 819        *  This is a typical stack operation.  The function creates an
 820        *  element at the front of the %forward_list and assigns the given
 821        *  data to it.  Due to the nature of a %forward_list this operation
 822        *  can be done in constant time, and does not invalidate iterators
 823        *  and references.
 824        */
 825       void
 826       push_front(const _Tp& __val)
 827       { this->_M_insert_after(cbefore_begin(), __val); }
 828
 829       /**
 830        *
 831        */
 832       void
 833       push_front(_Tp&& __val)
 834       { this->_M_insert_after(cbefore_begin(), std::move(__val)); }
 835
 836       /**
 837        *  @brief  Removes first element.
 838        *
 839        *  This is a typical stack operation.  It shrinks the %forward_list
 840        *  by one.  Due to the nature of a %forward_list this operation can
 841        *  be done in constant time, and only invalidates iterators/references
 842        *  to the element being removed.
 843        *
 844        *  Note that no data is returned, and if the first element's data
 845        *  is needed, it should be retrieved before pop_front() is
 846        *  called.
 847        */
 848       void
 849       pop_front()
 850       { this->_M_erase_after(&this->_M_impl._M_head); }
 851
 852       /**
 853        *  @brief  Constructs object in %forward_list after the specified
 854        *          iterator.
 855        *  @param  pos  A const_iterator into the %forward_list.
 856        *  @param  args  Arguments.
 857        *  @return  An iterator that points to the inserted data.
 858        *
 859        *  This function will insert an object of type T constructed
 860        *  with T(std::forward<Args>(args)...) after the specified
 861        *  location.  Due to the nature of a %forward_list this operation can
 862        *  be done in constant time, and does not invalidate iterators
 863        *  and references.
 864        */
 865       template<typename... _Args>
 866         iterator
 867         emplace_after(const_iterator __pos, _Args&&... __args)
 868         { return iterator(this->_M_insert_after(__pos,
 869                                           std::forward<_Args>(__args)...)); }
 870
 871       /**
 872        *  @brief  Inserts given value into %forward_list after specified
 873        *          iterator.
 874        *  @param  pos  An iterator into the %forward_list.
 875        *  @param  val  Data to be inserted.
 876        *  @return  An iterator that points to the inserted data.
 877        *
 878        *  This function will insert a copy of the given value after
 879        *  the specified location.  Due to the nature of a %forward_list this
 880        *  operation can be done in constant time, and does not
 881        *  invalidate iterators and references.
 882        */
 883       iterator
 884       insert_after(const_iterator __pos, const _Tp& __val)
 885       { return iterator(this->_M_insert_after(__pos, __val)); }
 886
 887       /**
 888        *
 889        */
 890       iterator
 891       insert_after(const_iterator __pos, _Tp&& __val)
 892       { return iterator(this->_M_insert_after(__pos, std::move(__val))); }
 893
 894       /**
 895        *  @brief  Inserts a number of copies of given data into the
 896        *          %forward_list.
 897        *  @param  pos  An iterator into the %forward_list.
 898        *  @param  n  Number of elements to be inserted.
 899        *  @param  val  Data to be inserted.
 900        *
 901        *  This function will insert a specified number of copies of the
 902        *  given data after the location specified by @a pos.
 903        *
 904        *  This operation is linear in the number of elements inserted and
 905        *  does not invalidate iterators and references.
 906        */
 907       void
 908       insert_after(const_iterator __pos, size_type __n, const _Tp& __val)
 909       {
 910         forward_list __tmp(__n, __val, this->get_allocator());
 911         this->splice_after(__pos, std::move(__tmp));
 912       }
 913
 914       /**
 915        *  @brief  Inserts a range into the %forward_list.
 916        *  @param  position  An iterator into the %forward_list.
 917        *  @param  first  An input iterator.
 918        *  @param  last   An input iterator.
 919        *
 920        *  This function will insert copies of the data in the range [@a
 921        *  first,@a last) into the %forward_list after the location specified
 922        *  by @a pos.
 923        *
 924        *  This operation is linear in the number of elements inserted and
 925        *  does not invalidate iterators and references.
