libcxx/include/bitset

   1 // -*- C++ -*-
   2 //===----------------------------------------------------------------------===//
   3 //
   4 // Part of the LLVM Project, under the Apache License v2.0 with LLVM Exceptions.
   5 // See https://llvm.org/LICENSE.txt for license information.
   6 // SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 WITH LLVM-exception
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9
  10 #ifndef _LIBCPP_BITSET
  11 #define _LIBCPP_BITSET
  12
  13 /*
  14     bitset synopsis
  15
  16 namespace std
  17 {
  18
  19 namespace std {
  20
  21 template <size_t N>
  22 class bitset
  23 {
  24 public:
  25     // bit reference:
  26     class reference
  27     {
  28         friend class bitset;
  29         reference() noexcept;
  30     public:
  31         ~reference() noexcept;
  32         reference& operator=(bool x) noexcept;           // for b[i] = x;
  33         reference& operator=(const reference&) noexcept; // for b[i] = b[j];
  34         bool operator~() const noexcept;                 // flips the bit
  35         operator bool() const noexcept;                  // for x = b[i];
  36         reference& flip() noexcept;                      // for b[i].flip();
  37     };
  38
  39     // 23.3.5.1 constructors:
  40     constexpr bitset() noexcept;
  41     constexpr bitset(unsigned long long val) noexcept;
  42     template <class charT>
  43         explicit bitset(const charT* str,
  44                         typename basic_string<charT>::size_type n = basic_string<charT>::npos,
  45                         charT zero = charT('0'), charT one = charT('1'));
  46     template<class charT, class traits, class Allocator>
  47         explicit bitset(const basic_string<charT,traits,Allocator>& str,
  48                         typename basic_string<charT,traits,Allocator>::size_type pos = 0,
  49                         typename basic_string<charT,traits,Allocator>::size_type n =
  50                                  basic_string<charT,traits,Allocator>::npos,
  51                         charT zero = charT('0'), charT one = charT('1'));
  52
  53     // 23.3.5.2 bitset operations:
  54     bitset& operator&=(const bitset& rhs) noexcept;
  55     bitset& operator|=(const bitset& rhs) noexcept;
  56     bitset& operator^=(const bitset& rhs) noexcept;
  57     bitset& operator<<=(size_t pos) noexcept;
  58     bitset& operator>>=(size_t pos) noexcept;
  59     bitset& set() noexcept;
  60     bitset& set(size_t pos, bool val = true);
  61     bitset& reset() noexcept;
  62     bitset& reset(size_t pos);
  63     bitset operator~() const noexcept;
  64     bitset& flip() noexcept;
  65     bitset& flip(size_t pos);
  66
  67     // element access:
  68     constexpr bool operator[](size_t pos) const; // for b[i];
  69     reference operator[](size_t pos);            // for b[i];
  70     unsigned long to_ulong() const;
  71     unsigned long long to_ullong() const;
  72     template <class charT, class traits, class Allocator>
  73         basic_string<charT, traits, Allocator> to_string(charT zero = charT('0'), charT one = charT('1')) const;
  74     template <class charT, class traits>
  75         basic_string<charT, traits, allocator<charT> > to_string(charT zero = charT('0'), charT one = charT('1')) const;
  76     template <class charT>
  77         basic_string<charT, char_traits<charT>, allocator<charT> > to_string(charT zero = charT('0'), charT one = charT('1')) const;
  78     basic_string<char, char_traits<char>, allocator<char> > to_string(char zero = '0', char one = '1') const;
  79     size_t count() const noexcept;
  80     constexpr size_t size() const noexcept;
  81     bool operator==(const bitset& rhs) const noexcept;
  82     bool operator!=(const bitset& rhs) const noexcept;
  83     bool test(size_t pos) const;
  84     bool all() const noexcept;
  85     bool any() const noexcept;
  86     bool none() const noexcept;
  87     bitset operator<<(size_t pos) const noexcept;
  88     bitset operator>>(size_t pos) const noexcept;
  89 };
  90
  91 // 23.3.5.3 bitset operators:
  92 template <size_t N>
  93 bitset<N> operator&(const bitset<N>&, const bitset<N>&) noexcept;
  94
  95 template <size_t N>
  96 bitset<N> operator|(const bitset<N>&, const bitset<N>&) noexcept;
  97
  98 template <size_t N>
  99 bitset<N> operator^(const bitset<N>&, const bitset<N>&) noexcept;
 100
 101 template <class charT, class traits, size_t N>
 102 basic_istream<charT, traits>&
 103 operator>>(basic_istream<charT, traits>& is, bitset<N>& x);
 104
 105 template <class charT, class traits, size_t N>
 106 basic_ostream<charT, traits>&
 107 operator<<(basic_ostream<charT, traits>& os, const bitset<N>& x);
 108
 109 template <size_t N> struct hash<std::bitset<N>>;
 110
 111 }  // std
 112
 113 */
 114
 115 #include <__bit_reference>
 116 #include <__config>
 117 #include <__functional_base>
 118 #include <climits>
 119 #include <cstddef>
 120 #include <iosfwd>
