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[rust.git] / library / alloc / src / vec / mod.rs
1 //! A contiguous growable array type with heap-allocated contents, written
2 //! `Vec<T>`.
3 //!
4 //! Vectors have *O*(1) indexing, amortized *O*(1) push (to the end) and
5 //! *O*(1) pop (from the end).
6 //!
7 //! Vectors ensure they never allocate more than `isize::MAX` bytes.
8 //!
9 //! # Examples
10 //!
11 //! You can explicitly create a [`Vec`] with [`Vec::new`]:
12 //!
13 //! ```
14 //! let v: Vec<i32> = Vec::new();
15 //! ```
16 //!
17 //! ...or by using the [`vec!`] macro:
18 //!
19 //! ```
20 //! let v: Vec<i32> = vec![];
21 //!
22 //! let v = vec![1, 2, 3, 4, 5];
23 //!
24 //! let v = vec![0; 10]; // ten zeroes
25 //! ```
26 //!
27 //! You can [`push`] values onto the end of a vector (which will grow the vector
28 //! as needed):
29 //!
30 //! ```
31 //! let mut v = vec![1, 2];
32 //!
33 //! v.push(3);
34 //! ```
35 //!
36 //! Popping values works in much the same way:
37 //!
38 //! ```
39 //! let mut v = vec![1, 2];
40 //!
41 //! let two = v.pop();
42 //! ```
43 //!
44 //! Vectors also support indexing (through the [`Index`] and [`IndexMut`] traits):
45 //!
46 //! ```
47 //! let mut v = vec![1, 2, 3];
48 //! let three = v[2];
49 //! v[1] = v[1] + 5;
50 //! ```
51 //!
52 //! [`push`]: Vec::push
53
54 #![stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
55
56 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
57 use core::cmp;
58 use core::cmp::Ordering;
59 use core::convert::TryFrom;
60 use core::fmt;
61 use core::hash::{Hash, Hasher};
62 use core::intrinsics::{arith_offset, assume};
63 use core::iter;
64 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
65 use core::iter::FromIterator;
66 use core::marker::PhantomData;
67 use core::mem::{self, ManuallyDrop, MaybeUninit};
68 use core::ops::{self, Index, IndexMut, Range, RangeBounds};
69 use core::ptr::{self, NonNull};
70 use core::slice::{self, SliceIndex};
71
72 use crate::alloc::{Allocator, Global};
73 use crate::borrow::{Cow, ToOwned};
74 use crate::boxed::Box;
75 use crate::collections::TryReserveError;
76 use crate::raw_vec::RawVec;
77
78 #[unstable(feature = "drain_filter", reason = "recently added", issue = "43244")]
79 pub use self::drain_filter::DrainFilter;
80
81 mod drain_filter;
82
83 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
84 #[stable(feature = "vec_splice", since = "1.21.0")]
85 pub use self::splice::Splice;
86
87 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
88 mod splice;
89
90 #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
91 pub use self::drain::Drain;
92
93 mod drain;
94
95 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
96 mod cow;
97
98 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
99 pub(crate) use self::into_iter::AsIntoIter;
100 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
101 pub use self::into_iter::IntoIter;
102
103 mod into_iter;
104
105 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
106 use self::is_zero::IsZero;
107
108 mod is_zero;
109
110 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
111 mod source_iter_marker;
112
113 mod partial_eq;
114
115 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
116 use self::spec_from_elem::SpecFromElem;
117
118 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
119 mod spec_from_elem;
120
121 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
122 use self::set_len_on_drop::SetLenOnDrop;
123
124 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
125 mod set_len_on_drop;
126
127 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
128 use self::in_place_drop::InPlaceDrop;
129
130 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
131 mod in_place_drop;
132
133 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
134 use self::spec_from_iter_nested::SpecFromIterNested;
135
136 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
137 mod spec_from_iter_nested;
138
139 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
140 use self::spec_from_iter::SpecFromIter;
141
142 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
143 mod spec_from_iter;
144
145 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
146 use self::spec_extend::SpecExtend;
147
148 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
149 mod spec_extend;
150
151 /// A contiguous growable array type, written as `Vec<T>` and pronounced 'vector'.