 926        */
 927       template<typename _InputIterator>
 928         void
 929         insert_after(const_iterator __pos,
 930                      _InputIterator __first, _InputIterator __last)
 931         {
 932           forward_list __tmp(__first, __last, this->get_allocator());
 933           this->splice_after(__pos, std::move(__tmp));
 934         }
 935
 936       /**
 937        *  @brief  Inserts the contents of an initializer_list into
 938        *          %forward_list after the specified iterator.
 939        *  @param  pos  An iterator into the %forward_list.
 940        *  @param  il  An initializer_list of value_type.
 941        *
 942        *  This function will insert copies of the data in the
 943        *  initializer_list @a il into the %forward_list before the location
 944        *  specified by @a pos.
 945        *
 946        *  This operation is linear in the number of elements inserted and
 947        *  does not invalidate iterators and references.
 948        */
 949       void
 950       insert_after(const_iterator __pos, std::initializer_list<_Tp> __il)
 951       {
 952         forward_list __tmp(__il, this->get_allocator());
 953         this->splice_after(__pos, std::move(__tmp));
 954       }
 955
 956       /**
 957        *  @brief  Removes the element pointed to by the iterator following
 958        *          @c pos.
 959        *  @param  pos  Iterator pointing to element to be erased.
 960        *  @return  An iterator pointing to the next element (or end()).
 961        *
 962        *  This function will erase the element at the given position and
 963        *  thus shorten the %forward_list by one.
 964        *
 965        *  Due to the nature of a %forward_list this operation can be done
 966        *  in constant time, and only invalidates iterators/references to
 967        *  the element being removed.  The user is also cautioned that
 968        *  this function only erases the element, and that if the element
 969        *  is itself a pointer, the pointed-to memory is not touched in
 970        *  any way.  Managing the pointer is the user's responsibility.
 971        */
 972       iterator
 973       erase_after(const_iterator __pos)
 974       {
 975         _Node_base* __tmp = __const_pointer_cast<_Node_base*>(__pos._M_node);
 976         if (__tmp)
 977           return iterator(this->_M_erase_after(__tmp));
 978         else
 979           return end();
 980       }
 981
 982       /**
 983        *  @brief  Remove a range of elements.
 984        *  @param  pos  Iterator pointing before the first element to be
 985        *               erased.
 986        *  @param  last  Iterator pointing to one past the last element to be
 987        *                erased.
 988        *  @return  An iterator pointing to the element pointed to by @a last
 989        *           prior to erasing (or end()).
 990        *
 991        *  This function will erase the elements in the range @a
 992        *  (pos,last) and shorten the %forward_list accordingly.
 993        *
 994        *  This operation is linear time in the size of the range and only
 995        *  invalidates iterators/references to the element being removed.
 996        *  The user is also cautioned that this function only erases the
 997        *  elements, and that if the elements themselves are pointers, the
 998        *  pointed-to memory is not touched in any way.  Managing the pointer
 999        *  is the user's responsibility.
1000        */
1001       iterator
1002       erase_after(const_iterator __pos, iterator __last)
1003       {
1004         _Node_base* __tmp = __const_pointer_cast<_Node_base*>(__pos._M_node);
1005         return iterator(this->_M_erase_after(__tmp, &*__last._M_node));
1006       }
1007
1008       /**
1009        *  @brief  Swaps data with another %forward_list.
1010        *  @param  list  A %forward_list of the same element and allocator
1011        *                types.
1012        *
1013        *  This exchanges the elements between two lists in constant
1014        *  time.  Note that the global std::swap() function is
1015        *  specialized such that std::swap(l1,l2) will feed to this
1016        *  function.
1017        */
1018       void
1019       swap(forward_list&& __list)
1020       { _Node_base::swap(this->_M_impl._M_head, __list._M_impl._M_head); }
1021
1022       /**
1023        *  @brief Resizes the %forward_list to the specified number of
1024        *         elements.
1025        *  @param sz Number of elements the %forward_list should contain.
