Home | History | Annotate | Line # | Download | only in debug
      1 // Debugging bitset implementation -*- C++ -*-
      2 
      3 // Copyright (C) 2003-2022 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 3, 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 // Under Section 7 of GPL version 3, you are granted additional
     17 // permissions described in the GCC Runtime Library Exception, version
     18 // 3.1, as published by the Free Software Foundation.
     19 
     20 // You should have received a copy of the GNU General Public License and
     21 // a copy of the GCC Runtime Library Exception along with this program;
     22 // see the files COPYING3 and COPYING.RUNTIME respectively.  If not, see
     23 // <http://www.gnu.org/licenses/>.
     24 
     25 /** @file debug/bitset
     26  *  This file is a GNU debug extension to the Standard C++ Library.
     27  */
     28 
     29 #ifndef _GLIBCXX_DEBUG_BITSET
     30 #define _GLIBCXX_DEBUG_BITSET
     31 
     32 #pragma GCC system_header
     33 
     34 #include <bitset>
     35 #include <debug/safe_sequence.h>
     36 #include <debug/safe_iterator.h>
     37 
     38 namespace std _GLIBCXX_VISIBILITY(default)
     39 {
     40 namespace __debug
     41 {
     42   /// Class std::bitset with additional safety/checking/debug instrumentation.
     43   template<size_t _Nb>
     44     class bitset
     45     : public _GLIBCXX_STD_C::bitset<_Nb>
     46 #if __cplusplus < 201103L
     47     , public __gnu_debug::_Safe_sequence_base
     48 #endif
     49     {
     50       typedef _GLIBCXX_STD_C::bitset<_Nb> _Base;
     51 
     52     public:
     53       // In C++11 we rely on normal reference type to preserve the property
     54       // of bitset to be use as a literal.
     55       // TODO: Find another solution.
     56 #if __cplusplus >= 201103L
     57       typedef typename _Base::reference reference;
     58 #else
     59       // bit reference:
     60       class reference
     61       : private _Base::reference
     62         , public __gnu_debug::_Safe_iterator_base
     63       {
     64 	typedef typename _Base::reference _Base_ref;
     65 
     66 	friend class bitset;
     67 	reference();
     68 
     69 	reference(const _Base_ref& __base, bitset* __seq) _GLIBCXX_NOEXCEPT
     70 	: _Base_ref(__base)
     71 	, _Safe_iterator_base(__seq, false)
     72 	{ }
     73 
     74       public:
     75 	reference(const reference& __x) _GLIBCXX_NOEXCEPT
     76 	: _Base_ref(__x)
     77 	, _Safe_iterator_base(__x, false)
     78 	{ }
     79 
     80 	reference&
     81 	operator=(bool __x) _GLIBCXX_NOEXCEPT
     82 	{
     83 	  _GLIBCXX_DEBUG_VERIFY(!this->_M_singular(),
     84 			      _M_message(__gnu_debug::__msg_bad_bitset_write)
     85 				._M_iterator(*this));
     86 	  *static_cast<_Base_ref*>(this) = __x;
     87 	  return *this;
     88 	}
     89 
     90 	reference&
     91 	operator=(const reference& __x) _GLIBCXX_NOEXCEPT
     92 	{
     93 	  _GLIBCXX_DEBUG_VERIFY(!__x._M_singular(),
     94 			       _M_message(__gnu_debug::__msg_bad_bitset_read)
     95 				._M_iterator(__x));
     96 	  _GLIBCXX_DEBUG_VERIFY(!this->_M_singular(),
     97 			      _M_message(__gnu_debug::__msg_bad_bitset_write)
     98 				._M_iterator(*this));
     99 	  *static_cast<_Base_ref*>(this) = __x;
    100 	  return *this;
    101 	}
    102 
    103 	bool
    104 	operator~() const _GLIBCXX_NOEXCEPT
    105 	{
    106 	  _GLIBCXX_DEBUG_VERIFY(!this->_M_singular(),
    107 			       _M_message(__gnu_debug::__msg_bad_bitset_read)
