Home | History | Annotate | Line # | Download | only in debug
      1 // Debugging bitset implementation -*- C++ -*-
      2 
      3 // Copyright (C) 2003-2024 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 	_GLIBCXX23_CONSTEXPR
    145         explicit
    146         bitset(const std::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>& __str,
    147 	       typename std::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::size_type
    148 	       __pos = 0,
    149 	       typename std::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::size_type
    150 	       __n = (std::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::npos))
    151 	: _Base(__str, __pos, __n) { }
    152 
    153       // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
    154       // 396. what are characters zero and one.
    155       template<class _CharT, class _Traits, class _Alloc>
    156 	_GLIBCXX23_CONSTEXPR
    157 	bitset(const std::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>& __str,
    158 	       typename std::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::size_type
    159 	       __pos,
    160 	       typename std::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::size_type
    161 	       __n,
    162 	       _CharT __zero, _CharT __one = _CharT('1'))
    163 	: _Base(__str, __pos, __n, __zero, __one) { }
    164 
    165       _GLIBCXX23_CONSTEXPR
    166       bitset(const _Base& __x) : _Base(__x) { }
    167 
    168 #if __cplusplus >= 201103L
    169       template<typename _CharT>
    170 	_GLIBCXX23_CONSTEXPR
    171         explicit
    172         bitset(const _CharT* __str,
    173 	       typename std::basic_string<_CharT>::size_type __n
    174 	       = std::basic_string<_CharT>::npos,
    175 	       _CharT __zero = _CharT('0'), _CharT __one = _CharT('1'))
    176 	: _Base(__str, __n, __zero, __one) { }
    177 #endif
    178 
    179       // 23.3.5.2 bitset operations:
    180       _GLIBCXX23_CONSTEXPR
    181       bitset<_Nb>&
    182       operator&=(const bitset<_Nb>& __rhs) _GLIBCXX_NOEXCEPT
    183       {
    184 	_M_base() &= __rhs;
    185 	return *this;
    186       }
    187 
    188       _GLIBCXX23_CONSTEXPR
    189       bitset<_Nb>&
    190       operator|=(const bitset<_Nb>& __rhs) _GLIBCXX_NOEXCEPT
    191       {
    192 	_M_base() |= __rhs;
    193 	return *this;
    194       }
    195 
    196       _GLIBCXX23_CONSTEXPR
    197       bitset<_Nb>&
    198       operator^=(const bitset<_Nb>& __rhs) _GLIBCXX_NOEXCEPT
    199       {
    200 	_M_base() ^= __rhs;
    201 	return *this;
    202       }
    203 
    204       _GLIBCXX23_CONSTEXPR
    205       bitset<_Nb>&
    206       operator<<=(size_t __pos) _GLIBCXX_NOEXCEPT
    207       {
    208 	_M_base() <<= __pos;
    209 	return *this;
    210       }
    211 
    212       _GLIBCXX23_CONSTEXPR
    213       bitset<_Nb>&
    214       operator>>=(size_t __pos) _GLIBCXX_NOEXCEPT
    215       {
    216 	_M_base() >>= __pos;
    217 	return *this;
    218       }
    219 
    220       _GLIBCXX23_CONSTEXPR
    221       bitset<_Nb>&
    222       set() _GLIBCXX_NOEXCEPT
    223       {
    224 	_Base::set();
    225 	return *this;
    226       }
    227 
    228       // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
    229       // 186. bitset::set() second parameter should be bool
    230       _GLIBCXX23_CONSTEXPR
    231       bitset<_Nb>&
    232       set(size_t __pos, bool __val = true)
    233       {
    234 	_Base::set(__pos, __val);
    235 	return *this;
    236       }
    237 
    238       _GLIBCXX23_CONSTEXPR
    239       bitset<_Nb>&
    240       reset() _GLIBCXX_NOEXCEPT
    241       {
    242 	_Base::reset();
    243 	return *this;
    244       }
    245 
    246       _GLIBCXX23_CONSTEXPR
    247       bitset<_Nb>&
    248       reset(size_t __pos)
    249       {
    250 	_Base::reset(__pos);