 121 #include <stdexcept>
 122 #include <string>
 123 #include <version>
 124
 125 #if !defined(_LIBCPP_HAS_NO_PRAGMA_SYSTEM_HEADER)
 126 #pragma GCC system_header
 127 #endif
 128
 129 _LIBCPP_PUSH_MACROS
 130 #include <__undef_macros>
 131
 132
 133 _LIBCPP_BEGIN_NAMESPACE_STD
 134
 135 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 136 class __bitset;
 137
 138 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 139 struct __has_storage_type<__bitset<_N_words, _Size> >
 140 {
 141     static const bool value = true;
 142 };
 143
 144 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 145 class __bitset
 146 {
 147 public:
 148     typedef ptrdiff_t              difference_type;
 149     typedef size_t                 size_type;
 150     typedef size_type              __storage_type;
 151 protected:
 152     typedef __bitset __self;
 153     typedef       __storage_type*  __storage_pointer;
 154     typedef const __storage_type*  __const_storage_pointer;
 155     static const unsigned __bits_per_word = static_cast<unsigned>(sizeof(__storage_type) * CHAR_BIT);
 156
 157     friend class __bit_reference<__bitset>;
 158     friend class __bit_const_reference<__bitset>;
 159     friend class __bit_iterator<__bitset, false>;
 160     friend class __bit_iterator<__bitset, true>;
 161     friend struct __bit_array<__bitset>;
 162
 163     __storage_type __first_[_N_words];
 164
 165     typedef __bit_reference<__bitset>                  reference;
 166     typedef __bit_const_reference<__bitset>            const_reference;
 167     typedef __bit_iterator<__bitset, false>            iterator;
 168     typedef __bit_iterator<__bitset, true>             const_iterator;
 169
 170     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 171     _LIBCPP_CONSTEXPR __bitset() _NOEXCEPT;
 172     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 173     explicit _LIBCPP_CONSTEXPR __bitset(unsigned long long __v) _NOEXCEPT;
 174
 175     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY reference __make_ref(size_t __pos) _NOEXCEPT
 176         {return reference(__first_ + __pos / __bits_per_word, __storage_type(1) << __pos % __bits_per_word);}
 177     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY _LIBCPP_CONSTEXPR const_reference __make_ref(size_t __pos) const _NOEXCEPT
 178         {return const_reference(__first_ + __pos / __bits_per_word, __storage_type(1) << __pos % __bits_per_word);}
 179     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY iterator __make_iter(size_t __pos) _NOEXCEPT
 180         {return iterator(__first_ + __pos / __bits_per_word, __pos % __bits_per_word);}
 181     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY const_iterator __make_iter(size_t __pos) const _NOEXCEPT
 182         {return const_iterator(__first_ + __pos / __bits_per_word, __pos % __bits_per_word);}
 183
 184     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 185     void operator&=(const __bitset& __v) _NOEXCEPT;
 186     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 187     void operator|=(const __bitset& __v) _NOEXCEPT;
 188     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 189     void operator^=(const __bitset& __v) _NOEXCEPT;
 190
 191     void flip() _NOEXCEPT;
 192     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY unsigned long to_ulong() const
 193         {return to_ulong(integral_constant<bool, _Size < sizeof(unsigned long) * CHAR_BIT>());}
 194     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY unsigned long long to_ullong() const
 195         {return to_ullong(integral_constant<bool, _Size < sizeof(unsigned long long) * CHAR_BIT>());}
 196
 197     bool all() const _NOEXCEPT;
 198     bool any() const _NOEXCEPT;
 199     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 200     size_t __hash_code() const _NOEXCEPT;
 201 private:
 202 #ifdef _LIBCPP_CXX03_LANG
 203     void __init(unsigned long long __v, false_type) _NOEXCEPT;
 204     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 205     void __init(unsigned long long __v, true_type) _NOEXCEPT;
 206 #endif // _LIBCPP_CXX03_LANG
 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_CXX03_LANG
 223     : __first_{0}
 224 #endif
 225 {
 226 #ifdef _LIBCPP_CXX03_LANG
 227     _VSTD::fill_n(__first_, _N_words, __storage_type(0));
 228 #endif
 229 }
 230
 231 #ifdef _LIBCPP_CXX03_LANG
 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     size_t __sz = _Size;
 239     for (size_t __i = 0; __i < sizeof(__t)/sizeof(__t[0]); ++__i, __v >>= __bits_per_word, __sz -= __bits_per_word )
 240         if ( __sz < __bits_per_word)
 241             __t[__i] = static_cast<__storage_type>(__v) & ( 1ULL << __sz ) - 1;
 242         else
 243             __t[__i] = static_cast<__storage_type>(__v);
 244
 245     _VSTD::copy(__t, __t + sizeof(__t)/sizeof(__t[0]), __first_);
 246     _VSTD::fill(__first_ + sizeof(__t)/sizeof(__t[0]), __first_ + sizeof(__first_)/sizeof(__first_[0]),