    108 				._M_iterator(*this));
    109 	  return ~(*static_cast<const _Base_ref*>(this));
    110 	}
    111 
    112 	operator bool() const _GLIBCXX_NOEXCEPT
    113 	{
    114 	  _GLIBCXX_DEBUG_VERIFY(!this->_M_singular(),
    115 			      _M_message(__gnu_debug::__msg_bad_bitset_read)
    116 				._M_iterator(*this));
    117 	  return *static_cast<const _Base_ref*>(this);
    118 	}
    119 
    120 	reference&
    121 	flip() _GLIBCXX_NOEXCEPT
    122 	{
    123 	  _GLIBCXX_DEBUG_VERIFY(!this->_M_singular(),
    124 			      _M_message(__gnu_debug::__msg_bad_bitset_flip)
    125 				._M_iterator(*this));
    126 	  _Base_ref::flip();
    127 	  return *this;
    128 	}
    129       };
    130 #endif
    131 
    132       // 23.3.5.1 constructors:
    133       _GLIBCXX_CONSTEXPR bitset() _GLIBCXX_NOEXCEPT
    134       : _Base() { }
    135 
    136 #if __cplusplus >= 201103L
    137       constexpr bitset(unsigned long long __val) noexcept
    138 #else
    139       bitset(unsigned long __val)
    140 #endif
    141       : _Base(__val) { }
    142 
    143       template<typename _CharT, typename _Traits, typename _Alloc>
    144         explicit
    145         bitset(const std::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>& __str,
    146 	       typename std::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::size_type
    147 	       __pos = 0,
    148 	       typename std::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::size_type
    149 	       __n = (std::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::npos))
    150 	: _Base(__str, __pos, __n) { }
    151 
    152       // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
    153       // 396. what are characters zero and one.
    154       template<class _CharT, class _Traits, class _Alloc>
    155 	bitset(const std::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>& __str,
    156 	       typename std::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::size_type
    157 	       __pos,
    158 	       typename std::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::size_type
    159 	       __n,
    160 	       _CharT __zero, _CharT __one = _CharT('1'))
    161 	: _Base(__str, __pos, __n, __zero, __one) { }
    162 
    163       bitset(const _Base& __x) : _Base(__x) { }
    164 
    165 #if __cplusplus >= 201103L
    166       template<typename _CharT>
    167         explicit
    168         bitset(const _CharT* __str,
    169 	       typename std::basic_string<_CharT>::size_type __n
    170 	       = std::basic_string<_CharT>::npos,
    171 	       _CharT __zero = _CharT('0'), _CharT __one = _CharT('1'))
    172 	: _Base(__str, __n, __zero, __one) { }
    173 #endif
    174 
    175       // 23.3.5.2 bitset operations:
    176       bitset<_Nb>&
    177       operator&=(const bitset<_Nb>& __rhs) _GLIBCXX_NOEXCEPT
    178       {
    179 	_M_base() &= __rhs;
    180 	return *this;
    181       }
    182 
    183       bitset<_Nb>&
    184       operator|=(const bitset<_Nb>& __rhs) _GLIBCXX_NOEXCEPT
    185       {
    186 	_M_base() |= __rhs;
    187 	return *this;
    188       }
    189 
    190       bitset<_Nb>&
    191       operator^=(const bitset<_Nb>& __rhs) _GLIBCXX_NOEXCEPT
    192       {
    193 	_M_base() ^= __rhs;
    194 	return *this;
    195       }
    196 
    197       bitset<_Nb>&
    198       operator<<=(size_t __pos) _GLIBCXX_NOEXCEPT
    199       {
    200 	_M_base() <<= __pos;
    201 	return *this;
    202       }
    203 
    204       bitset<_Nb>&
    205       operator>>=(size_t __pos) _GLIBCXX_NOEXCEPT