152 ///
153 /// # Examples
154 ///
155 /// ```
156 /// let mut vec = Vec::new();
157 /// vec.push(1);
158 /// vec.push(2);
159 ///
160 /// assert_eq!(vec.len(), 2);
161 /// assert_eq!(vec[0], 1);
162 ///
163 /// assert_eq!(vec.pop(), Some(2));
164 /// assert_eq!(vec.len(), 1);
165 ///
166 /// vec[0] = 7;
167 /// assert_eq!(vec[0], 7);
168 ///
169 /// vec.extend([1, 2, 3].iter().copied());
170 ///
171 /// for x in &vec {
172 ///     println!("{}", x);
173 /// }
174 /// assert_eq!(vec, [7, 1, 2, 3]);
175 /// ```
176 ///
177 /// The [`vec!`] macro is provided for convenient initialization:
178 ///
179 /// ```
180 /// let mut vec1 = vec![1, 2, 3];
181 /// vec1.push(4);
182 /// let vec2 = Vec::from([1, 2, 3, 4]);
183 /// assert_eq!(vec1, vec2);
184 /// ```
185 ///
186 /// It can also initialize each element of a `Vec<T>` with a given value.
187 /// This may be more efficient than performing allocation and initialization
188 /// in separate steps, especially when initializing a vector of zeros:
189 ///
190 /// ```
191 /// let vec = vec![0; 5];
192 /// assert_eq!(vec, [0, 0, 0, 0, 0]);
193 ///
194 /// // The following is equivalent, but potentially slower:
195 /// let mut vec = Vec::with_capacity(5);
196 /// vec.resize(5, 0);
197 /// assert_eq!(vec, [0, 0, 0, 0, 0]);
198 /// ```
199 ///
200 /// For more information, see
201 /// [Capacity and Reallocation](#capacity-and-reallocation).
202 ///
203 /// Use a `Vec<T>` as an efficient stack:
204 ///
205 /// ```
206 /// let mut stack = Vec::new();
207 ///
208 /// stack.push(1);
209 /// stack.push(2);
210 /// stack.push(3);
211 ///
212 /// while let Some(top) = stack.pop() {
213 ///     // Prints 3, 2, 1
214 ///     println!("{}", top);
215 /// }
216 /// ```
217 ///
218 /// # Indexing
219 ///
220 /// The `Vec` type allows to access values by index, because it implements the
221 /// [`Index`] trait. An example will be more explicit:
222 ///
223 /// ```
224 /// let v = vec![0, 2, 4, 6];
225 /// println!("{}", v[1]); // it will display '2'
226 /// ```
227 ///
228 /// However be careful: if you try to access an index which isn't in the `Vec`,
229 /// your software will panic! You cannot do this:
230 ///
231 /// ```should_panic
232 /// let v = vec![0, 2, 4, 6];
233 /// println!("{}", v[6]); // it will panic!
234 /// ```
235 ///
236 /// Use [`get`] and [`get_mut`] if you want to check whether the index is in
237 /// the `Vec`.
238 ///
239 /// # Slicing
240 ///
241 /// A `Vec` can be mutable. On the other hand, slices are read-only objects.
242 /// To get a [slice][prim@slice], use [`&`]. Example:
243 ///
244 /// ```
245 /// fn read_slice(slice: &[usize]) {
246 ///     // ...
247 /// }
248 ///
249 /// let v = vec![0, 1];
250 /// read_slice(&v);
251 ///
252 /// // ... and that's all!
253 /// // you can also do it like this:
254 /// let u: &[usize] = &v;
255 /// // or like this:
256 /// let u: &[_] = &v;
257 /// ```
258 ///
259 /// In Rust, it's more common to pass slices as arguments rather than vectors
260 /// when you just want to provide read access. The same goes for [`String`] and
261 /// [`&str`].
262 ///
263 /// # Capacity and reallocation
264 ///
265 /// The capacity of a vector is the amount of space allocated for any future
266 /// elements that will be added onto the vector. This is not to be confused with
267 /// the *length* of a vector, which specifies the number of actual elements
268 /// within the vector. If a vector's length exceeds its capacity, its capacity
269 /// will automatically be increased, but its elements will have to be
270 /// reallocated.
271 ///
272 /// For example, a vector with capacity 10 and length 0 would be an empty vector
273 /// with space for 10 more elements. Pushing 10 or fewer elements onto the
274 /// vector will not change its capacity or cause reallocation to occur. However,
275 /// if the vector's length is increased to 11, it will have to reallocate, which
276 /// can be slow. For this reason, it is recommended to use [`Vec::with_capacity`]
277 /// whenever possible to specify how big the vector is expected to get.
278 ///
279 /// # Guarantees
280 ///
281 /// Due to its incredibly fundamental nature, `Vec` makes a lot of guarantees
282 /// about its design. This ensures that it's as low-overhead as possible in
283 /// the general case, and can be correctly manipulated in primitive ways
284 /// by unsafe code. Note that these guarantees refer to an unqualified `Vec<T>`.
285 /// If additional type parameters are added (e.g., to support custom allocators),
286 /// overriding their defaults may change the behavior.