    251 	return *this;
    252       }
    253 
    254       _GLIBCXX23_CONSTEXPR
    255       bitset<_Nb>
    256       operator~() const _GLIBCXX_NOEXCEPT
    257       { return bitset(~_M_base()); }
    258 
    259       _GLIBCXX23_CONSTEXPR
    260       bitset<_Nb>&
    261       flip() _GLIBCXX_NOEXCEPT
    262       {
    263 	_Base::flip();
    264 	return *this;
    265       }
    266 
    267       _GLIBCXX23_CONSTEXPR
    268       bitset<_Nb>&
    269       flip(size_t __pos)
    270       {
    271 	_Base::flip(__pos);
    272 	return *this;
    273       }
    274 
    275       // element access:
    276       // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
    277       // 11. Bitset minor problems
    278       _GLIBCXX23_CONSTEXPR
    279       reference
    280       operator[](size_t __pos)
    281       {
    282 	__glibcxx_check_subscript(__pos);
    283 #if __cplusplus >= 201103L
    284 	return _M_base()[__pos];
    285 #else
    286 	return reference(_M_base()[__pos], this);
    287 #endif
    288       }
    289 
    290       // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
    291       // 11. Bitset minor problems
    292       _GLIBCXX_CONSTEXPR bool
    293       operator[](size_t __pos) const
    294       {
    295 #if __cplusplus < 201103L
    296 	// TODO: Check in debug-mode too.
    297 	__glibcxx_check_subscript(__pos);
    298 #endif
    299 	return _Base::operator[](__pos);
    300       }
    301 
    302       using _Base::to_ulong;
    303 #if __cplusplus >= 201103L
    304       using _Base::to_ullong;
    305 #endif
    306 
    307       template <typename _CharT, typename _Traits, typename _Alloc>
    308 	_GLIBCXX23_CONSTEXPR
    309         std::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>
    310         to_string() const
    311         { return _M_base().template to_string<_CharT, _Traits, _Alloc>(); }
    312 
    313       // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
    314       // 396. what are characters zero and one.
    315       template<class _CharT, class _Traits, class _Alloc>
    316 	_GLIBCXX23_CONSTEXPR
    317 	std::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>
    318 	to_string(_CharT __zero, _CharT __one = _CharT('1')) const
    319 	{
    320 	  return _M_base().template
    321 	    to_string<_CharT, _Traits, _Alloc>(__zero, __one);
    322 	}
    323 
    324       // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
    325       // 434. bitset::to_string() hard to use.
    326       template<typename _CharT, typename _Traits>
    327 	_GLIBCXX23_CONSTEXPR
    328         std::basic_string<_CharT, _Traits, std::allocator<_CharT> >
    329         to_string() const
    330         { return to_string<_CharT, _Traits, std::allocator<_CharT> >(); }
    331 
    332       // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
    333       // 853. to_string needs updating with zero and one.
    334       template<class _CharT, class _Traits>
    335 	_GLIBCXX23_CONSTEXPR
    336 	std::basic_string<_CharT, _Traits, std::allocator<_CharT> >
    337 	to_string(_CharT __zero, _CharT __one = _CharT('1')) const
    338 	{ return to_string<_CharT, _Traits,
    339 	                   std::allocator<_CharT> >(__zero, __one); }
    340 
    341       template<typename _CharT>
    342 	_GLIBCXX23_CONSTEXPR
    343         std::basic_string<_CharT, std::char_traits<_CharT>,
    344                           std::allocator<_CharT> >
    345         to_string() const
    346         {
    347           return to_string<_CharT, std::char_traits<_CharT>,
    348                            std::allocator<_CharT> >();
    349         }
    350 
    351       template<class _CharT>
    352 	_GLIBCXX23_CONSTEXPR
    353 	std::basic_string<_CharT, std::char_traits<_CharT>,
    354 	                  std::allocator<_CharT> >
    355 	to_string(_CharT __zero, _CharT __one = _CharT('1')) const