1026        *
1027        *  This function will %resize the %forward_list to the specified
1028        *  number of elements.  If the number is smaller than the
1029        *  %forward_list's current size the %forward_list is truncated,
1030        *  otherwise the %forward_list is extended and new elements are
1031        *  populated with given data.
1032        */
1033       void
1034       resize(size_type __sz)
1035       { resize(__sz, _Tp()); }
1036
1037       /**
1038        *  @brief Resizes the %forward_list to the specified number of
1039        *         elements.
1040        *  @param sz Number of elements the %forward_list should contain.
1041        *  @param val Data with which new elements should be populated.
1042        *
1043        *  This function will %resize the %forward_list to the specified
1044        *  number of elements.  If the number is smaller than the
1045        *  %forward_list's current size the %forward_list is truncated,
1046        *  otherwise the %forward_list is extended and new elements are
1047        *  populated with given data.
1048        */
1049       void
1050       resize(size_type __sz, value_type __val);
1051
1052       /**
1053        *  @brief  Erases all the elements.
1054        *
1055        *  Note that this function only erases
1056        *  the elements, and that if the elements themselves are
1057        *  pointers, the pointed-to memory is not touched in any way.
1058        *  Managing the pointer is the user's responsibility.
1059        */
1060       void
1061       clear()
1062       { this->_M_erase_after(&this->_M_impl._M_head, 0); }
1063
1064       // 23.2.3.5 forward_list operations:
1065
1066       /**
1067        *  @brief  Insert contents of another %forward_list.
1068        *  @param  pos  Iterator referencing the element to insert after.
1069        *  @param  list  Source list.
1070        *
1071        *  The elements of @a list are inserted in constant time after
1072        *  the element referenced by @a pos.  @a list becomes an empty
1073        *  list.
1074        *
1075        *  Requires this != @a x.
1076        */
1077       void
1078       splice_after(const_iterator __pos, forward_list&& __list);
1079
1080       /**
1081        *  @brief  Insert element from another %forward_list.
1082        *  @param  pos  Iterator referencing the element to insert after.
1083        *  @param  list  Source list.
1084        *  @param  it  Iterator referencing the element before the element
1085        *              to move.
1086        *
1087        *  Removes the element in list @a list referenced by @a i and
1088        *  inserts it into the current list after @a pos.
1089        */
1090       void
1091       splice_after(const_iterator __pos, forward_list&& __list,
1092                    const_iterator __it)
1093       { this->splice_after(__pos, __list, __it, __it._M_next()); }
1094
1095       /**
1096        *  @brief  Insert range from another %forward_list.
1097        *  @param  pos  Iterator referencing the element to insert after.
1098        *  @param  list  Source list.
1099        *  @param  before  Iterator referencing before the start of range
1100        *                  in list.
1101        *  @param  last  Iterator referencing the end of range in list.
1102        *
1103        *  Removes elements in the range (before,last) and inserts them
1104        *  after @a pos in constant time.
1105        *
1106        *  Undefined if @a pos is in (before,last).
1107        */
1108       void
1109       splice_after(const_iterator __pos, forward_list&& __list,
1110                    const_iterator __before, const_iterator __last);
1111
1112       /**
1113        *  @brief  Remove all elements equal to value.
1114        *  @param  val  The value to remove.
1115        *
1116        *  Removes every element in the list equal to @a value.
1117        *  Remaining elements stay in list order.  Note that this
1118        *  function only erases the elements, and that if the elements
1119        *  themselves are pointers, the pointed-to memory is not
1120        *  touched in any way.  Managing the pointer is the user's
1121        *  responsibility.
1122        */
1123       void
1124       remove(const _Tp& __val);
1125
1126       /**
1127        *  @brief  Remove all elements satisfying a predicate.
1128        *  @param  pred  Unary predicate function or object.
1129        *
1130        *  Removes every element in the list for which the predicate
1131        *  returns true.  Remaining elements stay in list order.  Note
1132        *  that this function only erases the elements, and that if the
1133        *  elements themselves are pointers, the pointed-to memory is
1134        *  not touched in any way.  Managing the pointer is the user's
1135        *  responsibility.
