headers/libs/libc++/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_INLINE_VISIBILITY
 172     _LIBCPP_CONSTEXPR __bitset() _NOEXCEPT;
 173     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 174     explicit _LIBCPP_CONSTEXPR __bitset(unsigned long long __v) _NOEXCEPT;
 175
 176     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY reference __make_ref(size_t __pos) _NOEXCEPT
 177         {return reference(__first_ + __pos / __bits_per_word, __storage_type(1) << __pos % __bits_per_word);}
 178     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY _LIBCPP_CONSTEXPR const_reference __make_ref(size_t __pos) const _NOEXCEPT
 179         {return const_reference(__first_ + __pos / __bits_per_word, __storage_type(1) << __pos % __bits_per_word);}
 180     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY iterator __make_iter(size_t __pos) _NOEXCEPT
 181         {return iterator(__first_ + __pos / __bits_per_word, __pos % __bits_per_word);}
 182     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY const_iterator __make_iter(size_t __pos) const _NOEXCEPT
 183         {return const_iterator(__first_ + __pos / __bits_per_word, __pos % __bits_per_word);}
 184
 185     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 186     void operator&=(const __bitset& __v) _NOEXCEPT;
 187     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 188     void operator|=(const __bitset& __v) _NOEXCEPT;
 189     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 190     void operator^=(const __bitset& __v) _NOEXCEPT;
 191
 192     void flip() _NOEXCEPT;
 193     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY unsigned long to_ulong() const
 194         {return to_ulong(integral_constant<bool, _Size < sizeof(unsigned long) * CHAR_BIT>());}
 195     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY unsigned long long to_ullong() const
 196         {return to_ullong(integral_constant<bool, _Size < sizeof(unsigned long long) * CHAR_BIT>());}
 197
 198     bool all() const _NOEXCEPT;
 199     bool any() const _NOEXCEPT;
 200     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 201     size_t __hash_code() const _NOEXCEPT;
 202 private:
 203 #ifdef _LIBCPP_HAS_NO_CONSTEXPR
 204     void __init(unsigned long long __v, false_type) _NOEXCEPT;
 205     void __init(unsigned long long __v, true_type) _NOEXCEPT;
 206 #endif  // _LIBCPP_HAS_NO_CONSTEXPR
 207     unsigned long to_ulong(false_type) const;
 208     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 209     unsigned long to_ulong(true_type) const;
 210     unsigned long long to_ullong(false_type) const;
 211     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 212     unsigned long long to_ullong(true_type) const;
 213     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 214     unsigned long long to_ullong(true_type, false_type) const;
 215     unsigned long long to_ullong(true_type, true_type) const;
 216 };
 217
 218 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 219 inline
 220 _LIBCPP_CONSTEXPR
 221 __bitset<_N_words, _Size>::__bitset() _NOEXCEPT
 222 #ifndef _LIBCPP_HAS_NO_CONSTEXPR
 223     : __first_{0}
 224 #endif
 225 {
 226 #ifdef _LIBCPP_HAS_NO_CONSTEXPR
 227     _VSTD::fill_n(__first_, _N_words, __storage_type(0));
 228 #endif
 229 }
 230
 231 #ifdef _LIBCPP_HAS_NO_CONSTEXPR
 232
 233 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 234 void
 235 __bitset<_N_words, _Size>::__init(unsigned long long __v, false_type) _NOEXCEPT
 236 {
 237     __storage_type __t[sizeof(unsigned long long) / sizeof(__storage_type)];
 238     for (size_t __i = 0; __i < sizeof(__t)/sizeof(__t[0]); ++__i, __v >>= __bits_per_word)
 239         __t[__i] = static_cast<__storage_type>(__v);
 240     _VSTD::copy(__t, __t + sizeof(__t)/sizeof(__t[0]), __first_);
 241     _VSTD::fill(__first_ + sizeof(__t)/sizeof(__t[0]), __first_ + sizeof(__first_)/sizeof(__first_[0]),
 242                __storage_type(0));
 243 }
 244
 245 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 246 inline _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 247 void
 248 __bitset<_N_words, _Size>::__init(unsigned long long __v, true_type) _NOEXCEPT
 249 {
 250     __first_[0] = __v;
