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[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / libstdc++-v3 / include / bits / valarray_array.h
1 // The template and inlines for the -*- C++ -*- internal _Array helper class.
2
3 // Copyright (C) 1997-2000 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 along
17 // with this library; see the file COPYING.  If not, write to the Free
18 // Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307,
19 // 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 // Written by Gabriel Dos Reis <Gabriel.Dos-Reis@DPTMaths.ENS-Cachan.Fr>
31
32 #ifndef _CPP_BITS_ARRAY_H
33 #define _CPP_BITS_ARRAY_H 1
34
35 #pragma GCC system_header
36
37 #include <bits/c++config.h>
38 #include <bits/cpp_type_traits.h>
39 #include <bits/std_cstdlib.h>
40 #include <bits/std_cstring.h>
41 #include <new>
42
43 namespace std
44 {
45   
46   //
47   // Helper functions on raw pointers
48   //
49   
50   // We get memory by the old fashion way
51   inline void*
52   __valarray_get_memory(size_t __n)
53   { return operator new(__n); }
54   
55   template<typename _Tp>
56   inline _Tp*__restrict__
57   __valarray_get_storage(size_t __n)
58   {
59     return static_cast<_Tp*__restrict__>
60       (__valarray_get_memory(__n * sizeof(_Tp)));
61   }
62
63   // Return memory to the system
64   inline void
65   __valarray_release_memory(void* __p)
66   { operator delete(__p); }
67
68   // Turn a raw-memory into an array of _Tp filled with _Tp()
69   // This is required in 'valarray<T> v(n);'
70   template<typename _Tp, bool>
71   struct _Array_default_ctor
72   {
73     // Please note that this isn't exception safe.  But
74     // valarrays aren't required to be exception safe.
75     inline static void
76     _S_do_it(_Tp* __restrict__ __b, _Tp* __restrict__ __e)
77     { while (__b != __e) new(__b++) _Tp(); }
78   };
79
80   template<typename _Tp>
81   struct _Array_default_ctor<_Tp, true>
82   {
83     // For fundamental types, it suffices to say 'memset()'
84     inline static void
85     _S_do_it(_Tp* __restrict__ __b, _Tp* __restrict__ __e)
86     { memset(__b, 0, (__e - __b)*sizeof(_Tp)); }
87   };
88
89   template<typename _Tp>
90   inline void
91   __valarray_default_construct(_Tp* __restrict__ __b, _Tp* __restrict__ __e)
92   {
93     _Array_default_ctor<_Tp, __is_fundamental<_Tp>::_M_type>::
94       _S_do_it(__b, __e);
95   }
96     
97   // Turn a raw-memory into an array of _Tp filled with __t
98   // This is the required in valarray<T> v(n, t).  Also
99   // used in valarray<>::resize().
100   template<typename _Tp, bool>
101   struct _Array_init_ctor
102   {
103     // Please note that this isn't exception safe.  But
104     // valarrays aren't required to be exception safe.
105     inline static void
106     _S_do_it(_Tp* __restrict__ __b, _Tp* __restrict__ __e, const _Tp __t)
107     { while (__b != __e) new(__b++) _Tp(__t); }
108   };
109
110   template<typename _Tp>
111   struct _Array_init_ctor<_Tp, true>
112   {
113     inline static void
114     _S_do_it(_Tp* __restrict__ __b, _Tp* __restrict__ __e,  const _Tp __t)
115     { while (__b != __e) *__b++ = __t; }
116   };
117
118   template<typename _Tp>
119   inline void
120   __valarray_fill_construct(_Tp* __restrict__ __b, _Tp* __restrict__ __e,
121                             const _Tp __t)
122   {
123     _Array_init_ctor<_Tp, __is_fundamental<_Tp>::_M_type>::
124       _S_do_it(__b, __e, __t);
125   }
126
127   //
128   // copy-construct raw array [__o, *) from plain array [__b, __e)
129   // We can't just say 'memcpy()'
130   //
131   template<typename _Tp, bool>
132   struct _Array_copy_ctor
133   {
134     // Please note that this isn't exception safe.  But
135     // valarrays aren't required to be exception safe.