 247                __storage_type(0));
 248 }
 249
 250 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 251 inline _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 252 void
 253 __bitset<_N_words, _Size>::__init(unsigned long long __v, true_type) _NOEXCEPT
 254 {
 255     __first_[0] = __v;
 256     if (_Size < __bits_per_word)
 257         __first_[0] &= ( 1ULL << _Size ) - 1;
 258
 259     _VSTD::fill(__first_ + 1, __first_ + sizeof(__first_)/sizeof(__first_[0]), __storage_type(0));
 260 }
 261
 262 #endif // _LIBCPP_CXX03_LANG
 263
 264 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 265 inline
 266 _LIBCPP_CONSTEXPR
 267 __bitset<_N_words, _Size>::__bitset(unsigned long long __v) _NOEXCEPT
 268 #ifndef _LIBCPP_CXX03_LANG
 269 #if __SIZEOF_SIZE_T__ == 8
 270     : __first_{__v}
 271 #elif __SIZEOF_SIZE_T__ == 4
 272     : __first_{static_cast<__storage_type>(__v),
 273                 _Size >= 2 * __bits_per_word ? static_cast<__storage_type>(__v >> __bits_per_word)
 274                 : static_cast<__storage_type>((__v >> __bits_per_word) & (__storage_type(1) << (_Size - __bits_per_word)) - 1)}
 275 #else
 276 #error This constructor has not been ported to this platform
 277 #endif
 278 #endif
 279 {
 280 #ifdef _LIBCPP_CXX03_LANG
 281     __init(__v, integral_constant<bool, sizeof(unsigned long long) == sizeof(__storage_type)>());
 282 #endif
 283 }
 284
 285 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 286 inline
 287 void
 288 __bitset<_N_words, _Size>::operator&=(const __bitset& __v) _NOEXCEPT
 289 {
 290     for (size_type __i = 0; __i < _N_words; ++__i)
 291         __first_[__i] &= __v.__first_[__i];
 292 }
 293
 294 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 295 inline
 296 void
 297 __bitset<_N_words, _Size>::operator|=(const __bitset& __v) _NOEXCEPT
 298 {
 299     for (size_type __i = 0; __i < _N_words; ++__i)
 300         __first_[__i] |= __v.__first_[__i];
 301 }
 302
 303 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 304 inline
 305 void
 306 __bitset<_N_words, _Size>::operator^=(const __bitset& __v) _NOEXCEPT
 307 {
 308     for (size_type __i = 0; __i < _N_words; ++__i)
 309         __first_[__i] ^= __v.__first_[__i];
 310 }
 311
 312 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 313 void
 314 __bitset<_N_words, _Size>::flip() _NOEXCEPT
 315 {
 316     // do middle whole words
 317     size_type __n = _Size;
 318     __storage_pointer __p = __first_;
 319     for (; __n >= __bits_per_word; ++__p, __n -= __bits_per_word)
 320         *__p = ~*__p;
 321     // do last partial word
 322     if (__n > 0)
 323     {
 324         __storage_type __m = ~__storage_type(0) >> (__bits_per_word - __n);
 325         __storage_type __b = *__p & __m;
 326         *__p &= ~__m;
 327         *__p |= ~__b & __m;
 328     }
 329 }
 330
 331 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 332 unsigned long
 333 __bitset<_N_words, _Size>::to_ulong(false_type) const
 334 {
 335     const_iterator __e = __make_iter(_Size);
 336     const_iterator __i = _VSTD::find(__make_iter(sizeof(unsigned long) * CHAR_BIT), __e, true);
 337     if (__i != __e)
 338         __throw_overflow_error("bitset to_ulong overflow error");
 339
 340     return __first_[0];
 341 }
 342
 343 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 344 inline
 345 unsigned long
 346 __bitset<_N_words, _Size>::to_ulong(true_type) const
 347 {
 348     return __first_[0];
 349 }
 350
 351 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 352 unsigned long long
 353 __bitset<_N_words, _Size>::to_ullong(false_type) const
 354 {
 355     const_iterator __e = __make_iter(_Size);
 356     const_iterator __i = _VSTD::find(__make_iter(sizeof(unsigned long long) * CHAR_BIT), __e, true);
 357     if (__i != __e)
 358         __throw_overflow_error("bitset to_ullong overflow error");
 359
 360     return to_ullong(true_type());
 361 }
 362
 363 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 364 inline
 365 unsigned long long
 366 __bitset<_N_words, _Size>::to_ullong(true_type) const
 367 {
 368     return to_ullong(true_type(), integral_constant<bool, sizeof(__storage_type) < sizeof(unsigned long long)>());
 369 }
 370
 371 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 372 inline
 373 unsigned long long
 374 __bitset<_N_words, _Size>::to_ullong(true_type, false_type) const
 375 {
 376     return __first_[0];
 377 }
 378
 379 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 380 unsigned long long
 381 __bitset<_N_words, _Size>::to_ullong(true_type, true_type) const
 382 {
 383     unsigned long long __r = __first_[0];
 384     for (size_t __i = 1; __i < sizeof(unsigned long long) / sizeof(__storage_type); ++__i)
 385         __r |= static_cast<unsigned long long>(__first_[__i]) << (sizeof(__storage_type) * CHAR_BIT);
 386     return __r;
 387 }
 388
 389 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 390 bool
 391 __bitset<_N_words, _Size>::all() const _NOEXCEPT
