1 // Debugging set 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/set.h
26  *  This file is a GNU debug extension to the Standard C++ Library.
27  */
28 
29 #ifndef _GLIBCXX_DEBUG_SET_H
30 #define _GLIBCXX_DEBUG_SET_H 1
31 
32 #include <debug/safe_sequence.h>
33 #include <debug/safe_container.h>
34 #include <debug/safe_iterator.h>
35 #include <bits/stl_pair.h>
36 
_GLIBCXX_VISIBILITY(default)37 namespace std _GLIBCXX_VISIBILITY(default)
38 {
39 namespace __debug
40 {
41   /// Class std::set with safety/checking/debug instrumentation.
42   template<typename _Key, typename _Compare = std::less<_Key>,
43              typename _Allocator = std::allocator<_Key> >
44     class set
45     : public __gnu_debug::_Safe_container<
46           set<_Key, _Compare, _Allocator>, _Allocator,
47           __gnu_debug::_Safe_node_sequence>,
48       public _GLIBCXX_STD_C::set<_Key,_Compare,_Allocator>
49     {
50       typedef _GLIBCXX_STD_C::set<_Key, _Compare, _Allocator>         _Base;
51       typedef __gnu_debug::_Safe_container<
52           set, _Allocator, __gnu_debug::_Safe_node_sequence>          _Safe;
53 
54       typedef typename _Base::const_iterator      _Base_const_iterator;
55       typedef typename _Base::iterator            _Base_iterator;
56       typedef __gnu_debug::_Equal_to<_Base_const_iterator> _Equal;
57 
58       template<typename _ItT, typename _SeqT, typename _CatT>
59           friend class ::__gnu_debug::_Safe_iterator;
60 
61       // Reference wrapper for base class. Disambiguates set(const _Base&)
62       // from copy constructor by requiring a user-defined conversion.
63       // See PR libstdc++/90102.
64       struct _Base_ref
65       {
66           _Base_ref(const _Base& __r) : _M_ref(__r) { }
67 
68           const _Base& _M_ref;
69       };
70 
71     public:
72       // types:
73       typedef _Key                                          key_type;
74       typedef _Key                                          value_type;
75       typedef _Compare                                                key_compare;
76       typedef _Compare                                                value_compare;
77       typedef _Allocator                                    allocator_type;
78       typedef typename _Base::reference                     reference;
79       typedef typename _Base::const_reference               const_reference;
80 
81       typedef __gnu_debug::_Safe_iterator<_Base_iterator, set>
82                                                                       iterator;
83       typedef __gnu_debug::_Safe_iterator<_Base_const_iterator, set>
84                                                                       const_iterator;
85 
86       typedef typename _Base::size_type                     size_type;
87       typedef typename _Base::difference_type               difference_type;
88       typedef typename _Base::pointer                       pointer;
89       typedef typename _Base::const_pointer                 const_pointer;
90       typedef std::reverse_iterator<iterator>               reverse_iterator;
91       typedef std::reverse_iterator<const_iterator>         const_reverse_iterator;
92 
93       // 23.3.3.1 construct/copy/destroy:
94 
95 #if __cplusplus < 201103L
96       set() : _Base() { }
97 
98       set(const set& __x)
99       : _Base(__x) { }
100 
101       ~set() { }
102 #else
103       set() = default;
104       set(const set&) = default;
105       set(set&&) = default;
106 
107       set(initializer_list<value_type> __l,
108             const _Compare& __comp = _Compare(),
109             const allocator_type& __a = allocator_type())
110       : _Base(__l, __comp, __a) { }
111 
112       explicit
113       set(const allocator_type& __a)
114       : _Base(__a) { }
115 
116       set(const set& __x, const __type_identity_t<allocator_type>& __a)
117       : _Base(__x, __a) { }
118 
119       set(set&& __x, const __type_identity_t<allocator_type>& __a)
120       noexcept( noexcept(_Base(std::move(__x), __a)) )
121       : _Safe(std::move(__x), __a),
122           _Base(std::move(__x), __a) { }
123 
124       set(initializer_list<value_type> __l, const allocator_type& __a)
125       : _Base(__l, __a) { }
126 
127       template<typename _InputIterator>
128           set(_InputIterator __first, _InputIterator __last,
129               const allocator_type& __a)
130           : _Base(__gnu_debug::__base(
131                       __glibcxx_check_valid_constructor_range(__first, __last)),
132                     __gnu_debug::__base(__last), __a) { }
133 
134       ~set() = default;
135 #endif
136 
137       explicit set(const _Compare& __comp,
138                        const _Allocator& __a = _Allocator())
139       : _Base(__comp, __a) { }