 251     _VSTD::fill(__first_ + 1, __first_ + sizeof(__first_)/sizeof(__first_[0]), __storage_type(0));
 252 }
 253
 254 #endif  // _LIBCPP_HAS_NO_CONSTEXPR
 255
 256 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 257 inline
 258 _LIBCPP_CONSTEXPR
 259 __bitset<_N_words, _Size>::__bitset(unsigned long long __v) _NOEXCEPT
 260 #ifndef _LIBCPP_HAS_NO_CONSTEXPR
 261 #if __SIZEOF_SIZE_T__ == 8
 262     : __first_{__v}
 263 #elif __SIZEOF_SIZE_T__ == 4
 264     : __first_{__v, __v >> __bits_per_word}
 265 #else
 266 #error This constructor has not been ported to this platform
 267 #endif
 268 #endif
 269 {
 270 #ifdef _LIBCPP_HAS_NO_CONSTEXPR
 271     __init(__v, integral_constant<bool, sizeof(unsigned long long) == sizeof(__storage_type)>());
 272 #endif
 273 }
 274
 275 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 276 inline
 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
 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 inline
 295 void
 296 __bitset<_N_words, _Size>::operator^=(const __bitset& __v) _NOEXCEPT
 297 {
 298     for (size_type __i = 0; __i < _N_words; ++__i)
 299         __first_[__i] ^= __v.__first_[__i];
 300 }
 301
 302 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 303 void
 304 __bitset<_N_words, _Size>::flip() _NOEXCEPT
 305 {
 306     // do middle whole words
 307     size_type __n = _Size;
 308     __storage_pointer __p = __first_;
 309     for (; __n >= __bits_per_word; ++__p, __n -= __bits_per_word)
 310         *__p = ~*__p;
 311     // do last partial word
 312     if (__n > 0)
 313     {
 314         __storage_type __m = ~__storage_type(0) >> (__bits_per_word - __n);
 315         __storage_type __b = *__p & __m;
 316         *__p &= ~__m;
 317         *__p |= ~__b & __m;
 318     }
 319 }
 320
 321 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 322 unsigned long
 323 __bitset<_N_words, _Size>::to_ulong(false_type) const
 324 {
 325     const_iterator __e = __make_iter(_Size);
 326     const_iterator __i = _VSTD::find(__make_iter(sizeof(unsigned long) * CHAR_BIT), __e, true);
 327     if (__i != __e)
 328 #ifndef _LIBCPP_NO_EXCEPTIONS
 329         throw overflow_error("bitset to_ulong overflow error");
 330 #else
 331         assert(!"bitset to_ulong overflow error");
 332 #endif
 333     return __first_[0];
 334 }
 335
 336 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 337 inline
 338 unsigned long
 339 __bitset<_N_words, _Size>::to_ulong(true_type) const
 340 {
 341     return __first_[0];
 342 }
 343
 344 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 345 unsigned long long
 346 __bitset<_N_words, _Size>::to_ullong(false_type) const
 347 {
 348     const_iterator __e = __make_iter(_Size);
 349     const_iterator __i = _VSTD::find(__make_iter(sizeof(unsigned long long) * CHAR_BIT), __e, true);
 350     if (__i != __e)
 351 #ifndef _LIBCPP_NO_EXCEPTIONS
 352         throw overflow_error("bitset to_ullong overflow error");
 353 #else
 354         assert(!"bitset to_ullong overflow error");
 355 #endif
 356     return to_ullong(true_type());
 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) const
 363 {
 364     return to_ullong(true_type(), integral_constant<bool, sizeof(__storage_type) < sizeof(unsigned long long)>());
 365 }
 366
 367 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 368 inline
 369 unsigned long long
 370 __bitset<_N_words, _Size>::to_ullong(true_type, false_type) const
 371 {
 372     return __first_[0];
 373 }
 374
 375 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 376 unsigned long long
 377 __bitset<_N_words, _Size>::to_ullong(true_type, true_type) const
 378 {
 379     unsigned long long __r = __first_[0];
 380     for (std::size_t __i = 1; __i < sizeof(unsigned long long) / sizeof(__storage_type); ++__i)
 381         __r |= static_cast<unsigned long long>(__first_[__i]) << (sizeof(__storage_type) * CHAR_BIT);
 382     return __r;
 383 }
 384
 385 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 386 bool
 387 __bitset<_N_words, _Size>::all() const _NOEXCEPT
 388 {
 389     // do middle whole words
 390     size_type __n = _Size;
 391     __const_storage_pointer __p = __first_;
 392     for (; __n >= __bits_per_word; ++__p, __n -= __bits_per_word)
 393         if (~*__p)
 394             return false;
 395     // do last partial word