 392 {
 393     // do middle whole words
 394     size_type __n = _Size;
 395     __const_storage_pointer __p = __first_;
 396     for (; __n >= __bits_per_word; ++__p, __n -= __bits_per_word)
 397         if (~*__p)
 398             return false;
 399     // do last partial word
 400     if (__n > 0)
 401     {
 402         __storage_type __m = ~__storage_type(0) >> (__bits_per_word - __n);
 403         if (~*__p & __m)
 404             return false;
 405     }
 406     return true;
 407 }
 408
 409 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 410 bool
 411 __bitset<_N_words, _Size>::any() const _NOEXCEPT
 412 {
 413     // do middle whole words
 414     size_type __n = _Size;
 415     __const_storage_pointer __p = __first_;
 416     for (; __n >= __bits_per_word; ++__p, __n -= __bits_per_word)
 417         if (*__p)
 418             return true;
 419     // do last partial word
 420     if (__n > 0)
 421     {
 422         __storage_type __m = ~__storage_type(0) >> (__bits_per_word - __n);
 423         if (*__p & __m)
 424             return true;
 425     }
 426     return false;
 427 }
 428
 429 template <size_t _N_words, size_t _Size>
 430 inline
 431 size_t
 432 __bitset<_N_words, _Size>::__hash_code() const _NOEXCEPT
 433 {
 434     size_t __h = 0;
 435     for (size_type __i = 0; __i < _N_words; ++__i)
 436         __h ^= __first_[__i];
 437     return __h;
 438 }
 439
 440 template <size_t _Size>
 441 class __bitset<1, _Size>
 442 {
 443 public:
 444     typedef ptrdiff_t              difference_type;
 445     typedef size_t                 size_type;
 446     typedef size_type              __storage_type;
 447 protected:
 448     typedef __bitset __self;
 449     typedef       __storage_type*  __storage_pointer;
 450     typedef const __storage_type*  __const_storage_pointer;
 451     static const unsigned __bits_per_word = static_cast<unsigned>(sizeof(__storage_type) * CHAR_BIT);
 452
 453     friend class __bit_reference<__bitset>;
 454     friend class __bit_const_reference<__bitset>;
 455     friend class __bit_iterator<__bitset, false>;
 456     friend class __bit_iterator<__bitset, true>;
 457     friend struct __bit_array<__bitset>;
 458
 459     __storage_type __first_;
 460
 461     typedef __bit_reference<__bitset>                  reference;
 462     typedef __bit_const_reference<__bitset>            const_reference;
 463     typedef __bit_iterator<__bitset, false>            iterator;
 464     typedef __bit_iterator<__bitset, true>             const_iterator;
 465
 466     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 467     _LIBCPP_CONSTEXPR __bitset() _NOEXCEPT;
 468     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 469     explicit _LIBCPP_CONSTEXPR __bitset(unsigned long long __v) _NOEXCEPT;
 470
 471     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY reference __make_ref(size_t __pos) _NOEXCEPT
 472         {return reference(&__first_, __storage_type(1) << __pos);}
 473     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY _LIBCPP_CONSTEXPR const_reference __make_ref(size_t __pos) const _NOEXCEPT
 474         {return const_reference(&__first_, __storage_type(1) << __pos);}
 475     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY iterator __make_iter(size_t __pos) _NOEXCEPT
 476         {return iterator(&__first_ + __pos / __bits_per_word, __pos % __bits_per_word);}
 477     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY const_iterator __make_iter(size_t __pos) const _NOEXCEPT
 478         {return const_iterator(&__first_ + __pos / __bits_per_word, __pos % __bits_per_word);}
 479
 480     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 481     void operator&=(const __bitset& __v) _NOEXCEPT;
 482     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 483     void operator|=(const __bitset& __v) _NOEXCEPT;
 484     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 485     void operator^=(const __bitset& __v) _NOEXCEPT;
 486
 487     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 488     void flip() _NOEXCEPT;
 489
 490     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 491     unsigned long to_ulong() const;
 492     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 493     unsigned long long to_ullong() const;
 494
 495     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 496     bool all() const _NOEXCEPT;
 497     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 498     bool any() const _NOEXCEPT;
 499
 500     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 501     size_t __hash_code() const _NOEXCEPT;
 502 };
 503
 504 template <size_t _Size>
 505 inline
 506 _LIBCPP_CONSTEXPR
 507 __bitset<1, _Size>::__bitset() _NOEXCEPT
 508     : __first_(0)
 509 {
 510 }
 511
 512 template <size_t _Size>
 513 inline
 514 _LIBCPP_CONSTEXPR
 515 __bitset<1, _Size>::__bitset(unsigned long long __v) _NOEXCEPT
 516     : __first_(