    206       {
    207 	_M_base() >>= __pos;
    208 	return *this;
    209       }
    210 
    211       bitset<_Nb>&
    212       set() _GLIBCXX_NOEXCEPT
    213       {
    214 	_Base::set();
    215 	return *this;
    216       }
    217 
    218       // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
    219       // 186. bitset::set() second parameter should be bool
    220       bitset<_Nb>&
    221       set(size_t __pos, bool __val = true)
    222       {
    223 	_Base::set(__pos, __val);
    224 	return *this;
    225       }
    226 
    227       bitset<_Nb>&
    228       reset() _GLIBCXX_NOEXCEPT
    229       {
    230 	_Base::reset();
    231 	return *this;
    232       }
    233 
    234       bitset<_Nb>&
    235       reset(size_t __pos)
    236       {
    237 	_Base::reset(__pos);
    238 	return *this;
    239       }
    240 
    241       bitset<_Nb>
    242       operator~() const _GLIBCXX_NOEXCEPT
    243       { return bitset(~_M_base()); }
    244 
    245       bitset<_Nb>&
    246       flip() _GLIBCXX_NOEXCEPT
    247       {
    248 	_Base::flip();
    249 	return *this;
    250       }
    251 
    252       bitset<_Nb>&
    253       flip(size_t __pos)
    254       {
    255 	_Base::flip(__pos);
    256 	return *this;
    257       }
    258 
    259       // element access:
    260       // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
    261       // 11. Bitset minor problems
    262       reference
    263       operator[](size_t __pos)
    264       {
    265 	__glibcxx_check_subscript(__pos);
    266 #if __cplusplus >= 201103L
    267 	return _M_base()[__pos];
    268 #else
    269 	return reference(_M_base()[__pos], this);
    270 #endif
    271       }
    272 
    273       // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
    274       // 11. Bitset minor problems
    275       _GLIBCXX_CONSTEXPR bool
    276       operator[](size_t __pos) const
    277       {
    278 #if __cplusplus < 201103L
    279 	// TODO: Check in debug-mode too.
    280 	__glibcxx_check_subscript(__pos);
    281 #endif
    282 	return _Base::operator[](__pos);
    283       }
    284 
    285       using _Base::to_ulong;
    286 #if __cplusplus >= 201103L
    287       using _Base::to_ullong;
    288 #endif
    289 
    290       template <typename _CharT, typename _Traits, typename _Alloc>
    291         std::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>
    292         to_string() const
    293         { return _M_base().template to_string<_CharT, _Traits, _Alloc>(); }
    294 
    295       // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
    296       // 396. what are characters zero and one.
    297       template<class _CharT, class _Traits, class _Alloc>
    298 	std::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>
    299 	to_string(_CharT __zero, _CharT __one = _CharT('1')) const
    300 	{
    301 	  return _M_base().template
    302 	    to_string<_CharT, _Traits, _Alloc>(__zero, __one);
    303 	}
    304 
    305       // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
    306       // 434. bitset::to_string() hard to use.
    307       template<typename _CharT, typename _Traits>
    308         std::basic_string<_CharT, _Traits, std::allocator<_CharT> >
    309         to_string() const
    310         { return to_string<_CharT, _Traits, std::allocator<_CharT> >(); }
    311 
    312       // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
    313       // 853. to_string needs updating with zero and one.
