contrib/libc++/include/bitset

   1 // -*- C++ -*-
   2 //===---------------------------- bitset ----------------------------------===//
   3 //
   4 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   5 //
   6 // This file is dual licensed under the MIT and the University of Illinois Open
   7 // Source Licenses. See LICENSE.TXT for details.
   8 //
   9 //===----------------------------------------------------------------------===//
  10
  11 #ifndef _LIBCPP_BITSET
  12 #define _LIBCPP_BITSET
  13
  14 /*
  15     bitset synopsis
  16
  17 namespace std
  18 {
  19
  20 namespace std {
  21
  22 template <size_t N>
  23 class bitset
  24 {
  25 public:
  26     // bit reference:
  27     class reference
  28     {
  29         friend class bitset;
  30         reference() noexcept;
  31     public:
  32         ~reference() noexcept;
  33         reference& operator=(bool x) noexcept;           // for b[i] = x;
  34         reference& operator=(const reference&) noexcept; // for b[i] = b[j];
  35         bool operator~() const noexcept;                 // flips the bit
  36         operator bool() const noexcept;                  // for x = b[i];
  37         reference& flip() noexcept;                      // for b[i].flip();
  38     };
  39
  40     // 23.3.5.1 constructors:
  41     constexpr bitset() noexcept;
  42     constexpr bitset(unsigned long long val) noexcept;
  43     template <class charT>
  44         explicit bitset(const charT* str,
  45                         typename basic_string<charT>::size_type n = basic_string<charT>::npos,
  46                         charT zero = charT('0'), charT one = charT('1'));
  47     template<class charT, class traits, class Allocator>
  48         explicit bitset(const basic_string<charT,traits,Allocator>& str,
  49                         typename basic_string<charT,traits,Allocator>::size_type pos = 0,
  50                         typename basic_string<charT,traits,Allocator>::size_type n =
  51                                  basic_string<charT,traits,Allocator>::npos,
  52                         charT zero = charT('0'), charT one = charT('1'));
  53
  54     // 23.3.5.2 bitset operations:
  55     bitset& operator&=(const bitset& rhs) noexcept;
  56     bitset& operator|=(const bitset& rhs) noexcept;
  57     bitset& operator^=(const bitset& rhs) noexcept;
  58     bitset& operator<<=(size_t pos) noexcept;
  59     bitset& operator>>=(size_t pos) noexcept;
  60     bitset& set() noexcept;
  61     bitset& set(size_t pos, bool val = true);
  62     bitset& reset() noexcept;
  63     bitset& reset(size_t pos);
  64     bitset operator~() const noexcept;
  65     bitset& flip() noexcept;
  66     bitset& flip(size_t pos);
  67
  68     // element access:
  69     constexpr bool operator[](size_t pos) const; // for b[i];
  70     reference operator[](size_t pos);            // for b[i];
  71     unsigned long to_ulong() const;
  72     unsigned long long to_ullong() const;
  73     template <class charT, class traits, class Allocator>
  74         basic_string<charT, traits, Allocator> to_string(charT zero = charT('0'), charT one = charT('1')) const;
  75     template <class charT, class traits>
  76         basic_string<charT, traits, allocator<charT> > to_string(charT zero = charT('0'), charT one = charT('1')) const;
  77     template <class charT>
  78         basic_string<charT, char_traits<charT>, allocator<charT> > to_string(charT zero = charT('0'), charT one = charT('1')) const;
  79     basic_string<char, char_traits<char>, allocator<char> > to_string(char zero = '0', char one = '1') const;
  80     size_t count() const noexcept;
  81     constexpr size_t size() const noexcept;
  82     bool operator==(const bitset& rhs) const noexcept;
  83     bool operator!=(const bitset& rhs) const noexcept;
  84     bool test(size_t pos) const;
  85     bool all() const noexcept;
  86     bool any() const noexcept;
  87     bool none() const noexcept;
  88     bitset operator<<(size_t pos) const noexcept;
  89     bitset operator>>(size_t pos) const noexcept;
  90 };
  91
  92 // 23.3.5.3 bitset operators:
  93 template <size_t N>
  94 bitset<N> operator&(const bitset<N>&, const bitset<N>&) noexcept;
  95
  96 template <size_t N>
  97 bitset<N> operator|(const bitset<N>&, const bitset<N>&) noexcept;
  98
  99 template <size_t N>
 100 bitset<N> operator^(const bitset<N>&, const bitset<N>&) noexcept;
 101
 102 template <class charT, class traits, size_t N>
 103 basic_istream<charT, traits>&
 104 operator>>(basic_istream<charT, traits>& is, bitset<N>& x);
 105
 106 template <class charT, class traits, size_t N>
 107 basic_ostream<charT, traits>&
 108 operator<<(basic_ostream<charT, traits>& os, const bitset<N>& x);
 109
 110 template <size_t N> struct hash<std::bitset<N>>;
 111
 112 }  // std
 113
 114 */
 115
 116 #if !defined(_LIBCPP_HAS_NO_PRAGMA_SYSTEM_HEADER)
 117 #pragma GCC system_header
 118 #endif
 119
 120 #include <__config>
 121 #include <__bit_reference>
 122 #include <cstddef>
 123 #include <climits>
 124 #include <string>
 125 #include <stdexcept>