140 
141       template<typename _InputIterator>
142           set(_InputIterator __first, _InputIterator __last,
143               const _Compare& __comp = _Compare(),
144               const _Allocator& __a = _Allocator())
145           : _Base(__gnu_debug::__base(
146                       __glibcxx_check_valid_constructor_range(__first, __last)),
147                     __gnu_debug::__base(__last),
148                     __comp, __a) { }
149 
150       set(_Base_ref __x)
151       : _Base(__x._M_ref) { }
152 
153 #if __cplusplus >= 201103L
154       set&
155       operator=(const set&) = default;
156 
157       set&
158       operator=(set&&) = default;
159 
160       set&
161       operator=(initializer_list<value_type> __l)
162       {
163           _Base::operator=(__l);
164           this->_M_invalidate_all();
165           return *this;
166       }
167 #endif
168 
169       using _Base::get_allocator;
170 
171       // iterators:
172       iterator
173       begin() _GLIBCXX_NOEXCEPT
174       { return iterator(_Base::begin(), this); }
175 
176       const_iterator
177       begin() const _GLIBCXX_NOEXCEPT
178       { return const_iterator(_Base::begin(), this); }
179 
180       iterator
181       end() _GLIBCXX_NOEXCEPT
182       { return iterator(_Base::end(), this); }
183 
184       const_iterator
185       end() const _GLIBCXX_NOEXCEPT
186       { return const_iterator(_Base::end(), this); }
187 
188       reverse_iterator
189       rbegin() _GLIBCXX_NOEXCEPT
190       { return reverse_iterator(end()); }
191 
192       const_reverse_iterator
193       rbegin() const _GLIBCXX_NOEXCEPT
194       { return const_reverse_iterator(end()); }
195 
196       reverse_iterator
197       rend() _GLIBCXX_NOEXCEPT
198       { return reverse_iterator(begin()); }
199 
200       const_reverse_iterator
201       rend() const _GLIBCXX_NOEXCEPT
202       { return const_reverse_iterator(begin()); }
203 
204 #if __cplusplus >= 201103L
205       const_iterator
206       cbegin() const noexcept
207       { return const_iterator(_Base::begin(), this); }
208 
209       const_iterator
210       cend() const noexcept
211       { return const_iterator(_Base::end(), this); }
212 
213       const_reverse_iterator
214       crbegin() const noexcept
215       { return const_reverse_iterator(end()); }
216 
217       const_reverse_iterator
218       crend() const noexcept
219       { return const_reverse_iterator(begin()); }
220 #endif
221 
222       // capacity:
223       using _Base::empty;
224       using _Base::size;
225       using _Base::max_size;
226 
227       // modifiers:
228 #if __cplusplus >= 201103L
229       template<typename... _Args>
230           std::pair<iterator, bool>
231           emplace(_Args&&... __args)
232           {
233             auto __res = _Base::emplace(std::forward<_Args>(__args)...);
234             return { { __res.first, this }, __res.second };
235           }
236 
237       template<typename... _Args>
238           iterator
239           emplace_hint(const_iterator __pos, _Args&&... __args)
240           {
241             __glibcxx_check_insert(__pos);
242             return
243               {
244                 _Base::emplace_hint(__pos.base(), std::forward<_Args>(__args)...),
245                 this
246               };
247           }
248 #endif
249 
250       std::pair<iterator, bool>
251       insert(const value_type& __x)
252       {
253           std::pair<_Base_iterator, bool> __res = _Base::insert(__x);
254           return std::pair<iterator, bool>(iterator(__res.first, this),
255                                                    __res.second);
256       }
257 
258 #if __cplusplus >= 201103L
259       std::pair<iterator, bool>
260       insert(value_type&& __x)
261       {
262           auto __res = _Base::insert(std::move(__x));
263           return { { __res.first, this }, __res.second };
264       }
265 #endif
266 
267       iterator
268       insert(const_iterator __position, const value_type& __x)
269       {
270           __glibcxx_check_insert(__position);
271           return iterator(_Base::insert(__position.base(), __x), this);
272       }
273 
274 #if __cplusplus >= 201103L
275       iterator
276       insert(const_iterator __position, value_type&& __x)
277       {
278           __glibcxx_check_insert(__position);
279           return { _Base::insert(__position.base(), std::move(__x)), this };
280       }
281 #endif
282 
283       template <typename _InputIterator>
284           void
285           insert(_InputIterator __first, _InputIterator __last)
286           {
287             typename __gnu_debug::_Distance_traits<_InputIterator>::__type __dist;
288             __glibcxx_check_valid_range2(__first, __last, __dist);