 517         _Size == __bits_per_word ? static_cast<__storage_type>(__v)
 518                                  : static_cast<__storage_type>(__v) & ((__storage_type(1) << _Size) - 1)
 519     )
 520 {
 521 }
 522
 523 template <size_t _Size>
 524 inline
 525 void
 526 __bitset<1, _Size>::operator&=(const __bitset& __v) _NOEXCEPT
 527 {
 528     __first_ &= __v.__first_;
 529 }
 530
 531 template <size_t _Size>
 532 inline
 533 void
 534 __bitset<1, _Size>::operator|=(const __bitset& __v) _NOEXCEPT
 535 {
 536     __first_ |= __v.__first_;
 537 }
 538
 539 template <size_t _Size>
 540 inline
 541 void
 542 __bitset<1, _Size>::operator^=(const __bitset& __v) _NOEXCEPT
 543 {
 544     __first_ ^= __v.__first_;
 545 }
 546
 547 template <size_t _Size>
 548 inline
 549 void
 550 __bitset<1, _Size>::flip() _NOEXCEPT
 551 {
 552     __storage_type __m = ~__storage_type(0) >> (__bits_per_word - _Size);
 553     __first_ = ~__first_;
 554     __first_ &= __m;
 555 }
 556
 557 template <size_t _Size>
 558 inline
 559 unsigned long
 560 __bitset<1, _Size>::to_ulong() const
 561 {
 562     return __first_;
 563 }
 564
 565 template <size_t _Size>
 566 inline
 567 unsigned long long
 568 __bitset<1, _Size>::to_ullong() const
 569 {
 570     return __first_;
 571 }
 572
 573 template <size_t _Size>
 574 inline
 575 bool
 576 __bitset<1, _Size>::all() const _NOEXCEPT
 577 {
 578     __storage_type __m = ~__storage_type(0) >> (__bits_per_word - _Size);
 579     return !(~__first_ & __m);
 580 }
 581
 582 template <size_t _Size>
 583 inline
 584 bool
 585 __bitset<1, _Size>::any() const _NOEXCEPT
 586 {
 587     __storage_type __m = ~__storage_type(0) >> (__bits_per_word - _Size);
 588     return __first_ & __m;
 589 }
 590
 591 template <size_t _Size>
 592 inline
 593 size_t
 594 __bitset<1, _Size>::__hash_code() const _NOEXCEPT
 595 {
 596     return __first_;
 597 }
 598
 599 template <>
 600 class __bitset<0, 0>
 601 {
 602 public:
 603     typedef ptrdiff_t              difference_type;
 604     typedef size_t                 size_type;
 605     typedef size_type              __storage_type;
 606 protected:
 607     typedef __bitset __self;
 608     typedef       __storage_type*  __storage_pointer;
 609     typedef const __storage_type*  __const_storage_pointer;
 610     static const unsigned __bits_per_word = static_cast<unsigned>(sizeof(__storage_type) * CHAR_BIT);
 611
 612     friend class __bit_reference<__bitset>;
 613     friend class __bit_const_reference<__bitset>;
 614     friend class __bit_iterator<__bitset, false>;
 615     friend class __bit_iterator<__bitset, true>;
 616     friend struct __bit_array<__bitset>;
 617
 618     typedef __bit_reference<__bitset>                  reference;
 619     typedef __bit_const_reference<__bitset>            const_reference;
 620     typedef __bit_iterator<__bitset, false>            iterator;
 621     typedef __bit_iterator<__bitset, true>             const_iterator;
 622
 623     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 624     _LIBCPP_CONSTEXPR __bitset() _NOEXCEPT;
 625     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 626     explicit _LIBCPP_CONSTEXPR __bitset(unsigned long long) _NOEXCEPT;
 627
 628     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY reference __make_ref(size_t) _NOEXCEPT
 629         {return reference(nullptr, 1);}
 630     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY _LIBCPP_CONSTEXPR const_reference __make_ref(size_t) const _NOEXCEPT
 631         {return const_reference(nullptr, 1);}
 632     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY iterator __make_iter(size_t) _NOEXCEPT
 633         {return iterator(nullptr, 0);}
 634     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY const_iterator __make_iter(size_t) const _NOEXCEPT
 635         {return const_iterator(nullptr, 0);}
 636
 637     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY void operator&=(const __bitset&) _NOEXCEPT {}
 638     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY void operator|=(const __bitset&) _NOEXCEPT {}
 639     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY void operator^=(const __bitset&) _NOEXCEPT {}
 640
 641     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY void flip() _NOEXCEPT {}
 642
 643     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY unsigned long to_ulong() const {return 0;}
 644     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY unsigned long long to_ullong() const {return 0;}
 645
 646     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY bool all() const _NOEXCEPT {return true;}
 647     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY bool any() const _NOEXCEPT {return false;}
 648
 649     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY size_t __hash_code() const _NOEXCEPT {return 0;}
 650 };
 651
 652 inline
 653 _LIBCPP_CONSTEXPR
 654 __bitset<0, 0>::__bitset() _NOEXCEPT
 655 {
 656 }
 657
 658 inline
 659 _LIBCPP_CONSTEXPR