1136        */
1137       template<typename _Pred>
1138         void
1139         remove_if(_Pred __pred);
1140
1141       /**
1142        *  @brief  Remove consecutive duplicate elements.
1143        *
1144        *  For each consecutive set of elements with the same value,
1145        *  remove all but the first one.  Remaining elements stay in
1146        *  list order.  Note that this function only erases the
1147        *  elements, and that if the elements themselves are pointers,
1148        *  the pointed-to memory is not touched in any way.  Managing
1149        *  the pointer is the user's responsibility.
1150        */
1151       void
1152       unique()
1153       { this->unique(std::equal_to<_Tp>()); }
1154
1155       /**
1156        *  @brief  Remove consecutive elements satisfying a predicate.
1157        *  @param  binary_pred  Binary predicate function or object.
1158        *
1159        *  For each consecutive set of elements [first,last) that
1160        *  satisfy predicate(first,i) where i is an iterator in
1161        *  [first,last), remove all but the first one.  Remaining
1162        *  elements stay in list order.  Note that this function only
1163        *  erases the elements, and that if the elements themselves are
1164        *  pointers, the pointed-to memory is not touched in any way.
1165        *  Managing the pointer is the user's responsibility.
1166        */
1167       template<typename _BinPred>
1168         void
1169         unique(_BinPred __binary_pred);
1170
1171       /**
1172        *  @brief  Merge sorted lists.
1173        *  @param  list  Sorted list to merge.
1174        *
1175        *  Assumes that both @a list and this list are sorted according to
1176        *  operator<().  Merges elements of @a list into this list in
1177        *  sorted order, leaving @a list empty when complete.  Elements in
1178        *  this list precede elements in @a list that are equal.
1179        */
1180       void
1181       merge(forward_list&& __list)
1182       { this->merge(__list, std::less<_Tp>()); }
1183
1184       /**
1185        *  @brief  Merge sorted lists according to comparison function.
1186        *  @param  list  Sorted list to merge.
1187        *  @param  comp Comparison function defining sort order.
1188        *
1189        *  Assumes that both @a list and this list are sorted according to
1190        *  comp.  Merges elements of @a list into this list
1191        *  in sorted order, leaving @a list empty when complete.  Elements
1192        *  in this list precede elements in @a list that are equivalent
1193        *  according to comp().
1194        */
1195       template<typename _Comp>
1196         void
1197         merge(forward_list&& __list, _Comp __comp);
1198
1199       /**
1200        *  @brief  Sort the elements of the list.
1201        *
1202        *  Sorts the elements of this list in NlogN time.  Equivalent
1203        *  elements remain in list order.
1204        */
1205       void
1206       sort()
1207       {
1208         _Node* __tmp = __static_pointer_cast<_Node*>(&this->_M_impl._M_head);
1209         __tmp->_M_sort_after(std::less<_Tp>());
1210       }
1211
1212       /**
1213        *  @brief  Sort the forward_list using a comparison function.
1214        *
1215        *  Sorts the elements of this list in NlogN time.  Equivalent
1216        *  elements remain in list order.
1217        */
1218       template<typename _Comp>
1219         void
1220         sort(_Comp __comp)
1221         {
1222           _Node* __tmp = __static_pointer_cast<_Node*>(&this->_M_impl._M_head);
1223           __tmp->_M_sort_after(__comp);
1224         }
1225
1226       /**
1227        *  @brief  Reverse the elements in list.
1228        *
1229        *  Reverse the order of elements in the list in linear time.
1230        */
1231       void
1232       reverse();
1233
1234     private:
1235       template<typename _Integer>
1236         void
1237         _M_initialize_dispatch(_Integer __n, _Integer __x, __true_type)
1238         { _M_fill_initialize(static_cast<size_type>(__n), __x); }
1239
1240       // Called by the range constructor to implement [23.1.1]/9
1241       template<typename _InputIterator>
1242         void
1243         _M_initialize_dispatch(_InputIterator __first, _InputIterator __last,
1244                                __false_type);
1245
1246       // Called by forward_list(n,v,a), and the range constructor when it
1247       // turns out to be the same thing.