    356 	{
    357 	  return to_string<_CharT, std::char_traits<_CharT>,
    358 	                   std::allocator<_CharT> >(__zero, __one);
    359 	}
    360 
    361       _GLIBCXX23_CONSTEXPR
    362       std::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> >
    363       to_string() const
    364       {
    365 	return to_string<char,std::char_traits<char>,std::allocator<char> >();
    366       }
    367 
    368       _GLIBCXX23_CONSTEXPR
    369       std::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> >
    370       to_string(char __zero, char __one = '1') const
    371       {
    372 	return to_string<char, std::char_traits<char>,
    373 	                 std::allocator<char> >(__zero, __one);
    374       }
    375 
    376       using _Base::count;
    377       using _Base::size;
    378 
    379       _GLIBCXX23_CONSTEXPR
    380       bool
    381       operator==(const bitset<_Nb>& __rhs) const _GLIBCXX_NOEXCEPT
    382       { return _M_base() == __rhs._M_base(); }
    383 
    384 #if __cpp_impl_three_way_comparison < 201907L
    385       bool
    386       operator!=(const bitset<_Nb>& __rhs) const _GLIBCXX_NOEXCEPT
    387       { return _M_base() != __rhs._M_base(); }
    388 #endif
    389 
    390       using _Base::test;
    391       using _Base::all;
    392       using _Base::any;
    393       using _Base::none;
    394 
    395       _GLIBCXX23_CONSTEXPR
    396       bitset<_Nb>
    397       operator<<(size_t __pos) const _GLIBCXX_NOEXCEPT
    398       { return bitset<_Nb>(_M_base() << __pos); }
    399 
    400       _GLIBCXX23_CONSTEXPR
    401       bitset<_Nb>
    402       operator>>(size_t __pos) const _GLIBCXX_NOEXCEPT
    403       { return bitset<_Nb>(_M_base() >> __pos); }
    404 
    405       _GLIBCXX23_CONSTEXPR
    406       _Base& 
    407       _M_base() _GLIBCXX_NOEXCEPT
    408       { return *this; }
    409 
    410       _GLIBCXX23_CONSTEXPR
    411       const _Base&
    412       _M_base() const _GLIBCXX_NOEXCEPT
    413       { return *this; }
    414     };
    415 
    416   template<size_t _Nb>
    417     _GLIBCXX23_CONSTEXPR
    418     inline bitset<_Nb>
    419     operator&(const bitset<_Nb>& __x, const bitset<_Nb>& __y) _GLIBCXX_NOEXCEPT
    420     { return bitset<_Nb>(__x) &= __y; }
    421 
    422   template<size_t _Nb>
    423     _GLIBCXX23_CONSTEXPR
    424     inline bitset<_Nb>
    425     operator|(const bitset<_Nb>& __x, const bitset<_Nb>& __y) _GLIBCXX_NOEXCEPT
    426     { return bitset<_Nb>(__x) |= __y; }
    427 
    428   template<size_t _Nb>
    429     _GLIBCXX23_CONSTEXPR
    430     inline bitset<_Nb>
    431     operator^(const bitset<_Nb>& __x, const bitset<_Nb>& __y) _GLIBCXX_NOEXCEPT
    432     { return bitset<_Nb>(__x) ^= __y; }
    433 
    434   template<typename _CharT, typename _Traits, size_t _Nb>
    435     inline std::basic_istream<_CharT, _Traits>&
    436     operator>>(std::basic_istream<_CharT, _Traits>& __is, bitset<_Nb>& __x)
    437     { return __is >> __x._M_base(); }
    438 
    439   template<typename _CharT, typename _Traits, size_t _Nb>
    440     inline std::basic_ostream<_CharT, _Traits>&
    441     operator<<(std::basic_ostream<_CharT, _Traits>& __os,
    442 	       const bitset<_Nb>& __x)
    443     { return __os << __x._M_base(); }
    444 
    445 } // namespace __debug
    446 
    447 #if __cplusplus >= 201103L
    448   // DR 1182.
    449   /// std::hash specialization for bitset.
    450   template<size_t _Nb>
    451     struct hash<__debug::bitset<_Nb>>
    452     : public __hash_base<size_t, __debug::bitset<_Nb>>
    453     {
    454       size_t
    455       operator()(const __debug::bitset<_Nb>& __b) const noexcept
    456       { return std::hash<_GLIBCXX_STD_C::bitset<_Nb>>()(__b._M_base()); }
    457     };
    458 #endif
    459 
    460 } // namespace std
    461 
    462 #endif
    463