 660 __bitset<0, 0>::__bitset(unsigned long long) _NOEXCEPT
 661 {
 662 }
 663
 664 template <size_t _Size> class _LIBCPP_TEMPLATE_VIS bitset;
 665 template <size_t _Size> struct hash<bitset<_Size> >;
 666
 667 template <size_t _Size>
 668 class _LIBCPP_TEMPLATE_VIS bitset
 669     : private __bitset<_Size == 0 ? 0 : (_Size - 1) / (sizeof(size_t) * CHAR_BIT) + 1, _Size>
 670 {
 671 public:
 672     static const unsigned __n_words = _Size == 0 ? 0 : (_Size - 1) / (sizeof(size_t) * CHAR_BIT) + 1;
 673     typedef __bitset<__n_words, _Size> base;
 674
 675 public:
 676     typedef typename base::reference       reference;
 677     typedef typename base::const_reference const_reference;
 678
 679     // 23.3.5.1 constructors:
 680     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY _LIBCPP_CONSTEXPR bitset() _NOEXCEPT {}
 681     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY _LIBCPP_CONSTEXPR
 682         bitset(unsigned long long __v) _NOEXCEPT : base(__v) {}
 683     template<class _CharT, class = __enable_if_t<_IsCharLikeType<_CharT>::value> >
 684         explicit bitset(const _CharT* __str,
 685                         typename basic_string<_CharT>::size_type __n = basic_string<_CharT>::npos,
 686                         _CharT __zero = _CharT('0'), _CharT __one = _CharT('1'));
 687     template<class _CharT, class _Traits, class _Allocator>
 688         explicit bitset(const basic_string<_CharT,_Traits,_Allocator>& __str,
 689                         typename basic_string<_CharT,_Traits,_Allocator>::size_type __pos = 0,
 690                         typename basic_string<_CharT,_Traits,_Allocator>::size_type __n =
 691                                 (basic_string<_CharT,_Traits,_Allocator>::npos),
 692                         _CharT __zero = _CharT('0'), _CharT __one = _CharT('1'));
 693
 694     // 23.3.5.2 bitset operations:
 695     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 696     bitset& operator&=(const bitset& __rhs) _NOEXCEPT;
 697     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 698     bitset& operator|=(const bitset& __rhs) _NOEXCEPT;
 699     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 700     bitset& operator^=(const bitset& __rhs) _NOEXCEPT;
 701     bitset& operator<<=(size_t __pos) _NOEXCEPT;
 702     bitset& operator>>=(size_t __pos) _NOEXCEPT;
 703     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 704     bitset& set() _NOEXCEPT;
 705     bitset& set(size_t __pos, bool __val = true);
 706     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 707     bitset& reset() _NOEXCEPT;
 708     bitset& reset(size_t __pos);
 709     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 710     bitset  operator~() const _NOEXCEPT;
 711     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 712     bitset& flip() _NOEXCEPT;
 713     bitset& flip(size_t __pos);
 714
 715     // element access:
 716     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY _LIBCPP_CONSTEXPR
 717                               const_reference operator[](size_t __p) const {return base::__make_ref(__p);}
 718     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY       reference operator[](size_t __p)       {return base::__make_ref(__p);}
 719     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 720     unsigned long to_ulong() const;
 721     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 722     unsigned long long to_ullong() const;
 723     template <class _CharT, class _Traits, class _Allocator>
 724         basic_string<_CharT, _Traits, _Allocator> to_string(_CharT __zero = _CharT('0'),
 725                                                             _CharT __one = _CharT('1')) const;
 726     template <class _CharT, class _Traits>
 727         _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 728         basic_string<_CharT, _Traits, allocator<_CharT> > to_string(_CharT __zero = _CharT('0'),
 729                                                                     _CharT __one = _CharT('1')) const;
 730     template <class _CharT>
 731         _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 732         basic_string<_CharT, char_traits<_CharT>, allocator<_CharT> > to_string(_CharT __zero = _CharT('0'),
 733                                                                                 _CharT __one = _CharT('1')) const;
 734     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 735     basic_string<char, char_traits<char>, allocator<char> > to_string(char __zero = '0',
 736                                                                       char __one = '1') const;
 737     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 738     size_t count() const _NOEXCEPT;
 739     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY _LIBCPP_CONSTEXPR size_t size() const _NOEXCEPT {return _Size;}
 740     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 741     bool operator==(const bitset& __rhs) const _NOEXCEPT;