136     inline static void
137     _S_do_it(const _Tp* __restrict__ __b, const _Tp* __restrict__ __e,
138              _Tp* __restrict__ __o)
139     { while (__b != __e) new(__o++) _Tp(*__b++); }
140   };
141
142   template<typename _Tp>
143   struct _Array_copy_ctor<_Tp, true>
144   {
145     inline static void
146     _S_do_it(const _Tp* __restrict__ __b, const _Tp* __restrict__ __e,
147              _Tp* __restrict__ __o)
148     { memcpy(__o, __b, (__e - __b)*sizeof(_Tp)); }
149   };
150
151   template<typename _Tp>
152   inline void
153   __valarray_copy_construct(const _Tp* __restrict__ __b,
154                             const _Tp* __restrict__ __e,
155                             _Tp* __restrict__ __o)
156   {
157     _Array_copy_ctor<_Tp, __is_fundamental<_Tp>::_M_type>::
158       _S_do_it(__b, __e, __o);
159   }
160
161   // copy-construct raw array [__o, *) from strided array __a[<__n : __s>]
162   template<typename _Tp>
163   inline void
164   __valarray_copy_construct (const _Tp* __restrict__ __a, size_t __n,
165                              size_t __s, _Tp* __restrict__ __o)
166   {
167     if (__is_fundamental<_Tp>::_M_type)
168       while (__n--) { *__o++ = *__a; __a += __s; }
169     else
170       while (__n--) { new(__o++) _Tp(*__a);  __a += __s; }
171   }
172
173   // copy-construct raw array [__o, *) from indexed array __a[__i[<__n>]]
174   template<typename _Tp>
175   inline void
176   __valarray_copy_construct (const _Tp* __restrict__ __a,
177                              const size_t* __restrict__ __i,
178                              _Tp* __restrict__ __o, size_t __n)
179   {
180     if (__is_fundamental<_Tp>::_M_type)
181       while (__n--) *__o++ = __a[*__i++];
182     else
183       while (__n--) new (__o++) _Tp(__a[*__i++]);
184   }
185
186   // Do the necessary cleanup when we're done with arrays.
187   template<typename _Tp>
188   inline void
189   __valarray_destroy_elements(_Tp* __restrict__ __b, _Tp* __restrict__ __e)
190   {
191     if (!__is_fundamental<_Tp>::_M_type)
192       while (__b != __e) { __b->~_Tp(); ++__b; }
193   }
194     
195   // fill plain array __a[<__n>] with __t
196   template<typename _Tp>
197   void
198   __valarray_fill (_Tp* __restrict__ __a, size_t __n, const _Tp& __t)
199   { while (__n--) *__a++ = __t; }
200   
201   // fill strided array __a[<__n-1 : __s>] with __t
202   template<typename _Tp>
203   inline void
204   __valarray_fill (_Tp* __restrict__ __a, size_t __n,
205                    size_t __s, const _Tp& __t)
206   { for (size_t __i=0; __i<__n; ++__i, __a+=__s) *__a = __t; }
207
208   // fill indir   ect array __a[__i[<__n>]] with __i
209   template<typename _Tp>
210   inline void
211   __valarray_fill(_Tp* __restrict__ __a, const size_t* __restrict__ __i,
212                   size_t __n, const _Tp& __t)
213   { for (size_t __j=0; __j<__n; ++__j, ++__i) __a[*__i] = __t; }
214     
215   // copy plain array __a[<__n>] in __b[<__n>]
216   // For non-fundamental types, it is wrong to say 'memcpy()'
217   template<typename _Tp, bool>
218   struct _Array_copier
219   {
220     inline static void
221     _S_do_it(const _Tp* __restrict__ __a, size_t __n, _Tp* __restrict__ __b)
222     { while (__n--) *__b++ = *__a++; }      
223   };
224
225   template<typename _Tp>
226   struct _Array_copier<_Tp, true>
227   {
228     inline static void
229     _S_do_it(const _Tp* __restrict__ __a, size_t __n, _Tp* __restrict__ __b)
230     { memcpy (__b, __a, __n * sizeof (_Tp)); }
231   };
232
233   template<typename _Tp>
234   inline void
235   __valarray_copy (const _Tp* __restrict__ __a, size_t __n,
236                    _Tp* __restrict__ __b)
237   {