289 
290             if (__dist.second >= __gnu_debug::__dp_sign)
291               _Base::insert(__gnu_debug::__unsafe(__first),
292                                 __gnu_debug::__unsafe(__last));
293             else
294               _Base::insert(__first, __last);
295           }
296 
297 #if __cplusplus >= 201103L
298       void
299       insert(initializer_list<value_type> __l)
300       { _Base::insert(__l); }
301 #endif
302 
303 #if __cplusplus > 201402L
304       using node_type = typename _Base::node_type;
305       using insert_return_type = _Node_insert_return<iterator, node_type>;
306 
307       node_type
308       extract(const_iterator __position)
309       {
310           __glibcxx_check_erase(__position);
311           this->_M_invalidate_if(_Equal(__position.base()));
312           return _Base::extract(__position.base());
313       }
314 
315       node_type
316       extract(const key_type& __key)
317       {
318           const auto __position = find(__key);
319           if (__position != end())
320             return extract(__position);
321           return {};
322       }
323 
324       insert_return_type
325       insert(node_type&& __nh)
326       {
327           auto __ret = _Base::insert(std::move(__nh));
328           iterator __pos = iterator(__ret.position, this);
329           return { __pos, __ret.inserted, std::move(__ret.node) };
330       }
331 
332       iterator
333       insert(const_iterator __hint, node_type&& __nh)
334       {
335           __glibcxx_check_insert(__hint);
336           return { _Base::insert(__hint.base(), std::move(__nh)), this };
337       }
338 
339       using _Base::merge;
340 #endif // C++17
341 
342 #if __cplusplus >= 201103L
343       _GLIBCXX_ABI_TAG_CXX11
344       iterator
345       erase(const_iterator __position)
346       {
347           __glibcxx_check_erase(__position);
348           return { erase(__position.base()), this };
349       }
350 
351       _Base_iterator
352       erase(_Base_const_iterator __position)
353       {
354           __glibcxx_check_erase2(__position);
355           this->_M_invalidate_if(_Equal(__position));
356           return _Base::erase(__position);
357       }
358 #else
359       void
360       erase(iterator __position)
361       {
362           __glibcxx_check_erase(__position);
363           this->_M_invalidate_if(_Equal(__position.base()));
364           _Base::erase(__position.base());
365       }
366 #endif
367 
368       size_type
369       erase(const key_type& __x)
370       {
371           _Base_iterator __victim = _Base::find(__x);
372           if (__victim == _Base::end())
373             return 0;
374           else
375             {
376               this->_M_invalidate_if(_Equal(__victim));
377               _Base::erase(__victim);
378               return 1;
379             }
380       }
381 
382 #if __cplusplus >= 201103L
383       _GLIBCXX_ABI_TAG_CXX11
384       iterator
385       erase(const_iterator __first, const_iterator __last)
386       {
387           // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
388           // 151. can't currently clear() empty container
389           __glibcxx_check_erase_range(__first, __last);
390           for (_Base_const_iterator __victim = __first.base();
391                __victim != __last.base(); ++__victim)
392             {
393               _GLIBCXX_DEBUG_VERIFY(__victim != _Base::cend(),
394                                           _M_message(__gnu_debug::__msg_valid_range)
395                                           ._M_iterator(__first, "first")
396                                           ._M_iterator(__last, "last"));
397               this->_M_invalidate_if(_Equal(__victim));
398             }
399 
400           return { _Base::erase(__first.base(), __last.base()), this };
401       }
402 #else
403       void
404       erase(iterator __first, iterator __last)
405       {
406           // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
407           // 151. can't currently clear() empty container
408           __glibcxx_check_erase_range(__first, __last);
409           for (_Base_iterator __victim = __first.base();
410                __victim != __last.base(); ++__victim)
411             {
412               _GLIBCXX_DEBUG_VERIFY(__victim != _Base::end(),
413                                           _M_message(__gnu_debug::__msg_valid_range)
414                                           ._M_iterator(__first, "first")
415                                           ._M_iterator(__last, "last"));
416               this->_M_invalidate_if(_Equal(__victim));
417             }
418           _Base::erase(__first.base(), __last.base());
419       }
420 #endif
421 
422       void
423       swap(set& __x)