 742     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 743     bool operator!=(const bitset& __rhs) const _NOEXCEPT;
 744     bool test(size_t __pos) const;
 745     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 746     bool all() const _NOEXCEPT;
 747     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 748     bool any() const _NOEXCEPT;
 749     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY bool none() const _NOEXCEPT {return !any();}
 750     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 751     bitset operator<<(size_t __pos) const _NOEXCEPT;
 752     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 753     bitset operator>>(size_t __pos) const _NOEXCEPT;
 754
 755 private:
 756
 757     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
 758     size_t __hash_code() const _NOEXCEPT {return base::__hash_code();}
 759
 760     friend struct hash<bitset>;
 761 };
 762
 763 template <size_t _Size>
 764 template<class _CharT, class>
 765 bitset<_Size>::bitset(const _CharT* __str,
 766                       typename basic_string<_CharT>::size_type __n,
 767                       _CharT __zero, _CharT __one)
 768 {
 769     size_t __rlen = _VSTD::min(__n, char_traits<_CharT>::length(__str));
 770     for (size_t __i = 0; __i < __rlen; ++__i)
 771         if (__str[__i] != __zero && __str[__i] != __one)
 772             __throw_invalid_argument("bitset string ctor has invalid argument");
 773
 774     size_t _Mp = _VSTD::min(__rlen, _Size);
 775     size_t __i = 0;
 776     for (; __i < _Mp; ++__i)
 777     {
 778         _CharT __c = __str[_Mp - 1 - __i];
 779         (*this)[__i] = (__c == __one);
 780     }
 781     _VSTD::fill(base::__make_iter(__i), base::__make_iter(_Size), false);
 782 }
 783
 784 template <size_t _Size>
 785 template<class _CharT, class _Traits, class _Allocator>
 786 bitset<_Size>::bitset(const basic_string<_CharT,_Traits,_Allocator>& __str,
 787        typename basic_string<_CharT,_Traits,_Allocator>::size_type __pos,
 788        typename basic_string<_CharT,_Traits,_Allocator>::size_type __n,
 789        _CharT __zero, _CharT __one)
 790 {
 791     if (__pos > __str.size())
 792         __throw_out_of_range("bitset string pos out of range");
 793
 794     size_t __rlen = _VSTD::min(__n, __str.size() - __pos);
 795     for (size_t __i = __pos; __i < __pos + __rlen; ++__i)
 796         if (!_Traits::eq(__str[__i], __zero) && !_Traits::eq(__str[__i], __one))
 797             __throw_invalid_argument("bitset string ctor has invalid argument");
 798
 799     size_t _Mp = _VSTD::min(__rlen, _Size);
 800     size_t __i = 0;
 801     for (; __i < _Mp; ++__i)
 802     {
 803         _CharT __c = __str[__pos + _Mp - 1 - __i];
 804         (*this)[__i] = _Traits::eq(__c, __one);
 805     }
 806     _VSTD::fill(base::__make_iter(__i), base::__make_iter(_Size), false);
 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 inline
 829 bitset<_Size>&
 830 bitset<_Size>::operator^=(const bitset& __rhs) _NOEXCEPT
 831 {
 832     base::operator^=(__rhs);
 833     return *this;
 834 }
 835
 836 template <size_t _Size>
 837 bitset<_Size>&
 838 bitset<_Size>::operator<<=(size_t __pos) _NOEXCEPT
 839 {
 840     __pos = _VSTD::min(__pos, _Size);
 841     _VSTD::copy_backward(base::__make_iter(0), base::__make_iter(_Size - __pos), base::__make_iter(_Size));
 842     _VSTD::fill_n(base::__make_iter(0), __pos, false);
 843     return *this;
 844 }
 845
 846 template <size_t _Size>
 847 bitset<_Size>&
 848 bitset<_Size>::operator>>=(size_t __pos) _NOEXCEPT
 849 {
 850     __pos = _VSTD::min(__pos, _Size);
 851     _VSTD::copy(base::__make_iter(__pos), base::__make_iter(_Size), base::__make_iter(0));
 852     _VSTD::fill_n(base::__make_iter(_Size - __pos), __pos, false);
 853     return *this;
 854 }
 855
 856 template <size_t _Size>
 857 inline
 858 bitset<_Size>&
 859 bitset<_Size>::set() _NOEXCEPT
 860 {
 861     _VSTD::fill_n(base::__make_iter(0), _Size, true);
 862     return *this;
 863 }
 864
 865 template <size_t _Size>
 866 bitset<_Size>&
 867 bitset<_Size>::set(size_t __pos, bool __val)
 868 {
 869     if (__pos >= _Size)
 870         __throw_out_of_range("bitset set argument out of range");
 871
 872     (*this)[__pos] = __val;
 873     return *this;
 874 }
 875
 876 template <size_t _Size>
 877 inline
 878 bitset<_Size>&
 879 bitset<_Size>::reset() _NOEXCEPT
 880 {
 881     _VSTD::fill_n(base::__make_iter(0), _Size, false);
 882     return *this;
 883 }
 884
 885 template <size_t _Size>
 886 bitset<_Size>&
 887 bitset<_Size>::reset(size_t __pos)
 888 {
 889     if (__pos >= _Size)
 890         __throw_out_of_range("bitset reset argument out of range");
 891
 892     (*this)[__pos] = false;
 893     return *this;
 894 }
 895
 896 template <size_t _Size>
 897 inline
 898 bitset<_Size>
 899 bitset<_Size>::operator~() const _NOEXCEPT
 900 {
 901     bitset __x(*this);
 902     __x.flip();
 903     return __x;
 904 }
 905
 906 template <size_t _Size>
 907 inline