238     _Array_copier<_Tp, __is_fundamental<_Tp>::_M_type>::
239       _S_do_it(__a, __n, __b);
240   }
241
242   // copy strided array __a[<__n : __s>] in plain __b[<__n>]
243   template<typename _Tp>
244   inline void
245   __valarray_copy (const _Tp* __restrict__ __a, size_t __n, size_t __s,
246                    _Tp* __restrict__ __b)
247   { for (size_t __i=0; __i<__n; ++__i, ++__b, __a += __s) *__b = *__a; }
248
249   // copy plain __a[<__n>] in strided __b[<__n : __s>]
250   template<typename _Tp>
251   inline void
252   __valarray_copy (const _Tp* __restrict__ __a, _Tp* __restrict__ __b,
253                    size_t __n, size_t __s)
254   { for (size_t __i=0; __i<__n; ++__i, ++__a, __b+=__s) *__b = *__a; }
255
256   // Copy strided array __src[<__n : __s1>] into another
257   // strided array __dst[< : __s2>].  Their sizes must match.
258   template<typename _Tp>
259   inline void
260   __valarray_copy(const _Tp* __restrict__ __src, size_t __n, size_t __s1,
261                   _Tp* __restrict__ __dst, size_t __s2)
262   {
263     for (size_t __i = 0; __i < __n; ++__i)
264       __dst[__i * __s2] = __src [ __i * __s1];
265   }
266
267   
268   // copy indexed __a[__i[<__n>]] in plain __b[<__n>]
269   template<typename _Tp>
270   inline void
271   __valarray_copy (const _Tp* __restrict__ __a,
272                    const size_t* __restrict__ __i,
273                    _Tp* __restrict__ __b, size_t __n)
274   { for (size_t __j=0; __j<__n; ++__j, ++__b, ++__i) *__b = __a[*__i]; }
275
276   // copy plain __a[<__n>] in indexed __b[__i[<__n>]]
277   template<typename _Tp>
278   inline void
279   __valarray_copy (const _Tp* __restrict__ __a, size_t __n,
280                    _Tp* __restrict__ __b, const size_t* __restrict__ __i)
281   { for (size_t __j=0; __j<__n; ++__j, ++__a, ++__i) __b[*__i] = *__a; }
282
283
284   //
285   // Compute the sum of elements in range [__f, __l)
286   // This is a naive algorithm.  It suffers from cancelling.
287   // In the future try to specialize
288   // for _Tp = float, double, long double using a more accurate
289   // algorithm.
290   //
291   template<typename _Tp>
292   inline _Tp
293   __valarray_sum(const _Tp* __restrict__ __f, const _Tp* __restrict__ __l)
294   {
295     _Tp __r = _Tp();
296     while (__f != __l) __r += *__f++;
297     return __r;
298   }
299
300   // Compute the product of all elements in range [__f, __l)
301   template<typename _Tp>
302   inline _Tp
303   __valarray_product(const _Tp* __restrict__ __f,
304                      const _Tp* __restrict__ __l)
305   {
306     _Tp __r = _Tp(1);
307     while (__f != __l) __r = __r * *__f++;
308     return __r;
309   }
310
311   // Compute the min/max of an array-expression
312   template<typename _Ta>
313   inline typename _Ta::value_type
314   __valarray_min(const _Ta& __a)
315   {
316     size_t __s = __a.size();
317     typedef typename _Ta::value_type _Value_type;
318     _Value_type __r = __s == 0 ? _Value_type() : __a[0];
319     for (size_t __i = 1; __i < __s; ++__i)
320       {
321         _Value_type __t = __a[__i];
322         if (__t < __r)
323           __r = __t;
324       }
325     return __r;
326   }
327   
328   template<typename _Ta>
329   inline typename _Ta::value_type
330   __valarray_max(const _Ta& __a)
331   {
332     size_t __s = __a.size();
333     typedef typename _Ta::value_type _Value_type;
334     _Value_type __r = __s == 0 ? _Value_type() : __a[0];
335     for (size_t __i = 1; __i < __s; ++__i)
336       {
337         _Value_type __t = __a[__i];
338         if (__t > __r)
339           __r = __t;
340       }
341     return __r;
342   }
343   
344   //
345   // Helper class _Array, first layer of valarray abstraction.