424       _GLIBCXX_NOEXCEPT_IF( noexcept(declval<_Base&>().swap(__x)) )
425       {
426           _Safe::_M_swap(__x);
427           _Base::swap(__x);
428       }
429 
430       void
431       clear() _GLIBCXX_NOEXCEPT
432       {
433           this->_M_invalidate_all();
434           _Base::clear();
435       }
436 
437       // observers:
438       using _Base::key_comp;
439       using _Base::value_comp;
440 
441       // set operations:
442       iterator
443       find(const key_type& __x)
444       { return iterator(_Base::find(__x), this); }
445 
446       // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
447       // 214. set::find() missing const overload
448       const_iterator
449       find(const key_type& __x) const
450       { return const_iterator(_Base::find(__x), this); }
451 
452 #if __cplusplus > 201103L
453       template<typename _Kt,
454                  typename _Req =
455                      typename __has_is_transparent<_Compare, _Kt>::type>
456           iterator
457           find(const _Kt& __x)
458           { return { _Base::find(__x), this }; }
459 
460       template<typename _Kt,
461                  typename _Req =
462                      typename __has_is_transparent<_Compare, _Kt>::type>
463           const_iterator
464           find(const _Kt& __x) const
465           { return { _Base::find(__x), this }; }
466 #endif
467 
468       using _Base::count;
469 
470       iterator
471       lower_bound(const key_type& __x)
472       { return iterator(_Base::lower_bound(__x), this); }
473 
474       // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
475       // 214. set::find() missing const overload
476       const_iterator
477       lower_bound(const key_type& __x) const
478       { return const_iterator(_Base::lower_bound(__x), this); }
479 
480 #if __cplusplus > 201103L
481       template<typename _Kt,
482                  typename _Req =
483                      typename __has_is_transparent<_Compare, _Kt>::type>
484           iterator
485           lower_bound(const _Kt& __x)
486           { return { _Base::lower_bound(__x), this }; }
487 
488       template<typename _Kt,
489                  typename _Req =
490                      typename __has_is_transparent<_Compare, _Kt>::type>
491           const_iterator
492           lower_bound(const _Kt& __x) const
493           { return { _Base::lower_bound(__x), this }; }
494 #endif
495 
496       iterator
497       upper_bound(const key_type& __x)
498       { return iterator(_Base::upper_bound(__x), this); }
499 
500       // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
501       // 214. set::find() missing const overload
502       const_iterator
503       upper_bound(const key_type& __x) const
504       { return const_iterator(_Base::upper_bound(__x), this); }
505 
506 #if __cplusplus > 201103L
507       template<typename _Kt,
508                  typename _Req =
509                      typename __has_is_transparent<_Compare, _Kt>::type>
510           iterator
511           upper_bound(const _Kt& __x)
512           { return { _Base::upper_bound(__x), this }; }
513 
514       template<typename _Kt,
515                  typename _Req =
516                      typename __has_is_transparent<_Compare, _Kt>::type>
517           const_iterator
518           upper_bound(const _Kt& __x) const
519           { return { _Base::upper_bound(__x), this }; }
520 #endif
521 
522       std::pair<iterator, iterator>
523       equal_range(const key_type& __x)
524       {
525           std::pair<_Base_iterator, _Base_iterator> __res =
526           _Base::equal_range(__x);
527           return std::make_pair(iterator(__res.first, this),
528                                     iterator(__res.second, this));
529       }
530 
531       // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
532       // 214. set::find() missing const overload
533       std::pair<const_iterator, const_iterator>
534       equal_range(const key_type& __x) const
535       {
536           std::pair<_Base_const_iterator, _Base_const_iterator> __res =
537           _Base::equal_range(__x);
538           return std::make_pair(const_iterator(__res.first, this),
539                                     const_iterator(__res.second, this));
540       }
541 
542 #if __cplusplus > 201103L
543       template<typename _Kt,
544                  typename _Req =
545                      typename __has_is_transparent<_Compare, _Kt>::type>
546           std::pair<iterator, iterator>
547           equal_range(const _Kt& __x)
548           {
549             auto __res = _Base::equal_range(__x);
550             return { { __res.first, this }, { __res.second, this } };
551           }
552 
553       template<typename _Kt,