 396     if (__n > 0)
 397     {
 398         __storage_type __m = ~__storage_type(0) >> (__bits_per_word - __n);
 399         if (~*__p & __m)
 400             return false;
 401     }
 402     return true;
 403 }
 404
 405 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 406 bool
 407 __bitset<_N_words, _Size>::any() const _NOEXCEPT
 408 {
 409     // do middle whole words
 410     size_type __n = _Size;
 411     __const_storage_pointer __p = __first_;
 412     for (; __n >= __bits_per_word; ++__p, __n -= __bits_per_word)
 413         if (*__p)
 414             return true;
 415     // do last partial word
 416     if (__n > 0)
 417     {
 418         __storage_type __m = ~__storage_type(0) >> (__bits_per_word - __n);
 419         if (*__p & __m)
 420             return true;
 421     }
 422     return false;
 423 }
 424
 425 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 426 inline
 427 size_t
 428 __bitset<_N_words, _Size>::__hash_code() const _NOEXCEPT
 429 {
 430     size_t __h = 0;
 431     for (size_type __i = 0; __i < _N_words; ++__i)
 432         __h ^= __first_[__i];
 433     return __h;
 434 }
 435
 436 template <size_t _Size>
 437 class __bitset<1, _Size>
 438 {
 439 public:
 440     typedef ptrdiff_t              difference_type;
 441     typedef size_t                 size_type;
 442     typedef size_type              __storage_type;
 443 protected:
 444     typedef __bitset __self;
 445     typedef       __storage_type*  __storage_pointer;
 446     typedef const __storage_type*  __const_storage_pointer;
 447     static const unsigned __bits_per_word = static_cast<unsigned>(sizeof(__storage_type) * CHAR_BIT);
 448
 449     friend class __bit_reference<__bitset>;
 450     friend class __bit_const_reference<__bitset>;
 451     friend class __bit_iterator<__bitset, false>;
 452     friend class __bit_iterator<__bitset, true>;
 453     friend struct __bit_array<__bitset>;
 454
 455     __storage_type __first_;
 456
 457     typedef __bit_reference<__bitset>                  reference;
 458     typedef __bit_const_reference<__bitset>            const_reference;
 459     typedef __bit_iterator<__bitset, false>            iterator;
 460     typedef __bit_iterator<__bitset, true>             const_iterator;
 461
 462     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 463     _LIBCPP_CONSTEXPR __bitset() _NOEXCEPT;
 464     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 465     explicit _LIBCPP_CONSTEXPR __bitset(unsigned long long __v) _NOEXCEPT;
 466
 467     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY reference __make_ref(size_t __pos) _NOEXCEPT
 468         {return reference(&__first_, __storage_type(1) << __pos);}
 469     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY _LIBCPP_CONSTEXPR const_reference __make_ref(size_t __pos) const _NOEXCEPT
 470         {return const_reference(&__first_, __storage_type(1) << __pos);}
 471     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY iterator __make_iter(size_t __pos) _NOEXCEPT
 472         {return iterator(&__first_ + __pos / __bits_per_word, __pos % __bits_per_word);}
 473     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY const_iterator __make_iter(size_t __pos) const _NOEXCEPT
 474         {return const_iterator(&__first_ + __pos / __bits_per_word, __pos % __bits_per_word);}
 475
 476     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 477     void operator&=(const __bitset& __v) _NOEXCEPT;
 478     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 479     void operator|=(const __bitset& __v) _NOEXCEPT;
 480     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 481     void operator^=(const __bitset& __v) _NOEXCEPT;
 482
 483     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 484     void flip() _NOEXCEPT;
 485
 486     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 487     unsigned long to_ulong() const;
 488     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 489     unsigned long long to_ullong() const;
 490
 491     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 492     bool all() const _NOEXCEPT;
 493     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 494     bool any() const _NOEXCEPT;
 495