346   // All operations on valarray should be forwarded to this class
347   // whenever possible. -- gdr
348   //
349     
350   template<typename _Tp>
351   struct _Array
352   {
353     explicit _Array (size_t);
354     explicit _Array (_Tp* const __restrict__);
355     explicit _Array (const valarray<_Tp>&);
356     _Array (const _Tp* __restrict__, size_t);
357     
358     _Tp* begin () const;
359     
360     _Tp* const __restrict__ _M_data;
361   };
362   
363   template<typename _Tp>
364   inline void
365   __valarray_fill (_Array<_Tp> __a, size_t __n, const _Tp& __t)
366   { __valarray_fill (__a._M_data, __n, __t); }
367   
368   template<typename _Tp>
369   inline void
370   __valarray_fill (_Array<_Tp> __a, size_t __n, size_t __s, const _Tp& __t)
371   { __valarray_fill (__a._M_data, __n, __s, __t); }
372   
373   template<typename _Tp>
374   inline void
375   __valarray_fill (_Array<_Tp> __a, _Array<size_t> __i, 
376                    size_t __n, const _Tp& __t)
377   { __valarray_fill (__a._M_data, __i._M_data, __n, __t); }
378
379   template<typename _Tp>
380   inline void
381   __valarray_copy (_Array<_Tp> __a, size_t __n, _Array<_Tp> __b)
382   { __valarray_copy (__a._M_data, __n, __b._M_data); }
383   
384   template<typename _Tp>
385   inline void
386   __valarray_copy (_Array<_Tp> __a, size_t __n, size_t __s, _Array<_Tp> __b)
387   { __valarray_copy(__a._M_data, __n, __s, __b._M_data); }
388   
389   template<typename _Tp>
390   inline void
391   __valarray_copy (_Array<_Tp> __a, _Array<_Tp> __b, size_t __n, size_t __s)
392   { __valarray_copy (__a._M_data, __b._M_data, __n, __s); }
393
394   template<typename _Tp>
395   inline void
396   __valarray_copy(_Array<_Tp> __a, size_t __n, size_t __s1,
397                   _Array<_Tp> __b, size_t __s2)
398   { __valarray_copy(__a._M_data, __n, __s1, __b._M_data, __s2); }
399
400   
401   template<typename _Tp>
402   inline void
403   __valarray_copy (_Array<_Tp> __a, _Array<size_t> __i, 
404                    _Array<_Tp> __b, size_t __n)
405   { __valarray_copy (__a._M_data, __i._M_data, __b._M_data, __n); }
406   
407   template<typename _Tp>
408   inline void
409   __valarray_copy (_Array<_Tp> __a, size_t __n, _Array<_Tp> __b, 
410                    _Array<size_t> __i)
411   { __valarray_copy (__a._M_data, __n, __b._M_data, __i._M_data); }
412
413   template<typename _Tp>
414   inline
415   _Array<_Tp>::_Array (size_t __n)
416     : _M_data(__valarray_get_storage<_Tp>(__n))
417   { __valarray_default_construct(_M_data, _M_data + __n); }
418
419   template<typename _Tp>
420   inline
421   _Array<_Tp>::_Array (_Tp* const __restrict__ __p) : _M_data (__p) {}
422   
423   template<typename _Tp>
424   inline _Array<_Tp>::_Array (const valarray<_Tp>& __v) 
425       : _M_data (__v._M_data) {}
426   
427   template<typename _Tp>
428   inline
429   _Array<_Tp>::_Array (const _Tp* __restrict__ __b, size_t __s) 
430     : _M_data(__valarray_get_storage<_Tp>(__s))
431   { __valarray_copy_construct(__b, __s, _M_data); }
432
433   template<typename _Tp>
434   inline _Tp*
435   _Array<_Tp>::begin () const
436   { return _M_data; }
437
438 #define _DEFINE_ARRAY_FUNCTION(_Op, _Name)                              \
439 template<typename _Tp>                                                  \
440 inline void                                                             \
441 _Array_augmented_##_Name (_Array<_Tp> __a, size_t __n, const _Tp& __t)  \
442 {                                                                       \
443   for (_Tp* __p=__a._M_data; __p<__a._M_data+__n; ++__p)                \
444     *__p _Op##= __t;                                                    \
445 }                                                                       \
446                                                                         \
447 template<typename _Tp>                                                  \
448 inline void                                                             \
449 _Array_augmented_##_Name (_Array<_Tp> __a, size_t __n, _Array<_Tp> __b) \
450 {                                                                       \
451   _Tp* __p = __a._M_data;                                               \
452   for (_Tp* __q=__b._M_data; __q<__b._M_data+__n; ++__p, ++__q)         \
453     *__p _Op##= *__q;                                                   \
454 }                                                                       \
455                                                                         \
456 template<typename _Tp, class _Dom>                                      \
457 void                                                                    \