 908 bitset<_Size>&
 909 bitset<_Size>::flip() _NOEXCEPT
 910 {
 911     base::flip();
 912     return *this;
 913 }
 914
 915 template <size_t _Size>
 916 bitset<_Size>&
 917 bitset<_Size>::flip(size_t __pos)
 918 {
 919     if (__pos >= _Size)
 920         __throw_out_of_range("bitset flip argument out of range");
 921
 922     reference r = base::__make_ref(__pos);
 923     r = ~r;
 924     return *this;
 925 }
 926
 927 template <size_t _Size>
 928 inline
 929 unsigned long
 930 bitset<_Size>::to_ulong() const
 931 {
 932     return base::to_ulong();
 933 }
 934
 935 template <size_t _Size>
 936 inline
 937 unsigned long long
 938 bitset<_Size>::to_ullong() const
 939 {
 940     return base::to_ullong();
 941 }
 942
 943 template <size_t _Size>
 944 template <class _CharT, class _Traits, class _Allocator>
 945 basic_string<_CharT, _Traits, _Allocator>
 946 bitset<_Size>::to_string(_CharT __zero, _CharT __one) const
 947 {
 948     basic_string<_CharT, _Traits, _Allocator> __r(_Size, __zero);
 949     for (size_t __i = 0; __i < _Size; ++__i)
 950     {
 951         if ((*this)[__i])
 952             __r[_Size - 1 - __i] = __one;
 953     }
 954     return __r;
 955 }
 956
 957 template <size_t _Size>
 958 template <class _CharT, class _Traits>
 959 inline
 960 basic_string<_CharT, _Traits, allocator<_CharT> >
 961 bitset<_Size>::to_string(_CharT __zero, _CharT __one) const
 962 {
 963     return to_string<_CharT, _Traits, allocator<_CharT> >(__zero, __one);
 964 }
 965
 966 template <size_t _Size>
 967 template <class _CharT>
 968 inline
 969 basic_string<_CharT, char_traits<_CharT>, allocator<_CharT> >
 970 bitset<_Size>::to_string(_CharT __zero, _CharT __one) const
 971 {
 972     return to_string<_CharT, char_traits<_CharT>, allocator<_CharT> >(__zero, __one);
 973 }
 974
 975 template <size_t _Size>
 976 inline
 977 basic_string<char, char_traits<char>, allocator<char> >
 978 bitset<_Size>::to_string(char __zero, char __one) const
 979 {
 980     return to_string<char, char_traits<char>, allocator<char> >(__zero, __one);
 981 }
 982
 983 template <size_t _Size>
 984 inline
 985 size_t
 986 bitset<_Size>::count() const _NOEXCEPT
 987 {
 988     return static_cast<size_t>(_VSTD::__count_bool_true(base::__make_iter(0), _Size));
 989 }
 990
 991 template <size_t _Size>
 992 inline
 993 bool
 994 bitset<_Size>::operator==(const bitset& __rhs) const _NOEXCEPT
 995 {
 996     return _VSTD::equal(base::__make_iter(0), base::__make_iter(_Size), __rhs.__make_iter(0));
 997 }
 998
 999 template <size_t _Size>
1000 inline
1001 bool
1002 bitset<_Size>::operator!=(const bitset& __rhs) const _NOEXCEPT
1003 {
1004     return !(*this == __rhs);
1005 }
1006
1007 template <size_t _Size>
1008 bool
1009 bitset<_Size>::test(size_t __pos) const
1010 {
1011     if (__pos >= _Size)
1012         __throw_out_of_range("bitset test argument out of range");
1013
1014     return (*this)[__pos];
1015 }
1016
1017 template <size_t _Size>
1018 inline
1019 bool
1020 bitset<_Size>::all() const _NOEXCEPT
1021 {
1022     return base::all();
1023 }
1024
1025 template <size_t _Size>
1026 inline
1027 bool
1028 bitset<_Size>::any() const _NOEXCEPT
1029 {
1030     return base::any();
1031 }
1032
1033 template <size_t _Size>
1034 inline
1035 bitset<_Size>
1036 bitset<_Size>::operator<<(size_t __pos) const _NOEXCEPT
1037 {
1038     bitset __r = *this;
1039     __r <<= __pos;
1040     return __r;
1041 }
1042
1043 template <size_t _Size>
1044 inline
1045 bitset<_Size>
1046 bitset<_Size>::operator>>(size_t __pos) const _NOEXCEPT
1047 {
1048     bitset __r = *this;
1049     __r >>= __pos;
1050     return __r;
1051 }
1052
1053 template <size_t _Size>
1054 inline _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
1055 bitset<_Size>
1056 operator&(const bitset<_Size>& __x, const bitset<_Size>& __y) _NOEXCEPT
1057 {
1058     bitset<_Size> __r = __x;
1059     __r &= __y;
1060     return __r;
1061 }
1062
1063 template <size_t _Size>
1064 inline _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
1065 bitset<_Size>
1066 operator|(const bitset<_Size>& __x, const bitset<_Size>& __y) _NOEXCEPT
1067 {
1068     bitset<_Size> __r = __x;
1069     __r |= __y;
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 struct _LIBCPP_TEMPLATE_VIS hash<bitset<_Size> >
1085     : public unary_function<bitset<_Size>, size_t>
1086 {
1087     _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY
1088     size_t operator()(const bitset<_Size>& __bs) const _NOEXCEPT
1089         {return __bs.__hash_code();}
1090 };
1091
1092 template <class _CharT, class _Traits, size_t _Size>
1093 basic_istream<_CharT, _Traits>&
1094 operator>>(basic_istream<_CharT, _Traits>& __is, bitset<_Size>& __x);
1095
1096 template <class _CharT, class _Traits, size_t _Size>
1097 basic_ostream<_CharT, _Traits>&
1098 operator<<(basic_ostream<_CharT, _Traits>& __os, const bitset<_Size>& __x);
1099
1100 _LIBCPP_END_NAMESPACE_STD
1101
1102 _LIBCPP_POP_MACROS
1103
1104 #endif // _LIBCPP_BITSET