 496     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 497     size_t __hash_code() const _NOEXCEPT;
 498 };
 499
 500 template <size_t _Size>
 501 inline
 502 _LIBCPP_CONSTEXPR
 503 __bitset<1, _Size>::__bitset() _NOEXCEPT
 504     : __first_(0)
 505 {
 506 }
 507
 508 template <size_t _Size>
 509 inline
 510 _LIBCPP_CONSTEXPR
 511 __bitset<1, _Size>::__bitset(unsigned long long __v) _NOEXCEPT
 512     : __first_(static_cast<__storage_type>(__v))
 513 {
 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>::operator^=(const __bitset& __v) _NOEXCEPT
 536 {
 537     __first_ ^= __v.__first_;
 538 }
 539
 540 template <size_t _Size>
 541 inline
 542 void
 543 __bitset<1, _Size>::flip() _NOEXCEPT
 544 {
 545     __storage_type __m = ~__storage_type(0) >> (__bits_per_word - _Size);
 546     __first_ = ~__first_;
 547     __first_ &= __m;
 548 }
 549
 550 template <size_t _Size>
 551 inline
 552 unsigned long
 553 __bitset<1, _Size>::to_ulong() const
 554 {
 555     return __first_;
 556 }
 557
 558 template <size_t _Size>
 559 inline
 560 unsigned long long
 561 __bitset<1, _Size>::to_ullong() const
 562 {
 563     return __first_;
 564 }
 565
 566 template <size_t _Size>
 567 inline
 568 bool
 569 __bitset<1, _Size>::all() const _NOEXCEPT
 570 {
 571     __storage_type __m = ~__storage_type(0) >> (__bits_per_word - _Size);
 572     return !(~__first_ & __m);
 573 }
 574
 575 template <size_t _Size>
 576 inline
 577 bool
 578 __bitset<1, _Size>::any() const _NOEXCEPT
 579 {
 580     __storage_type __m = ~__storage_type(0) >> (__bits_per_word - _Size);
 581     return __first_ & __m;
 582 }
 583
 584 template <size_t _Size>
 585 inline
 586 size_t
 587 __bitset<1, _Size>::__hash_code() const _NOEXCEPT
 588 {
 589     return __first_;
 590 }
 591
 592 template <>
 593 class __bitset<0, 0>
 594 {
 595 public:
 596     typedef ptrdiff_t              difference_type;
 597     typedef size_t                 size_type;
 598     typedef size_type              __storage_type;
 599 protected:
 600     typedef __bitset __self;
 601     typedef       __storage_type*  __storage_pointer;
 602     typedef const __storage_type*  __const_storage_pointer;
 603     static const unsigned __bits_per_word = static_cast<unsigned>(sizeof(__storage_type) * CHAR_BIT);
 604
 605     friend class __bit_reference<__bitset>;
 606     friend class __bit_const_reference<__bitset>;
 607     friend class __bit_iterator<__bitset, false>;
 608     friend class __bit_iterator<__bitset, true>;
 609     friend struct __bit_array<__bitset>;
 610
 611     typedef __bit_reference<__bitset>                  reference;
 612     typedef __bit_const_reference<__bitset>            const_reference;
 613     typedef __bit_iterator<__bitset, false>            iterator;
 614     typedef __bit_iterator<__bitset, true>             const_iterator;
 615
 616     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 617     _LIBCPP_CONSTEXPR __bitset() _NOEXCEPT;
 618     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 619     explicit _LIBCPP_CONSTEXPR __bitset(unsigned long long) _NOEXCEPT;
 620
 621     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY reference __make_ref(size_t) _NOEXCEPT
 622         {return reference(0, 1);}
 623     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY _LIBCPP_CONSTEXPR const_reference __make_ref(size_t) const _NOEXCEPT
 624         {return const_reference(0, 1);}
 625     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY iterator __make_iter(size_t) _NOEXCEPT
 626         {return iterator(0, 0);}
 627     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY const_iterator __make_iter(size_t) const _NOEXCEPT
 628         {return const_iterator(0, 0);}
 629
 630     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY void operator&=(const __bitset&) _NOEXCEPT {}
 631     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY void operator|=(const __bitset&) _NOEXCEPT {}
 632     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY void operator^=(const __bitset&) _NOEXCEPT {}
 633
 634     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY void flip() _NOEXCEPT {}
 635
 636     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY unsigned long to_ulong() const {return 0;}
 637     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY unsigned long long to_ullong() const {return 0;}
 638
 639     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY bool all() const _NOEXCEPT {return true;}
 640     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY bool any() const _NOEXCEPT {return false;}
 641
 642     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY size_t __hash_code() const _NOEXCEPT {return 0;}
 643 };
 644
 645 inline
 646 _LIBCPP_CONSTEXPR
 647 __bitset<0, 0>::__bitset() _NOEXCEPT
 648 {
 649 }
 650
 651 inline
 652 _LIBCPP_CONSTEXPR
 653 __bitset<0, 0>::__bitset(unsigned long long) _NOEXCEPT
 654 {
 655 }
 656
 657 template <size_t _Size> class _LIBCPP_TYPE_VIS_ONLY bitset;
 658 template <size_t _Size> struct _LIBCPP_TYPE_VIS_ONLY hash<bitset<_Size> >;
 659
 660 template <size_t _Size>
 661 class _LIBCPP_TYPE_VIS_ONLY bitset
 662     : private __bitset<_Size == 0 ? 0 : (_Size - 1) / (sizeof(size_t) * CHAR_BIT) + 1, _Size>
 663 {
 664 public:
 665     static const unsigned __n_words = _Size == 0 ? 0 : (_Size - 1) / (sizeof(size_t) * CHAR_BIT) + 1;
 666     typedef __bitset<__n_words, _Size> base;
 667
 668 public:
 669     typedef typename base::reference       reference;
 670     typedef typename base::const_reference const_reference;
 671
 672     // 23.3.5.1 constructors:
 673     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY _LIBCPP_CONSTEXPR bitset() _NOEXCEPT {}
 674     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY _LIBCPP_CONSTEXPR
 675         bitset(unsigned long long __v) _NOEXCEPT : base(__v) {}
 676     template<class _CharT>
 677         explicit bitset(const _CharT* __str,
 678                         typename basic_string<_CharT>::size_type __n = basic_string<_CharT>::npos,
 679                         _CharT __zero = _CharT('0'), _CharT __one = _CharT('1'));
 680     template<class _CharT, class _Traits, class _Allocator>
 681         explicit bitset(const basic_string<_CharT,_Traits,_Allocator>& __str,
 682                         typename basic_string<_CharT,_Traits,_Allocator>::size_type __pos = 0,
 683                         typename basic_string<_CharT,_Traits,_Allocator>::size_type __n =
 684                                 (basic_string<_CharT,_Traits,_Allocator>::npos),
 685                         _CharT __zero = _CharT('0'), _CharT __one = _CharT('1'));
 686
 687     // 23.3.5.2 bitset operations:
 688     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 689     bitset& operator&=(const bitset& __rhs) _NOEXCEPT;
 690     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 691     bitset& operator|=(const bitset& __rhs) _NOEXCEPT;
 692     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 693     bitset& operator^=(const bitset& __rhs) _NOEXCEPT;
 694     bitset& operator<<=(size_t __pos) _NOEXCEPT;
 695     bitset& operator>>=(size_t __pos) _NOEXCEPT;
 696     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 697     bitset& set() _NOEXCEPT;
 698     bitset& set(size_t __pos, bool __val = true);
 699     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 700     bitset& reset() _NOEXCEPT;
 701     bitset& reset(size_t __pos);
 702     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 703     bitset  operator~() const _NOEXCEPT;
 704     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 705     bitset& flip() _NOEXCEPT;
 706     bitset& flip(size_t __pos);
 707
 708     // element access:
 709     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY _LIBCPP_CONSTEXPR
 710                               const_reference operator[](size_t __p) const {return base::__make_ref(__p);}
 711     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY       reference operator[](size_t __p)       {return base::__make_ref(__p);}
 712     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 713     unsigned long to_ulong() const;
 714     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 715     unsigned long long to_ullong() const;
 716     template <class _CharT, class _Traits, class _Allocator>
 717         basic_string<_CharT, _Traits, _Allocator> to_string(_CharT __zero = _CharT('0'),
 718                                                             _CharT __one = _CharT('1')) const;
 719     template <class _CharT, class _Traits>