458 _Array_augmented_##_Name (_Array<_Tp> __a,                              \
459                          const _Expr<_Dom,_Tp>& __e, size_t __n)        \
460 {                                                                       \
461     _Tp* __p (__a._M_data);                                             \
462     for (size_t __i=0; __i<__n; ++__i, ++__p) *__p _Op##= __e[__i];     \
463 }                                                                       \
464                                                                         \
465 template<typename _Tp>                                                  \
466 inline void                                                             \
467 _Array_augmented_##_Name (_Array<_Tp> __a, size_t __n, size_t __s,      \
468                          _Array<_Tp> __b)                               \
469 {                                                                       \
470     _Tp* __q (__b._M_data);                                             \
471     for (_Tp* __p=__a._M_data; __p<__a._M_data+__s*__n; __p+=__s, ++__q) \
472       *__p _Op##= *__q;                                                 \
473 }                                                                       \
474                                                                         \
475 template<typename _Tp>                                                  \
476 inline void                                                             \
477 _Array_augmented_##_Name (_Array<_Tp> __a, _Array<_Tp> __b,             \
478                          size_t __n, size_t __s)                        \
479 {                                                                       \
480     _Tp* __q (__b._M_data);                                             \
481     for (_Tp* __p=__a._M_data; __p<__a._M_data+__n; ++__p, __q+=__s)    \
482       *__p _Op##= *__q;                                                 \
483 }                                                                       \
484                                                                         \
485 template<typename _Tp, class _Dom>                                      \
486 void                                                                    \
487 _Array_augmented_##_Name (_Array<_Tp> __a, size_t __s,                  \
488                           const _Expr<_Dom,_Tp>& __e, size_t __n)       \
489 {                                                                       \
490     _Tp* __p (__a._M_data);                                             \
491     for (size_t __i=0; __i<__n; ++__i, __p+=__s) *__p _Op##= __e[__i];  \
492 }                                                                       \
493                                                                         \
494 template<typename _Tp>                                                  \
495 inline void                                                             \
496 _Array_augmented_##_Name (_Array<_Tp> __a, _Array<size_t> __i,          \
497                           _Array<_Tp> __b, size_t __n)                  \
498 {                                                                       \
499     _Tp* __q (__b._M_data);                                             \
500     for (size_t* __j=__i._M_data; __j<__i._M_data+__n; ++__j, ++__q)    \
501         __a._M_data[*__j] _Op##= *__q;                                  \
502 }                                                                       \
503                                                                         \
504 template<typename _Tp>                                                  \
505 inline void                                                             \
506 _Array_augmented_##_Name (_Array<_Tp> __a, size_t __n,                  \
507                           _Array<_Tp> __b, _Array<size_t> __i)          \
508 {                                                                       \
509     _Tp* __p (__a._M_data);                                             \
510     for (size_t* __j=__i._M_data; __j<__i._M_data+__n; ++__j, ++__p)    \
511         *__p _Op##= __b._M_data[*__j];                                  \
512 }                                                                       \
513                                                                         \
514 template<typename _Tp, class _Dom>                                      \
515 void                                                                    \
516 _Array_augmented_##_Name (_Array<_Tp> __a, _Array<size_t> __i,          \
517                           const _Expr<_Dom, _Tp>& __e, size_t __n)      \