554                  typename _Req =
555                      typename __has_is_transparent<_Compare, _Kt>::type>
556           std::pair<const_iterator, const_iterator>
557           equal_range(const _Kt& __x) const
558           {
559             auto __res = _Base::equal_range(__x);
560             return { { __res.first, this }, { __res.second, this } };
561           }
562 #endif
563 
564       _Base&
565       _M_base() _GLIBCXX_NOEXCEPT       { return *this; }
566 
567       const _Base&
568       _M_base() const _GLIBCXX_NOEXCEPT { return *this; }
569     };
570 
571 #if __cpp_deduction_guides >= 201606
572 
573   template<typename _InputIterator,
574              typename _Compare =
575                less<typename iterator_traits<_InputIterator>::value_type>,
576              typename _Allocator =
577                allocator<typename iterator_traits<_InputIterator>::value_type>,
578              typename = _RequireInputIter<_InputIterator>,
579              typename = _RequireNotAllocator<_Compare>,
580              typename = _RequireAllocator<_Allocator>>
581     set(_InputIterator, _InputIterator,
582           _Compare = _Compare(), _Allocator = _Allocator())
583     -> set<typename iterator_traits<_InputIterator>::value_type,
584              _Compare, _Allocator>;
585 
586   template<typename _Key, typename _Compare = less<_Key>,
587              typename _Allocator = allocator<_Key>,
588              typename = _RequireNotAllocator<_Compare>,
589              typename = _RequireAllocator<_Allocator>>
590     set(initializer_list<_Key>,
591           _Compare = _Compare(), _Allocator = _Allocator())
592     -> set<_Key, _Compare, _Allocator>;
593 
594   template<typename _InputIterator, typename _Allocator,
595              typename = _RequireInputIter<_InputIterator>,
596              typename = _RequireAllocator<_Allocator>>
597     set(_InputIterator, _InputIterator, _Allocator)
598     -> set<typename iterator_traits<_InputIterator>::value_type,
599              less<typename iterator_traits<_InputIterator>::value_type>,
600              _Allocator>;
601 
602   template<typename _Key, typename _Allocator,
603              typename = _RequireAllocator<_Allocator>>
604     set(initializer_list<_Key>, _Allocator)
605     -> set<_Key, less<_Key>, _Allocator>;
606 
607 #endif // deduction guides
608 
609   template<typename _Key, typename _Compare, typename _Allocator>
610     inline bool
611     operator==(const set<_Key, _Compare, _Allocator>& __lhs,
612                  const set<_Key, _Compare, _Allocator>& __rhs)
613     { return __lhs._M_base() == __rhs._M_base(); }
614 
615 #if __cpp_lib_three_way_comparison
616   template<typename _Key, typename _Compare, typename _Alloc>
617     inline __detail::__synth3way_t<_Key>
618     operator<=>(const set<_Key, _Compare, _Alloc>& __lhs,
619                     const set<_Key, _Compare, _Alloc>& __rhs)
620     { return __lhs._M_base() <=> __rhs._M_base(); }
621 #else
622   template<typename _Key, typename _Compare, typename _Allocator>
623     inline bool
624     operator!=(const set<_Key, _Compare, _Allocator>& __lhs,
625                  const set<_Key, _Compare, _Allocator>& __rhs)
626     { return __lhs._M_base() != __rhs._M_base(); }
627 
628   template<typename _Key, typename _Compare, typename _Allocator>
629     inline bool
630     operator<(const set<_Key, _Compare, _Allocator>& __lhs,
631                 const set<_Key, _Compare, _Allocator>& __rhs)
632     { return __lhs._M_base() < __rhs._M_base(); }
633 
634   template<typename _Key, typename _Compare, typename _Allocator>
635     inline bool
636     operator<=(const set<_Key, _Compare, _Allocator>& __lhs,
637                  const set<_Key, _Compare, _Allocator>& __rhs)
638     { return __lhs._M_base() <= __rhs._M_base(); }
639 
640   template<typename _Key, typename _Compare, typename _Allocator>
641     inline bool
642     operator>=(const set<_Key, _Compare, _Allocator>& __lhs,
643                  const set<_Key, _Compare, _Allocator>& __rhs)
644     { return __lhs._M_base() >= __rhs._M_base(); }
645 
646   template<typename _Key, typename _Compare, typename _Allocator>
647     inline bool
648     operator>(const set<_Key, _Compare, _Allocator>& __lhs,
649                 const set<_Key, _Compare, _Allocator>& __rhs)
650     { return __lhs._M_base() > __rhs._M_base(); }
651 #endif // three-way comparison
652 
653   template<typename _Key, typename _Compare, typename _Allocator>
654     void
655     swap(set<_Key, _Compare, _Allocator>& __x,
656            set<_Key, _Compare, _Allocator>& __y)
657     _GLIBCXX_NOEXCEPT_IF(noexcept(__x.swap(__y)))
658     { return __x.swap(__y); }
659 
660 } // namespace __debug
661 } // namespace std
662 
663 #endif
664