 126 #include <iosfwd>
 127 #include <__functional_base>
 128
 129 #include <__undef_min_max>
 130
 131 _LIBCPP_BEGIN_NAMESPACE_STD
 132
 133 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 134 class __bitset;
 135
 136 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 137 struct __has_storage_type<__bitset<_N_words, _Size> >
 138 {
 139     static const bool value = true;
 140 };
 141
 142 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 143 class __bitset
 144 {
 145 public:
 146     typedef ptrdiff_t              difference_type;
 147     typedef size_t                 size_type;
 148     typedef size_type              __storage_type;
 149 protected:
 150     typedef __bitset __self;
 151     typedef       __storage_type*  __storage_pointer;
 152     typedef const __storage_type*  __const_storage_pointer;
 153     static const unsigned __bits_per_word = static_cast<unsigned>(sizeof(__storage_type) * CHAR_BIT);
 154
 155     friend class __bit_reference<__bitset>;
 156     friend class __bit_const_reference<__bitset>;
 157     friend class __bit_iterator<__bitset, false>;
 158     friend class __bit_iterator<__bitset, true>;
 159     friend struct __bit_array<__bitset>;
 160
 161     __storage_type __first_[_N_words];
 162
 163     typedef __bit_reference<__bitset>                  reference;
 164     typedef __bit_const_reference<__bitset>            const_reference;
 165     typedef __bit_iterator<__bitset, false>            iterator;
 166     typedef __bit_iterator<__bitset, true>             const_iterator;
 167
 168     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 169     _LIBCPP_CONSTEXPR __bitset() _NOEXCEPT;
 170     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 171     explicit _LIBCPP_CONSTEXPR __bitset(unsigned long long __v) _NOEXCEPT;
 172
 173     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY reference __make_ref(size_t __pos) _NOEXCEPT
 174         {return reference(__first_ + __pos / __bits_per_word, __storage_type(1) << __pos % __bits_per_word);}
 175     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY _LIBCPP_CONSTEXPR const_reference __make_ref(size_t __pos) const _NOEXCEPT
 176         {return const_reference(__first_ + __pos / __bits_per_word, __storage_type(1) << __pos % __bits_per_word);}
 177     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY iterator __make_iter(size_t __pos) _NOEXCEPT
 178         {return iterator(__first_ + __pos / __bits_per_word, __pos % __bits_per_word);}
 179     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY const_iterator __make_iter(size_t __pos) const _NOEXCEPT
 180         {return const_iterator(__first_ + __pos / __bits_per_word, __pos % __bits_per_word);}
 181
 182     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 183     void operator&=(const __bitset& __v) _NOEXCEPT;
 184     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 185     void operator|=(const __bitset& __v) _NOEXCEPT;
 186     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 187     void operator^=(const __bitset& __v) _NOEXCEPT;
 188
 189     void flip() _NOEXCEPT;
 190     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY unsigned long to_ulong() const
 191         {return to_ulong(integral_constant<bool, _Size < sizeof(unsigned long) * CHAR_BIT>());}
 192     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY unsigned long long to_ullong() const
 193         {return to_ullong(integral_constant<bool, _Size < sizeof(unsigned long long) * CHAR_BIT>());}
 194
 195     bool all() const _NOEXCEPT;
 196     bool any() const _NOEXCEPT;
 197     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 198     size_t __hash_code() const _NOEXCEPT;
 199 private:
 200 #ifdef _LIBCPP_HAS_NO_CONSTEXPR
 201     void __init(unsigned long long __v, false_type) _NOEXCEPT;
 202     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 203     void __init(unsigned long long __v, true_type) _NOEXCEPT;
 204 #endif  // _LIBCPP_HAS_NO_CONSTEXPR
 205     unsigned long to_ulong(false_type) const;
 206     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 207     unsigned long to_ulong(true_type) const;
 208     unsigned long long to_ullong(false_type) const;
 209     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 210     unsigned long long to_ullong(true_type) const;
 211     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 212     unsigned long long to_ullong(true_type, false_type) const;
 213     unsigned long long to_ullong(true_type, true_type) const;
 214 };
 215
 216 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 217 inline
 218 _LIBCPP_CONSTEXPR
 219 __bitset<_N_words, _Size>::__bitset() _NOEXCEPT
 220 #ifndef _LIBCPP_HAS_NO_CONSTEXPR
 221     : __first_{0}
 222 #endif
 223 {
 224 #ifdef _LIBCPP_HAS_NO_CONSTEXPR
 225     _VSTD::fill_n(__first_, _N_words, __storage_type(0));
 226 #endif
 227 }
 228
 229 #ifdef _LIBCPP_HAS_NO_CONSTEXPR
 230
 231 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 232 void
 233 __bitset<_N_words, _Size>::__init(unsigned long long __v, false_type) _NOEXCEPT
 234 {
 235     __storage_type __t[sizeof(unsigned long long) / sizeof(__storage_type)];
 236     for (size_t __i = 0; __i < sizeof(__t)/sizeof(__t[0]); ++__i, __v >>= __bits_per_word)
 237         __t[__i] = static_cast<__storage_type>(__v);
 238     _VSTD::copy(__t, __t + sizeof(__t)/sizeof(__t[0]), __first_);
 239     _VSTD::fill(__first_ + sizeof(__t)/sizeof(__t[0]), __first_ + sizeof(__first_)/sizeof(__first_[0]),
 240                __storage_type(0));
 241 }
 242
 243 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 244 inline _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 245 void
 246 __bitset<_N_words, _Size>::__init(unsigned long long __v, true_type) _NOEXCEPT
 247 {
 248     __first_[0] = __v;
 249     _VSTD::fill(__first_ + 1, __first_ + sizeof(__first_)/sizeof(__first_[0]), __storage_type(0));
 250 }
 251
 252 #endif  // _LIBCPP_HAS_NO_CONSTEXPR
 253
 254 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 255 inline
 256 _LIBCPP_CONSTEXPR
 257 __bitset<_N_words, _Size>::__bitset(unsigned long long __v) _NOEXCEPT
 258 #ifndef _LIBCPP_HAS_NO_CONSTEXPR
 259 #if __SIZEOF_SIZE_T__ == 8
 260     : __first_{__v}
 261 #elif __SIZEOF_SIZE_T__ == 4
 262     : __first_{static_cast<__storage_type>(__v), static_cast<__storage_type>(__v >> __bits_per_word)}
 263 #else
 264 #error This constructor has not been ported to this platform
 265 #endif
 266 #endif
 267 {
 268 #ifdef _LIBCPP_HAS_NO_CONSTEXPR
 269     __init(__v, integral_constant<bool, sizeof(unsigned long long) == sizeof(__storage_type)>());
 270 #endif
 271 }
 272
 273 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 274 inline
 275 void
 276 __bitset<_N_words, _Size>::operator&=(const __bitset& __v) _NOEXCEPT
 277 {
 278     for (size_type __i = 0; __i < _N_words; ++__i)
 279         __first_[__i] &= __v.__first_[__i];
 280 }
 281
 282 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 283 inline
 284 void
 285 __bitset<_N_words, _Size>::operator|=(const __bitset& __v) _NOEXCEPT
 286 {
 287     for (size_type __i = 0; __i < _N_words; ++__i)
 288         __first_[__i] |= __v.__first_[__i];
 289 }
 290
 291 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 292 inline
 293 void
 294 __bitset<_N_words, _Size>::operator^=(const __bitset& __v) _NOEXCEPT
 295 {
 296     for (size_type __i = 0; __i < _N_words; ++__i)
 297         __first_[__i] ^= __v.__first_[__i];
 298 }
 299
 300 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 301 void
 302 __bitset<_N_words, _Size>::flip() _NOEXCEPT
 303 {
 304     // do middle whole words
 305     size_type __n = _Size;
 306     __storage_pointer __p = __first_;
 307     for (; __n >= __bits_per_word; ++__p, __n -= __bits_per_word)
 308         *__p = ~*__p;
 309     // do last partial word
 310     if (__n > 0)
 311     {
 312         __storage_type __m = ~__storage_type(0) >> (__bits_per_word - __n);
 313         __storage_type __b = *__p & __m;
 314         *__p &= ~__m;
 315         *__p |= ~__b & __m;
 316     }
 317 }
 318
 319 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 320 unsigned long
 321 __bitset<_N_words, _Size>::to_ulong(false_type) const
 322 {
 323     const_iterator __e = __make_iter(_Size);
 324     const_iterator __i = _VSTD::find(__make_iter(sizeof(unsigned long) * CHAR_BIT), __e, true);
 325     if (__i != __e)
 326         __throw_overflow_error("bitset to_ulong overflow error");
 327
 328     return __first_[0];
 329 }
 330
 331 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 332 inline
 333 unsigned long
 334 __bitset<_N_words, _Size>::to_ulong(true_type) const
 335 {
 336     return __first_[0];
 337 }
 338
 339 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 340 unsigned long long
 341 __bitset<_N_words, _Size>::to_ullong(false_type) const
 342 {
 343     const_iterator __e = __make_iter(_Size);
 344     const_iterator __i = _VSTD::find(__make_iter(sizeof(unsigned long long) * CHAR_BIT), __e, true);
 345     if (__i != __e)
 346         __throw_overflow_error("bitset to_ullong overflow error");
 347
 348     return to_ullong(true_type());
 349 }
 350
 351 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 352 inline
 353 unsigned long long
 354 __bitset<_N_words, _Size>::to_ullong(true_type) const
 355 {
 356     return to_ullong(true_type(), integral_constant<bool, sizeof(__storage_type) < sizeof(unsigned long long)>());
 357 }
 358
 359 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 360 inline
 361 unsigned long long
 362 __bitset<_N_words, _Size>::to_ullong(true_type, false_type) const
 363 {
 364     return __first_[0];
 365 }
 366
 367 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 368 unsigned long long
 369 __bitset<_N_words, _Size>::to_ullong(true_type, true_type) const
 370 {
 371     unsigned long long __r = __first_[0];
 372     for (std::size_t __i = 1; __i < sizeof(unsigned long long) / sizeof(__storage_type); ++__i)
 373         __r |= static_cast<unsigned long long>(__first_[__i]) << (sizeof(__storage_type) * CHAR_BIT);
 374     return __r;
 375 }
 376
 377 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 378 bool
 379 __bitset<_N_words, _Size>::all() const _NOEXCEPT
 380 {
 381     // do middle whole words
 382     size_type __n = _Size;
 383     __const_storage_pointer __p = __first_;
 384     for (; __n >= __bits_per_word; ++__p, __n -= __bits_per_word)
 385         if (~*__p)
 386             return false;
 387     // do last partial word
 388     if (__n > 0)
 389     {
 390         __storage_type __m = ~__storage_type(0) >> (__bits_per_word - __n);
 391         if (~*__p & __m)
 392             return false;
 393     }
 394     return true;
 395 }
 396
 397 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 398 bool
 399 __bitset<_N_words, _Size>::any() const _NOEXCEPT
 400 {
 401     // do middle whole words
 402     size_type __n = _Size;
 403     __const_storage_pointer __p = __first_;
 404     for (; __n >= __bits_per_word; ++__p, __n -= __bits_per_word)
 405         if (*__p)
 406             return true;
 407     // do last partial word
 408     if (__n > 0)
 409     {
 410         __storage_type __m = ~__storage_type(0) >> (__bits_per_word - __n);
 411         if (*__p & __m)
 412             return true;
 413     }
 414     return false;
 415 }
 416
 417 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 418 inline
 419 size_t
 420 __bitset<_N_words, _Size>::__hash_code() const _NOEXCEPT
 421 {
 422     size_t __h = 0;
 423     for (size_type __i = 0; __i < _N_words; ++__i)
 424         __h ^= __first_[__i];
 425     return __h;
 426 }
 427
 428 template <size_t _Size>
 429 class __bitset<1, _Size>
 430 {
 431 public:
 432     typedef ptrdiff_t              difference_type;
 433     typedef size_t                 size_type;
 434     typedef size_type              __storage_type;
 435 protected:
 436     typedef __bitset __self;
 437     typedef       __storage_type*  __storage_pointer;
 438     typedef const __storage_type*  __const_storage_pointer;
 439     static const unsigned __bits_per_word = static_cast<unsigned>(sizeof(__storage_type) * CHAR_BIT);
 440
 441     friend class __bit_reference<__bitset>;
 442     friend class __bit_const_reference<__bitset>;
 443     friend class __bit_iterator<__bitset, false>;
 444     friend class __bit_iterator<__bitset, true>;
 445     friend struct __bit_array<__bitset>;
 446
 447     __storage_type __first_;
 448
 449     typedef __bit_reference<__bitset>                  reference;
 450     typedef __bit_const_reference<__bitset>            const_reference;
 451     typedef __bit_iterator<__bitset, false>            iterator;
 452     typedef __bit_iterator<__bitset, true>             const_iterator;
 453
 454     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 455     _LIBCPP_CONSTEXPR __bitset() _NOEXCEPT;
 456     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 457     explicit _LIBCPP_CONSTEXPR __bitset(unsigned long long __v) _NOEXCEPT;
 458
 459     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY reference __make_ref(size_t __pos) _NOEXCEPT
 460         {return reference(&__first_, __storage_type(1) << __pos);}
 461     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY _LIBCPP_CONSTEXPR const_reference __make_ref(size_t __pos) const _NOEXCEPT
 462         {return const_reference(&__first_, __storage_type(1) << __pos);}
 463     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY iterator __make_iter(size_t __pos) _NOEXCEPT
 464         {return iterator(&__first_ + __pos / __bits_per_word, __pos % __bits_per_word);}
 465     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY const_iterator __make_iter(size_t __pos) const _NOEXCEPT
 466         {return const_iterator(&__first_ + __pos / __bits_per_word, __pos % __bits_per_word);}
 467
 468     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 469     void operator&=(const __bitset& __v) _NOEXCEPT;
 470     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 471     void operator|=(const __bitset& __v) _NOEXCEPT;
 472     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 473     void operator^=(const __bitset& __v) _NOEXCEPT;
 474
 475     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 476     void flip() _NOEXCEPT;
 477
 478     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 479     unsigned long to_ulong() const;
 480     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 481     unsigned long long to_ullong() const;
 482
 483     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 484     bool all() const _NOEXCEPT;
 485     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 486     bool any() const _NOEXCEPT;
 487
 488     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 489     size_t __hash_code() const _NOEXCEPT;
 490 };
 491
 492 template <size_t _Size>
 493 inline
 494 _LIBCPP_CONSTEXPR
 495 __bitset<1, _Size>::__bitset() _NOEXCEPT
 496     : __first_(0)
 497 {
 498 }
 499
 500 template <size_t _Size>
 501 inline
 502 _LIBCPP_CONSTEXPR
 503 __bitset<1, _Size>::__bitset(unsigned long long __v) _NOEXCEPT
 504     : __first_(static_cast<__storage_type>(__v))
 505 {
 506 }
 507
 508 template <size_t _Size>
 509 inline
 510 void
 511 __bitset<1, _Size>::operator&=(const __bitset& __v) _NOEXCEPT
 512 {
 513     __first_ &= __v.__first_;
 514 }
 515
 516 template <size_t _Size>
 517 inline
 518 void
 519 __bitset<1, _Size>::operator|=(const __bitset& __v) _NOEXCEPT
 520 {
 521     __first_ |= __v.__first_;
 522 }
 523
 524 template <size_t _Size>
 525 inline
 526 void
 527 __bitset<1, _Size>::operator^=(const __bitset& __v) _NOEXCEPT
 528 {
 529     __first_ ^= __v.__first_;
 530 }
 531
 532 template <size_t _Size>
 533 inline
 534 void
 535 __bitset<1, _Size>::flip() _NOEXCEPT
 536 {
 537     __storage_type __m = ~__storage_type(0) >> (__bits_per_word - _Size);
 538     __first_ = ~__first_;
 539     __first_ &= __m;
 540 }
 541
 542 template <size_t _Size>
 543 inline
 544 unsigned long
 545 __bitset<1, _Size>::to_ulong() const
 546 {
 547     return __first_;
 548 }
 549
 550 template <size_t _Size>
 551 inline
 552 unsigned long long
 553 __bitset<1, _Size>::to_ullong() const
 554 {
 555     return __first_;
 556 }
 557
 558 template <size_t _Size>
 559 inline
 560 bool
 561 __bitset<1, _Size>::all() const _NOEXCEPT
 562 {
 563     __storage_type __m = ~__storage_type(0) >> (__bits_per_word - _Size);
 564     return !(~__first_ & __m);
 565 }
 566
 567 template <size_t _Size>
 568 inline
 569 bool
 570 __bitset<1, _Size>::any() const _NOEXCEPT
 571 {
 572     __storage_type __m = ~__storage_type(0) >> (__bits_per_word - _Size);
 573     return __first_ & __m;
 574 }
 575
 576 template <size_t _Size>
 577 inline
 578 size_t
 579 __bitset<1, _Size>::__hash_code() const _NOEXCEPT
 580 {
 581     return __first_;
 582 }
 583
 584 template <>
 585 class __bitset<0, 0>
 586 {
 587 public:
 588     typedef ptrdiff_t              difference_type;
 589     typedef size_t                 size_type;
 590     typedef size_type              __storage_type;
 591 protected:
 592     typedef __bitset __self;
 593     typedef       __storage_type*  __storage_pointer;
 594     typedef const __storage_type*  __const_storage_pointer;
 595     static const unsigned __bits_per_word = static_cast<unsigned>(sizeof(__storage_type) * CHAR_BIT);
 596
 597     friend class __bit_reference<__bitset>;
 598     friend class __bit_const_reference<__bitset>;
 599     friend class __bit_iterator<__bitset, false>;
 600     friend class __bit_iterator<__bitset, true>;
 601     friend struct __bit_array<__bitset>;
 602
 603     typedef __bit_reference<__bitset>                  reference;
 604     typedef __bit_const_reference<__bitset>            const_reference;
 605     typedef __bit_iterator<__bitset, false>            iterator;
 606     typedef __bit_iterator<__bitset, true>             const_iterator;
 607
 608     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 609     _LIBCPP_CONSTEXPR __bitset() _NOEXCEPT;
 610     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 611     explicit _LIBCPP_CONSTEXPR __bitset(unsigned long long) _NOEXCEPT;
 612
 613     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY reference __make_ref(size_t) _NOEXCEPT
 614         {return reference(0, 1);}
 615     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY _LIBCPP_CONSTEXPR const_reference __make_ref(size_t) const _NOEXCEPT
 616         {return const_reference(0, 1);}
 617     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY iterator __make_iter(size_t) _NOEXCEPT
 618         {return iterator(0, 0);}
 619     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY const_iterator __make_iter(size_t) const _NOEXCEPT
 620         {return const_iterator(0, 0);}
 621
 622     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY void operator&=(const __bitset&) _NOEXCEPT {}
 623     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY void operator|=(const __bitset&) _NOEXCEPT {}
 624     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY void operator^=(const __bitset&) _NOEXCEPT {}
 625
 626     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY void flip() _NOEXCEPT {}
 627
 628     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY unsigned long to_ulong() const {return 0;}
 629     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY unsigned long long to_ullong() const {return 0;}
 630
 631     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY bool all() const _NOEXCEPT {return true;}
 632     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY bool any() const _NOEXCEPT {return false;}
 633
 634     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY size_t __hash_code() const _NOEXCEPT {return 0;}
 635 };
 636
 637 inline
 638 _LIBCPP_CONSTEXPR
 639 __bitset<0, 0>::__bitset() _NOEXCEPT
 640 {
 641 }
 642
 643 inline
 644 _LIBCPP_CONSTEXPR
 645 __bitset<0, 0>::__bitset(unsigned long long) _NOEXCEPT
 646 {
 647 }
 648
 649 template <size_t _Size> class _LIBCPP_TEMPLATE_VIS bitset;
 650 template <size_t _Size> struct hash<bitset<_Size> >;
 651
 652 template <size_t _Size>
 653 class _LIBCPP_TEMPLATE_VIS bitset
 654     : private __bitset<_Size == 0 ? 0 : (_Size - 1) / (sizeof(size_t) * CHAR_BIT) + 1, _Size>
 655 {
 656 public:
 657     static const unsigned __n_words = _Size == 0 ? 0 : (_Size - 1) / (sizeof(size_t) * CHAR_BIT) + 1;
 658     typedef __bitset<__n_words, _Size> base;
 659
 660 public:
 661     typedef typename base::reference       reference;
 662     typedef typename base::const_reference const_reference;
 663
 664     // 23.3.5.1 constructors:
 665     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY _LIBCPP_CONSTEXPR bitset() _NOEXCEPT {}
 666     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY _LIBCPP_CONSTEXPR
 667         bitset(unsigned long long __v) _NOEXCEPT : base(__v) {}
 668     template<class _CharT>
 669         explicit bitset(const _CharT* __str,
 670                         typename basic_string<_CharT>::size_type __n = basic_string<_CharT>::npos,
 671                         _CharT __zero = _CharT('0'), _CharT __one = _CharT('1'));
 672     template<class _CharT, class _Traits, class _Allocator>
 673         explicit bitset(const basic_string<_CharT,_Traits,_Allocator>& __str,
 674                         typename basic_string<_CharT,_Traits,_Allocator>::size_type __pos = 0,
 675                         typename basic_string<_CharT,_Traits,_Allocator>::size_type __n =
 676                                 (basic_string<_CharT,_Traits,_Allocator>::npos),
 677                         _CharT __zero = _CharT('0'), _CharT __one = _CharT('1'));
 678
 679     // 23.3.5.2 bitset operations:
 680     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 681     bitset& operator&=(const bitset& __rhs) _NOEXCEPT;
 682     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 683     bitset& operator|=(const bitset& __rhs) _NOEXCEPT;
 684     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 685     bitset& operator^=(const bitset& __rhs) _NOEXCEPT;
 686     bitset& operator<<=(size_t __pos) _NOEXCEPT;
 687     bitset& operator>>=(size_t __pos) _NOEXCEPT;
 688     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 689     bitset& set() _NOEXCEPT;
 690     bitset& set(size_t __pos, bool __val = true);
 691     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 692     bitset& reset() _NOEXCEPT;
 693     bitset& reset(size_t __pos);
 694     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 695     bitset  operator~() const _NOEXCEPT;
 696     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 697     bitset& flip() _NOEXCEPT;
 698     bitset& flip(size_t __pos);
 699
 700     // element access:
 701     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY _LIBCPP_CONSTEXPR
 702                               const_reference operator[](size_t __p) const {return base::__make_ref(__p);}
 703     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY       reference operator[](size_t __p)       {return base::__make_ref(__p);}
 704     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 705     unsigned long to_ulong() const;
 706     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 707     unsigned long long to_ullong() const;
 708     template <class _CharT, class _Traits, class _Allocator>
 709         basic_string<_CharT, _Traits, _Allocator> to_string(_CharT __zero = _CharT('0'),
 710                                                             _CharT __one = _CharT('1')) const;
 711     template <class _CharT, class _Traits>
 712         _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 713         basic_string<_CharT, _Traits, allocator<_CharT> > to_string(_CharT __zero = _CharT('0'),
 714                                                                     _CharT __one = _CharT('1')) const;
 715     template <class _CharT>
 716         _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 717         basic_string<_CharT, char_traits<_CharT>, allocator<_CharT> > to_string(_CharT __zero = _CharT('0'),
 718                                                                                 _CharT __one = _CharT('1')) const;
 719     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 720     basic_string<char, char_traits<char>, allocator<char> > to_string(char __zero = '0',
 721                                                                       char __one = '1') const;
 722     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 723     size_t count() const _NOEXCEPT;
 724     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY _LIBCPP_CONSTEXPR size_t size() const _NOEXCEPT {return _Size;}
 725     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 726     bool operator==(const bitset& __rhs) const _NOEXCEPT;
 727     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 728     bool operator!=(const bitset& __rhs) const _NOEXCEPT;
 729     bool test(size_t __pos) const;
 730     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 731     bool all() const _NOEXCEPT;
 732     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 733     bool any() const _NOEXCEPT;
 734     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY bool none() const _NOEXCEPT {return !any();}
 735     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 736     bitset operator<<(size_t __pos) const _NOEXCEPT;
 737     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 738     bitset operator>>(size_t __pos) const _NOEXCEPT;
 739
 740 private:
 741
 742     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 743     size_t __hash_code() const _NOEXCEPT {return base::__hash_code();}
 744
 745     friend struct hash<bitset>;
 746 };
 747
 748 template <size_t _Size>
 749 template<class _CharT>
 750 bitset<_Size>::bitset(const _CharT* __str,
 751                       typename basic_string<_CharT>::size_type __n,
 752                       _CharT __zero, _CharT __one)
 753 {
 754     size_t __rlen = _VSTD::min(__n, char_traits<_CharT>::length(__str));
 755     for (size_t __i = 0; __i < __rlen; ++__i)
 756         if (__str[__i] != __zero && __str[__i] != __one)
 757             __throw_invalid_argument("bitset string ctor has invalid argument");
 758
 759     size_t _Mp = _VSTD::min(__rlen, _Size);
 760     size_t __i = 0;
 761     for (; __i < _Mp; ++__i)
 762     {
 763         _CharT __c = __str[_Mp - 1 - __i];
 764         if (__c == __zero)
 765             (*this)[__i] = false;
 766         else
 767             (*this)[__i] = true;
 768     }
 769     _VSTD::fill(base::__make_iter(__i), base::__make_iter(_Size), false);
 770 }
 771
 772 template <size_t _Size>
 773 template<class _CharT, class _Traits, class _Allocator>
 774 bitset<_Size>::bitset(const basic_string<_CharT,_Traits,_Allocator>& __str,
 775        typename basic_string<_CharT,_Traits,_Allocator>::size_type __pos,
 776        typename basic_string<_CharT,_Traits,_Allocator>::size_type __n,
 777        _CharT __zero, _CharT __one)
 778 {
 779     if (__pos > __str.size())
 780         __throw_out_of_range("bitset string pos out of range");
 781
 782     size_t __rlen = _VSTD::min(__n, __str.size() - __pos);
 783     for (size_t __i = __pos; __i < __pos + __rlen; ++__i)
 784         if (!_Traits::eq(__str[__i], __zero) && !_Traits::eq(__str[__i], __one))
 785             __throw_invalid_argument("bitset string ctor has invalid argument");
 786
 787     size_t _Mp = _VSTD::min(__rlen, _Size);
 788     size_t __i = 0;
 789     for (; __i < _Mp; ++__i)
 790     {
 791         _CharT __c = __str[__pos + _Mp - 1 - __i];
 792         if (_Traits::eq(__c, __zero))
 793             (*this)[__i] = false;
 794         else
 795             (*this)[__i] = true;
 796     }
 797     _VSTD::fill(base::__make_iter(__i), base::__make_iter(_Size), false);
 798 }
 799
 800 template <size_t _Size>
 801 inline
 802 bitset<_Size>&
 803 bitset<_Size>::operator&=(const bitset& __rhs) _NOEXCEPT
 804 {
 805     base::operator&=(__rhs);
 806     return *this;
 807 }
 808
 809 template <size_t _Size>
 810 inline
 811 bitset<_Size>&
 812 bitset<_Size>::operator|=(const bitset& __rhs) _NOEXCEPT
 813 {
 814     base::operator|=(__rhs);
 815     return *this;
 816 }
 817
 818 template <size_t _Size>
 819 inline
 820 bitset<_Size>&
 821 bitset<_Size>::operator^=(const bitset& __rhs) _NOEXCEPT
 822 {
 823     base::operator^=(__rhs);
 824     return *this;
 825 }
 826
 827 template <size_t _Size>
 828 bitset<_Size>&
 829 bitset<_Size>::operator<<=(size_t __pos) _NOEXCEPT
 830 {
 831     __pos = _VSTD::min(__pos, _Size);
 832     _VSTD::copy_backward(base::__make_iter(0), base::__make_iter(_Size - __pos), base::__make_iter(_Size));
 833     _VSTD::fill_n(base::__make_iter(0), __pos, false);
 834     return *this;
 835 }
 836
 837 template <size_t _Size>
 838 bitset<_Size>&
 839 bitset<_Size>::operator>>=(size_t __pos) _NOEXCEPT
 840 {
 841     __pos = _VSTD::min(__pos, _Size);
 842     _VSTD::copy(base::__make_iter(__pos), base::__make_iter(_Size), base::__make_iter(0));
 843     _VSTD::fill_n(base::__make_iter(_Size - __pos), __pos, false);
 844     return *this;
 845 }
 846
 847 template <size_t _Size>
 848 inline
 849 bitset<_Size>&
 850 bitset<_Size>::set() _NOEXCEPT
 851 {
 852     _VSTD::fill_n(base::__make_iter(0), _Size, true);
 853     return *this;
 854 }
 855
 856 template <size_t _Size>
 857 bitset<_Size>&
 858 bitset<_Size>::set(size_t __pos, bool __val)
 859 {
 860     if (__pos >= _Size)
 861         __throw_out_of_range("bitset set argument out of range");
 862
 863     (*this)[__pos] = __val;
 864     return *this;
 865 }
 866
 867 template <size_t _Size>
 868 inline
 869 bitset<_Size>&
 870 bitset<_Size>::reset() _NOEXCEPT
 871 {
 872     _VSTD::fill_n(base::__make_iter(0), _Size, false);
 873     return *this;
 874 }
 875
 876 template <size_t _Size>
 877 bitset<_Size>&
 878 bitset<_Size>::reset(size_t __pos)
 879 {
 880     if (__pos >= _Size)
 881         __throw_out_of_range("bitset reset argument out of range");
 882
 883     (*this)[__pos] = false;
 884     return *this;
 885 }
 886
 887 template <size_t _Size>
 888 inline
 889 bitset<_Size>
 890 bitset<_Size>::operator~() const _NOEXCEPT
 891 {
 892     bitset __x(*this);
 893     __x.flip();
 894     return __x;
 895 }
 896
 897 template <size_t _Size>
 898 inline
 899 bitset<_Size>&
 900 bitset<_Size>::flip() _NOEXCEPT
 901 {
 902     base::flip();
 903     return *this;
 904 }
 905
 906 template <size_t _Size>
 907 bitset<_Size>&
 908 bitset<_Size>::flip(size_t __pos)
 909 {
 910     if (__pos >= _Size)
 911         __throw_out_of_range("bitset flip argument out of range");
 912
 913     reference r = base::__make_ref(__pos);
 914     r = ~r;
 915     return *this;
 916 }
 917
 918 template <size_t _Size>
 919 inline
 920 unsigned long
 921 bitset<_Size>::to_ulong() const
 922 {
 923     return base::to_ulong();
 924 }
 925
 926 template <size_t _Size>
 927 inline
 928 unsigned long long
 929 bitset<_Size>::to_ullong() const
 930 {
 931     return base::to_ullong();
 932 }
 933
 934 template <size_t _Size>
 935 template <class _CharT, class _Traits, class _Allocator>
 936 basic_string<_CharT, _Traits, _Allocator>
 937 bitset<_Size>::to_string(_CharT __zero, _CharT __one) const
 938 {
 939     basic_string<_CharT, _Traits, _Allocator> __r(_Size, __zero);
 940     for (size_t __i = 0; __i < _Size; ++__i)
 941     {
 942         if ((*this)[__i])
 943             __r[_Size - 1 - __i] = __one;
 944     }
 945     return __r;
 946 }
 947
 948 template <size_t _Size>
 949 template <class _CharT, class _Traits>
 950 inline
 951 basic_string<_CharT, _Traits, allocator<_CharT> >
 952 bitset<_Size>::to_string(_CharT __zero, _CharT __one) const
 953 {
 954     return to_string<_CharT, _Traits, allocator<_CharT> >(__zero, __one);
 955 }
 956
 957 template <size_t _Size>
 958 template <class _CharT>
 959 inline
 960 basic_string<_CharT, char_traits<_CharT>, allocator<_CharT> >
 961 bitset<_Size>::to_string(_CharT __zero, _CharT __one) const
 962 {
 963     return to_string<_CharT, char_traits<_CharT>, allocator<_CharT> >(__zero, __one);
 964 }
 965
 966 template <size_t _Size>
 967 inline
 968 basic_string<char, char_traits<char>, allocator<char> >
 969 bitset<_Size>::to_string(char __zero, char __one) const
 970 {
 971     return to_string<char, char_traits<char>, allocator<char> >(__zero, __one);
 972 }
 973
 974 template <size_t _Size>
 975 inline
 976 size_t
 977 bitset<_Size>::count() const _NOEXCEPT
 978 {
 979     return static_cast<size_t>(_VSTD::count(base::__make_iter(0), base::__make_iter(_Size), true));
 980 }
 981
 982 template <size_t _Size>
 983 inline
 984 bool
 985 bitset<_Size>::operator==(const bitset& __rhs) const _NOEXCEPT
 986 {
 987     return _VSTD::equal(base::__make_iter(0), base::__make_iter(_Size), __rhs.__make_iter(0));
 988 }
 989
 990 template <size_t _Size>
 991 inline
 992 bool
 993 bitset<_Size>::operator!=(const bitset& __rhs) const _NOEXCEPT
 994 {
 995     return !(*this == __rhs);
 996 }
 997
 998 template <size_t _Size>
 999 bool
1000 bitset<_Size>::test(size_t __pos) const
1001 {
1002     if (__pos >= _Size)
1003         __throw_out_of_range("bitset test argument out of range");
1004
1005     return (*this)[__pos];
1006 }
1007
1008 template <size_t _Size>
1009 inline
1010 bool
1011 bitset<_Size>::all() const _NOEXCEPT
1012 {
1013     return base::all();
1014 }
1015
1016 template <size_t _Size>
1017 inline
1018 bool
1019 bitset<_Size>::any() const _NOEXCEPT
1020 {
1021     return base::any();
1022 }
1023
1024 template <size_t _Size>
1025 inline
1026 bitset<_Size>
1027 bitset<_Size>::operator<<(size_t __pos) const _NOEXCEPT
1028 {
1029     bitset __r = *this;
1030     __r <<= __pos;
1031     return __r;
1032 }
1033
1034 template <size_t _Size>
1035 inline
1036 bitset<_Size>
1037 bitset<_Size>::operator>>(size_t __pos) const _NOEXCEPT
1038 {
1039     bitset __r = *this;
1040     __r >>= __pos;
1041     return __r;
1042 }
1043
1044 template <size_t _Size>
1045 inline _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
1046 bitset<_Size>
1047 operator&(const bitset<_Size>& __x, const bitset<_Size>& __y) _NOEXCEPT
1048 {
1049     bitset<_Size> __r = __x;
1050     __r &= __y;
1051     return __r;
1052 }
1053
1054 template <size_t _Size>
1055 inline _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
1056 bitset<_Size>
1057 operator|(const bitset<_Size>& __x, const bitset<_Size>& __y) _NOEXCEPT
1058 {
1059     bitset<_Size> __r = __x;
1060     __r |= __y;
1061     return __r;
1062 }
1063
1064 template <size_t _Size>
1065 inline _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
1066 bitset<_Size>
1067 operator^(const bitset<_Size>& __x, const bitset<_Size>& __y) _NOEXCEPT
1068 {
1069     bitset<_Size> __r = __x;
1070     __r ^= __y;
1071     return __r;
1072 }
1073
1074 template <size_t _Size>
1075 struct _LIBCPP_TEMPLATE_VIS hash<bitset<_Size> >
1076     : public unary_function<bitset<_Size>, size_t>
1077 {
1078     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
1079     size_t operator()(const bitset<_Size>& __bs) const _NOEXCEPT
1080         {return __bs.__hash_code();}
1081 };
1082
1083 template <class _CharT, class _Traits, size_t _Size>
1084 basic_istream<_CharT, _Traits>&
1085 operator>>(basic_istream<_CharT, _Traits>& __is, bitset<_Size>& __x);
1086
1087 template <class _CharT, class _Traits, size_t _Size>
1088 basic_ostream<_CharT, _Traits>&
1089 operator<<(basic_ostream<_CharT, _Traits>& __os, const bitset<_Size>& __x);
1090
1091 _LIBCPP_END_NAMESPACE_STD
1092
1093 #endif  // _LIBCPP_BITSET