1248       void
1249       _M_fill_initialize(size_type __n, const value_type& __value);
1250     };
1251
1252   /**
1253    *  @brief  Forward list equality comparison.
1254    *  @param  lx  A %forward_list
1255    *  @param  ly  A %forward_list of the same type as @a lx.
1256    *  @return  True iff the size and elements of the forward lists are equal.
1257    *
1258    *  This is an equivalence relation.  It is linear in the size of the
1259    *  forward lists.  Deques are considered equivalent if corresponding
1260    *  elements compare equal.
1261    */
1262   template<typename _Tp, typename _Alloc>
1263     bool
1264     operator==(const forward_list<_Tp, _Alloc>& __lx,
1265                const forward_list<_Tp, _Alloc>& __ly);
1266
1267   /**
1268    *  @brief  Forward list ordering relation.
1269    *  @param  lx  A %forward_list.
1270    *  @param  ly  A %forward_list of the same type as @a lx.
1271    *  @return  True iff @a lx is lexicographically less than @a ly.
1272    *
1273    *  This is a total ordering relation.  It is linear in the size of the
1274    *  forward lists.  The elements must be comparable with @c <.
1275    *
1276    *  See std::lexicographical_compare() for how the determination is made.
1277    */
1278   template<typename _Tp, typename _Alloc>
1279     inline bool
1280     operator<(const forward_list<_Tp, _Alloc>& __lx,
1281               const forward_list<_Tp, _Alloc>& __ly)
1282     { return std::lexicographical_compare(__lx.cbegin(), __lx.cend(),
1283                                           __ly.cbegin(), __ly.cend()); }
1284
1285   /// Based on operator==
1286   template<typename _Tp, typename _Alloc>
1287     inline bool
1288     operator!=(const forward_list<_Tp, _Alloc>& __lx,
1289                const forward_list<_Tp, _Alloc>& __ly)
1290     { return !(__lx == __ly); }
1291
1292   /// Based on operator<
1293   template<typename _Tp, typename _Alloc>
1294     inline bool
1295     operator>(const forward_list<_Tp, _Alloc>& __lx,
1296               const forward_list<_Tp, _Alloc>& __ly)
1297     { return (__ly < __lx); }
1298
1299   /// Based on operator<
1300   template<typename _Tp, typename _Alloc>
1301     inline bool
1302     operator>=(const forward_list<_Tp, _Alloc>& __lx,
1303                const forward_list<_Tp, _Alloc>& __ly)
1304     { return !(__lx < __ly); }
1305
1306   /// Based on operator<
1307   template<typename _Tp, typename _Alloc>
1308     inline bool
1309     operator<=(const forward_list<_Tp, _Alloc>& __lx,
1310                const forward_list<_Tp, _Alloc>& __ly)
1311     { return !(__ly < __lx); }
1312
1313   /// See std::forward_list::swap().
1314   template<typename _Tp, typename _Alloc>
1315     inline void
1316     swap(forward_list<_Tp, _Alloc>& __lx,
1317          forward_list<_Tp, _Alloc>& __ly)
1318     { __lx.swap(__ly); }
1319
1320   /// See std::forward_list::swap().
1321   template<typename _Tp, typename _Alloc>
1322     inline void
1323     swap(forward_list<_Tp, _Alloc>&& __lx,
1324          forward_list<_Tp, _Alloc>& __ly)
1325     { __lx.swap(__ly); }
1326
1327   /// See std::forward_list::swap().
1328   template<typename _Tp, typename _Alloc>
1329     inline void
1330     swap(forward_list<_Tp, _Alloc>& __lx,
1331          forward_list<_Tp, _Alloc>&& __ly)
1332     { __lx.swap(__ly); }
1333
1334 _GLIBCXX_END_NAMESPACE // namespace std
1335
1336 #endif // __GXX_EXPERIMENTAL_CXX0X__
1337
1338 #endif // _FORWARD_LIST_H