 720         _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 721         basic_string<_CharT, _Traits, allocator<_CharT> > to_string(_CharT __zero = _CharT('0'),
 722                                                                     _CharT __one = _CharT('1')) const;
 723     template <class _CharT>
 724         _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 725         basic_string<_CharT, char_traits<_CharT>, allocator<_CharT> > to_string(_CharT __zero = _CharT('0'),
 726                                                                                 _CharT __one = _CharT('1')) const;
 727     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 728     basic_string<char, char_traits<char>, allocator<char> > to_string(char __zero = '0',
 729                                                                       char __one = '1') const;
 730     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 731     size_t count() const _NOEXCEPT;
 732     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY _LIBCPP_CONSTEXPR size_t size() const _NOEXCEPT {return _Size;}
 733     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 734     bool operator==(const bitset& __rhs) const _NOEXCEPT;
 735     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 736     bool operator!=(const bitset& __rhs) const _NOEXCEPT;
 737     bool test(size_t __pos) const;
 738     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 739     bool all() const _NOEXCEPT;
 740     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 741     bool any() const _NOEXCEPT;
 742     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY bool none() const _NOEXCEPT {return !any();}
 743     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 744     bitset operator<<(size_t __pos) const _NOEXCEPT;
 745     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 746     bitset operator>>(size_t __pos) const _NOEXCEPT;
 747
 748 private:
 749
 750     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 751     size_t __hash_code() const _NOEXCEPT {return base::__hash_code();}
 752
 753     friend struct hash<bitset>;
 754 };
 755
 756 template <size_t _Size>
 757 template<class _CharT>
 758 bitset<_Size>::bitset(const _CharT* __str,
 759                       typename basic_string<_CharT>::size_type __n,
 760                       _CharT __zero, _CharT __one)
 761 {
 762     size_t __rlen = _VSTD::min(__n, char_traits<_CharT>::length(__str));
 763     for (size_t __i = 0; __i < __rlen; ++__i)
 764         if (__str[__i] != __zero && __str[__i] != __one)
 765 #ifndef _LIBCPP_NO_EXCEPTIONS
 766             throw invalid_argument("bitset string ctor has invalid argument");
 767 #else
 768             assert(!"bitset string ctor has invalid argument");
 769 #endif
 770     size_t _Mp = _VSTD::min(__rlen, _Size);
 771     size_t __i = 0;
 772     for (; __i < _Mp; ++__i)
 773     {
 774         _CharT __c = __str[_Mp - 1 - __i];
 775         if (__c == __zero)
 776             (*this)[__i] = false;
 777         else
 778             (*this)[__i] = true;
 779     }
 780     _VSTD::fill(base::__make_iter(__i), base::__make_iter(_Size), false);
 781 }
 782
 783 template <size_t _Size>
 784 template<class _CharT, class _Traits, class _Allocator>
 785 bitset<_Size>::bitset(const basic_string<_CharT,_Traits,_Allocator>& __str,
 786        typename basic_string<_CharT,_Traits,_Allocator>::size_type __pos,
 787        typename basic_string<_CharT,_Traits,_Allocator>::size_type __n,
 788        _CharT __zero, _CharT __one)
 789 {
 790     if (__pos > __str.size())
 791 #ifndef _LIBCPP_NO_EXCEPTIONS
 792         throw out_of_range("bitset string pos out of range");
 793 #else
 794         assert(!"bitset string pos out of range");
 795 #endif
 796     size_t __rlen = _VSTD::min(__n, __str.size() - __pos);
 797     for (size_t __i = __pos; __i < __pos + __rlen; ++__i)
 798         if (!_Traits::eq(__str[__i], __zero) && !_Traits::eq(__str[__i], __one))
 799 #ifndef _LIBCPP_NO_EXCEPTIONS
 800             throw invalid_argument("bitset string ctor has invalid argument");
 801 #else
 802             assert(!"bitset string ctor has invalid argument");
 803 #endif
 804     size_t _Mp = _VSTD::min(__rlen, _Size);
 805     size_t __i = 0;
 806     for (; __i < _Mp; ++__i)
 807     {
 808         _CharT __c = __str[__pos + _Mp - 1 - __i];
 809         if (_Traits::eq(__c, __zero))
 810             (*this)[__i] = false;
 811         else
 812             (*this)[__i] = true;
 813     }
 814     _VSTD::fill(base::__make_iter(__i), base::__make_iter(_Size), false);
 815 }
 816
 817 template <size_t _Size>
 818 inline
 819 bitset<_Size>&
 820 bitset<_Size>::operator&=(const bitset& __rhs) _NOEXCEPT
 821 {
 822     base::operator&=(__rhs);
 823     return *this;
 824 }
 825
 826 template <size_t _Size>
 827 inline
 828 bitset<_Size>&
 829 bitset<_Size>::operator|=(const bitset& __rhs) _NOEXCEPT
 830 {
 831     base::operator|=(__rhs);
 832     return *this;
 833 }
 834
 835 template <size_t _Size>
 836 inline
 837 bitset<_Size>&
 838 bitset<_Size>::operator^=(const bitset& __rhs) _NOEXCEPT
 839 {
 840     base::operator^=(__rhs);
 841     return *this;
 842 }
 843
 844 template <size_t _Size>
 845 bitset<_Size>&
 846 bitset<_Size>::operator<<=(size_t __pos) _NOEXCEPT
 847 {
 848     __pos = _VSTD::min(__pos, _Size);
 849     _VSTD::copy_backward(base::__make_iter(0), base::__make_iter(_Size - __pos), base::__make_iter(_Size));
 850     _VSTD::fill_n(base::__make_iter(0), __pos, false);
 851     return *this;
 852 }
 853
 854 template <size_t _Size>
 855 bitset<_Size>&
 856 bitset<_Size>::operator>>=(size_t __pos) _NOEXCEPT
 857 {
 858     __pos = _VSTD::min(__pos, _Size);
 859     _VSTD::copy(base::__make_iter(__pos), base::__make_iter(_Size), base::__make_iter(0));
 860     _VSTD::fill_n(base::__make_iter(_Size - __pos), __pos, false);
 861     return *this;
 862 }
 863
 864 template <size_t _Size>
 865 inline
 866 bitset<_Size>&
 867 bitset<_Size>::set() _NOEXCEPT
 868 {
 869     _VSTD::fill_n(base::__make_iter(0), _Size, true);
 870     return *this;
 871 }
 872
 873 template <size_t _Size>
 874 bitset<_Size>&
 875 bitset<_Size>::set(size_t __pos, bool __val)
 876 {
 877     if (__pos >= _Size)
 878 #ifndef _LIBCPP_NO_EXCEPTIONS
 879         throw out_of_range("bitset set argument out of range");
 880 #else
 881         assert(!"bitset set argument out of range");
 882 #endif
 883     (*this)[__pos] = __val;
 884     return *this;
 885 }
 886
 887 template <size_t _Size>
 888 inline
 889 bitset<_Size>&
 890 bitset<_Size>::reset() _NOEXCEPT
 891 {
 892     _VSTD::fill_n(base::__make_iter(0), _Size, false);
 893     return *this;
 894 }
 895
 896 template <size_t _Size>
 897 bitset<_Size>&
 898 bitset<_Size>::reset(size_t __pos)
 899 {
 900     if (__pos >= _Size)
 901 #ifndef _LIBCPP_NO_EXCEPTIONS
 902         throw out_of_range("bitset reset argument out of range");
 903 #else
 904         assert(!"bitset reset argument out of range");
 905 #endif
 906     (*this)[__pos] = false;
 907     return *this;
 908 }
 909
 910 template <size_t _Size>
 911 inline
 912 bitset<_Size>
 913 bitset<_Size>::operator~() const _NOEXCEPT
 914 {
 915     bitset __x(*this);
 916     __x.flip();
 917     return __x;
 918 }
 919
 920 template <size_t _Size>
 921 inline
 922 bitset<_Size>&
 923 bitset<_Size>::flip() _NOEXCEPT
 924 {
 925     base::flip();
 926     return *this;
 927 }
 928
 929 template <size_t _Size>
 930 bitset<_Size>&
 931 bitset<_Size>::flip(size_t __pos)
 932 {
 933     if (__pos >= _Size)
 934 #ifndef _LIBCPP_NO_EXCEPTIONS
 935         throw out_of_range("bitset flip argument out of range");
 936 #else
 937         assert(!"bitset flip argument out of range");
 938 #endif
 939     reference r = base::__make_ref(__pos);
 940     r = ~r;
 941     return *this;
 942 }
 943
 944 template <size_t _Size>
 945 inline
 946 unsigned long
 947 bitset<_Size>::to_ulong() const
 948 {
 949     return base::to_ulong();
 950 }
 951
 952 template <size_t _Size>
 953 inline
 954 unsigned long long
 955 bitset<_Size>::to_ullong() const
 956 {
 957     return base::to_ullong();
 958 }
 959
 960 template <size_t _Size>
 961 template <class _CharT, class _Traits, class _Allocator>
 962 basic_string<_CharT, _Traits, _Allocator>
 963 bitset<_Size>::to_string(_CharT __zero, _CharT __one) const
 964 {
 965     basic_string<_CharT, _Traits, _Allocator> __r(_Size, __zero);
 966     for (size_t __i = 0; __i < _Size; ++__i)
 967     {
 968         if ((*this)[__i])