518 {                                                                       \
519     size_t* __j (__i._M_data);                                          \
520     for (size_t __k=0; __k<__n; ++__k, ++__j)                           \
521       __a._M_data[*__j] _Op##= __e[__k];                                \
522 }                                                                       \
523                                                                         \
524 template<typename _Tp>                                                  \
525 void                                                                    \
526 _Array_augmented_##_Name (_Array<_Tp> __a, _Array<bool> __m,            \
527                           _Array<_Tp> __b, size_t __n)                  \
528 {                                                                       \
529     bool* ok (__m._M_data);                                             \
530     _Tp* __p (__a._M_data);                                             \
531     for (_Tp* __q=__b._M_data; __q<__b._M_data+__n; ++__q, ++ok, ++__p) { \
532         while (! *ok) {                                                 \
533             ++ok;                                                       \
534             ++__p;                                                      \
535         }                                                               \
536         *__p _Op##= *__q;                                               \
537     }                                                                   \
538 }                                                                       \
539                                                                         \
540 template<typename _Tp>                                                  \
541 void                                                                    \
542 _Array_augmented_##_Name (_Array<_Tp> __a, size_t __n,                  \
543                          _Array<_Tp> __b, _Array<bool> __m)             \
544 {                                                                       \
545     bool* ok (__m._M_data);                                             \
546     _Tp* __q (__b._M_data);                                             \
547     for (_Tp* __p=__a._M_data; __p<__a._M_data+__n; ++__p, ++ok, ++__q) { \
548         while (! *ok) {                                                 \
549             ++ok;                                                       \
550             ++__q;                                                      \
551         }                                                               \
552         *__p _Op##= *__q;                                               \
553     }                                                                   \
554 }                                                                       \
555                                                                         \
556 template<typename _Tp, class _Dom>                                      \
557 void                                                                    \
558 _Array_augmented_##_Name (_Array<_Tp> __a, _Array<bool> __m,            \
559                           const _Expr<_Dom, _Tp>& __e, size_t __n)      \
560 {                                                                       \
561     bool* ok(__m._M_data);                                              \
562     _Tp* __p (__a._M_data);                                             \
563     for (size_t __i=0; __i<__n; ++__i, ++ok, ++__p) {                   \
564         while (! *ok) {                                                 \
565             ++ok;                                                       \
566             ++__p;                                                      \
567         }                                                               \
568         *__p _Op##= __e[__i];                                           \
569     }                                                                   \
570 }
571
572 _DEFINE_ARRAY_FUNCTION(+, plus)
573 _DEFINE_ARRAY_FUNCTION(-, minus)
574 _DEFINE_ARRAY_FUNCTION(*, multiplies)
575 _DEFINE_ARRAY_FUNCTION(/, divides)
576 _DEFINE_ARRAY_FUNCTION(%, modulus)
577 _DEFINE_ARRAY_FUNCTION(^, xor)
578 _DEFINE_ARRAY_FUNCTION(|, or)
579 _DEFINE_ARRAY_FUNCTION(&, and)    
580 _DEFINE_ARRAY_FUNCTION(<<, shift_left)
581 _DEFINE_ARRAY_FUNCTION(>>, shift_right)
582
583 #undef _DEFINE_VALARRAY_FUNCTION    
584
585 } // std::
586
587 #ifdef _GLIBCPP_NO_TEMPLATE_EXPORT
588 # define export 
589 # include <bits/valarray_array.tcc>    
590 #endif
591            
592 #endif /* _CPP_BITS_ARRAY_H */
593
594 // Local Variables:
595 // mode:c++
596 // End: