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