 969             __r[_Size - 1 - __i] = __one;
 970     }
 971     return __r;
 972 }
 973
 974 template <size_t _Size>
 975 template <class _CharT, class _Traits>
 976 inline
 977 basic_string<_CharT, _Traits, allocator<_CharT> >
 978 bitset<_Size>::to_string(_CharT __zero, _CharT __one) const
 979 {
 980     return to_string<_CharT, _Traits, allocator<_CharT> >(__zero, __one);
 981 }
 982
 983 template <size_t _Size>
 984 template <class _CharT>
 985 inline
 986 basic_string<_CharT, char_traits<_CharT>, allocator<_CharT> >
 987 bitset<_Size>::to_string(_CharT __zero, _CharT __one) const
 988 {
 989     return to_string<_CharT, char_traits<_CharT>, allocator<_CharT> >(__zero, __one);
 990 }
 991
 992 template <size_t _Size>
 993 inline
 994 basic_string<char, char_traits<char>, allocator<char> >
 995 bitset<_Size>::to_string(char __zero, char __one) const
 996 {
 997     return to_string<char, char_traits<char>, allocator<char> >(__zero, __one);
 998 }
 999
1000 template <size_t _Size>
1001 inline
1002 size_t
1003 bitset<_Size>::count() const _NOEXCEPT
1004 {
1005     return static_cast<size_t>(_VSTD::count(base::__make_iter(0), base::__make_iter(_Size), true));
1006 }
1007
1008 template <size_t _Size>
1009 inline
1010 bool
1011 bitset<_Size>::operator==(const bitset& __rhs) const _NOEXCEPT
1012 {
1013     return _VSTD::equal(base::__make_iter(0), base::__make_iter(_Size), __rhs.__make_iter(0));
1014 }
1015
1016 template <size_t _Size>
1017 inline
1018 bool
1019 bitset<_Size>::operator!=(const bitset& __rhs) const _NOEXCEPT
1020 {
1021     return !(*this == __rhs);
1022 }
1023
1024 template <size_t _Size>
1025 bool
1026 bitset<_Size>::test(size_t __pos) const
1027 {
1028     if (__pos >= _Size)
1029 #ifndef _LIBCPP_NO_EXCEPTIONS
1030         throw out_of_range("bitset test argument out of range");
1031 #else
1032         assert(!"bitset test argument out of range");
1033 #endif
1034     return (*this)[__pos];
1035 }
1036
1037 template <size_t _Size>
1038 inline
1039 bool
1040 bitset<_Size>::all() const _NOEXCEPT
1041 {
1042     return base::all();
1043 }
1044
1045 template <size_t _Size>
1046 inline
1047 bool
1048 bitset<_Size>::any() const _NOEXCEPT
1049 {
1050     return base::any();
1051 }
1052
1053 template <size_t _Size>
1054 inline
1055 bitset<_Size>
1056 bitset<_Size>::operator<<(size_t __pos) const _NOEXCEPT
1057 {
1058     bitset __r = *this;
1059     __r <<= __pos;
1060     return __r;
1061 }
1062
1063 template <size_t _Size>
1064 inline
1065 bitset<_Size>
1066 bitset<_Size>::operator>>(size_t __pos) const _NOEXCEPT
1067 {
1068     bitset __r = *this;
1069     __r >>= __pos;
1070     return __r;
1071 }
1072
1073 template <size_t _Size>
1074 inline _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
1075 bitset<_Size>
1076 operator&(const bitset<_Size>& __x, const bitset<_Size>& __y) _NOEXCEPT
1077 {
1078     bitset<_Size> __r = __x;
1079     __r &= __y;
1080     return __r;
1081 }
1082
1083 template <size_t _Size>
1084 inline _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
1085 bitset<_Size>
1086 operator|(const bitset<_Size>& __x, const bitset<_Size>& __y) _NOEXCEPT
1087 {
1088     bitset<_Size> __r = __x;
1089     __r |= __y;
1090     return __r;
1091 }
1092
1093 template <size_t _Size>
1094 inline _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
1095 bitset<_Size>
1096 operator^(const bitset<_Size>& __x, const bitset<_Size>& __y) _NOEXCEPT
1097 {
1098     bitset<_Size> __r = __x;
1099     __r ^= __y;
1100     return __r;
1101 }
1102
1103 template <size_t _Size>
1104 struct _LIBCPP_TYPE_VIS_ONLY hash<bitset<_Size> >
1105     : public unary_function<bitset<_Size>, size_t>
1106 {
1107     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
1108     size_t operator()(const bitset<_Size>& __bs) const _NOEXCEPT
1109         {return __bs.__hash_code();}
1110 };
1111
1112 template <class _CharT, class _Traits, size_t _Size>
1113 basic_istream<_CharT, _Traits>&
1114 operator>>(basic_istream<_CharT, _Traits>& __is, bitset<_Size>& __x);
1115
1116 template <class _CharT, class _Traits, size_t _Size>
1117 basic_ostream<_CharT, _Traits>&
1118 operator<<(basic_ostream<_CharT, _Traits>& __os, const bitset<_Size>& __x);
1119
1120 _LIBCPP_END_NAMESPACE_STD
1121
1122 #endif  // _LIBCPP_BITSET