    314       template<class _CharT, class _Traits>
    315 	std::basic_string<_CharT, _Traits, std::allocator<_CharT> >
    316 	to_string(_CharT __zero, _CharT __one = _CharT('1')) const
    317 	{ return to_string<_CharT, _Traits,
    318 	                   std::allocator<_CharT> >(__zero, __one); }
    319 
    320       template<typename _CharT>
    321         std::basic_string<_CharT, std::char_traits<_CharT>,
    322                           std::allocator<_CharT> >
    323         to_string() const
    324         {
    325           return to_string<_CharT, std::char_traits<_CharT>,
    326                            std::allocator<_CharT> >();
    327         }
    328 
    329       template<class _CharT>
    330 	std::basic_string<_CharT, std::char_traits<_CharT>,
    331 	                  std::allocator<_CharT> >
    332 	to_string(_CharT __zero, _CharT __one = _CharT('1')) const
    333 	{
    334 	  return to_string<_CharT, std::char_traits<_CharT>,
    335 	                   std::allocator<_CharT> >(__zero, __one);
    336 	}
    337 
    338       std::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> >
    339       to_string() const
    340       {
    341 	return to_string<char,std::char_traits<char>,std::allocator<char> >();
    342       }
    343 
    344       std::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> >
    345       to_string(char __zero, char __one = '1') const
    346       {
    347 	return to_string<char, std::char_traits<char>,
    348 	                 std::allocator<char> >(__zero, __one);
    349       }
    350 
    351       using _Base::count;
    352       using _Base::size;
    353 
    354       bool
    355       operator==(const bitset<_Nb>& __rhs) const _GLIBCXX_NOEXCEPT
    356       { return _M_base() == __rhs._M_base(); }
    357 
    358 #if __cpp_impl_three_way_comparison < 201907L
    359       bool
    360       operator!=(const bitset<_Nb>& __rhs) const _GLIBCXX_NOEXCEPT
    361       { return _M_base() != __rhs._M_base(); }
    362 #endif
    363 
    364       using _Base::test;
    365       using _Base::all;
    366       using _Base::any;
    367       using _Base::none;
    368 
    369       bitset<_Nb>
    370       operator<<(size_t __pos) const _GLIBCXX_NOEXCEPT
    371       { return bitset<_Nb>(_M_base() << __pos); }
    372 
    373       bitset<_Nb>
    374       operator>>(size_t __pos) const _GLIBCXX_NOEXCEPT
    375       { return bitset<_Nb>(_M_base() >> __pos); }
    376 
    377       _Base& 
    378       _M_base() _GLIBCXX_NOEXCEPT
    379       { return *this; }
    380 
    381       const _Base&
    382       _M_base() const _GLIBCXX_NOEXCEPT
    383       { return *this; }
    384     };
    385 
    386   template<size_t _Nb>
    387     bitset<_Nb>
    388     operator&(const bitset<_Nb>& __x, const bitset<_Nb>& __y) _GLIBCXX_NOEXCEPT
    389     { return bitset<_Nb>(__x) &= __y; }
    390 
    391   template<size_t _Nb>
    392     bitset<_Nb>
    393     operator|(const bitset<_Nb>& __x, const bitset<_Nb>& __y) _GLIBCXX_NOEXCEPT
    394     { return bitset<_Nb>(__x) |= __y; }
    395 
    396   template<size_t _Nb>
    397     bitset<_Nb>
    398     operator^(const bitset<_Nb>& __x, const bitset<_Nb>& __y) _GLIBCXX_NOEXCEPT
    399     { return bitset<_Nb>(__x) ^= __y; }
    400 
    401   template<typename _CharT, typename _Traits, size_t _Nb>
    402     std::basic_istream<_CharT, _Traits>&
    403     operator>>(std::basic_istream<_CharT, _Traits>& __is, bitset<_Nb>& __x)
    404     { return __is >> __x._M_base(); }
    405 
    406   template<typename _CharT, typename _Traits, size_t _Nb>
    407     std::basic_ostream<_CharT, _Traits>&
    408     operator<<(std::basic_ostream<_CharT, _Traits>& __os,
    409 	       const bitset<_Nb>& __x)
    410     { return __os << __x._M_base(); }
    411 
    412 } // namespace __debug
    413 
    414 #if __cplusplus >= 201103L
    415   // DR 1182.
    416   /// std::hash specialization for bitset.
    417   template<size_t _Nb>
    418     struct hash<__debug::bitset<_Nb>>
    419     : public __hash_base<size_t, __debug::bitset<_Nb>>
    420     {
    421       size_t
    422       operator()(const __debug::bitset<_Nb>& __b) const noexcept
    423       { return std::hash<_GLIBCXX_STD_C::bitset<_Nb>>()(__b._M_base()); }
    424     };
    425 #endif
    426 
    427 } // namespace std
    428 
    429 #endif
    430