287 ///
288 /// Most fundamentally, `Vec` is and always will be a (pointer, capacity, length)
289 /// triplet. No more, no less. The order of these fields is completely
290 /// unspecified, and you should use the appropriate methods to modify these.
291 /// The pointer will never be null, so this type is null-pointer-optimized.
292 ///
293 /// However, the pointer might not actually point to allocated memory. In particular,
294 /// if you construct a `Vec` with capacity 0 via [`Vec::new`], [`vec![]`][`vec!`],
295 /// [`Vec::with_capacity(0)`][`Vec::with_capacity`], or by calling [`shrink_to_fit`]
296 /// on an empty Vec, it will not allocate memory. Similarly, if you store zero-sized
297 /// types inside a `Vec`, it will not allocate space for them. *Note that in this case
298 /// the `Vec` might not report a [`capacity`] of 0*. `Vec` will allocate if and only
299 /// if <code>[mem::size_of::\<T>]\() * [capacity]\() > 0</code>. In general, `Vec`'s allocation
300 /// details are very subtle --- if you intend to allocate memory using a `Vec`
301 /// and use it for something else (either to pass to unsafe code, or to build your
302 /// own memory-backed collection), be sure to deallocate this memory by using
303 /// `from_raw_parts` to recover the `Vec` and then dropping it.
304 ///
305 /// If a `Vec` *has* allocated memory, then the memory it points to is on the heap
306 /// (as defined by the allocator Rust is configured to use by default), and its
307 /// pointer points to [`len`] initialized, contiguous elements in order (what
308 /// you would see if you coerced it to a slice), followed by <code>[capacity] - [len]</code>
309 /// logically uninitialized, contiguous elements.
310 ///
311 /// A vector containing the elements `'a'` and `'b'` with capacity 4 can be
312 /// visualized as below. The top part is the `Vec` struct, it contains a
313 /// pointer to the head of the allocation in the heap, length and capacity.
314 /// The bottom part is the allocation on the heap, a contiguous memory block.
315 ///
316 /// ```text
317 ///             ptr      len  capacity
318 ///        +--------+--------+--------+
319 ///        | 0x0123 |      2 |      4 |
320 ///        +--------+--------+--------+
321 ///             |
322 ///             v
323 /// Heap   +--------+--------+--------+--------+
324 ///        |    'a' |    'b' | uninit | uninit |
325 ///        +--------+--------+--------+--------+
326 /// ```
327 ///
328 /// - **uninit** represents memory that is not initialized, see [`MaybeUninit`].
329 /// - Note: the ABI is not stable and `Vec` makes no guarantees about its memory
330 ///   layout (including the order of fields).
331 ///
332 /// `Vec` will never perform a "small optimization" where elements are actually
333 /// stored on the stack for two reasons:
334 ///
335 /// * It would make it more difficult for unsafe code to correctly manipulate
336 ///   a `Vec`. The contents of a `Vec` wouldn't have a stable address if it were
337 ///   only moved, and it would be more difficult to determine if a `Vec` had
338 ///   actually allocated memory.
339 ///
340 /// * It would penalize the general case, incurring an additional branch
341 ///   on every access.
342 ///
343 /// `Vec` will never automatically shrink itself, even if completely empty. This
344 /// ensures no unnecessary allocations or deallocations occur. Emptying a `Vec`
345 /// and then filling it back up to the same [`len`] should incur no calls to
346 /// the allocator. If you wish to free up unused memory, use
347 /// [`shrink_to_fit`] or [`shrink_to`].
348 ///
349 /// [`push`] and [`insert`] will never (re)allocate if the reported capacity is
350 /// sufficient. [`push`] and [`insert`] *will* (re)allocate if
351 /// <code>[len] == [capacity]</code>. That is, the reported capacity is completely
352 /// accurate, and can be relied on. It can even be used to manually free the memory
353 /// allocated by a `Vec` if desired. Bulk insertion methods *may* reallocate, even
354 /// when not necessary.
355 ///
356 /// `Vec` does not guarantee any particular growth strategy when reallocating
357 /// when full, nor when [`reserve`] is called. The current strategy is basic
358 /// and it may prove desirable to use a non-constant growth factor. Whatever
359 /// strategy is used will of course guarantee *O*(1) amortized [`push`].
360 ///
361 /// `vec![x; n]`, `vec![a, b, c, d]`, and
362 /// [`Vec::with_capacity(n)`][`Vec::with_capacity`], will all produce a `Vec`
363 /// with exactly the requested capacity. If <code>[len] == [capacity]</code>,
364 /// (as is the case for the [`vec!`] macro), then a `Vec<T>` can be converted to
365 /// and from a [`Box<[T]>`][owned slice] without reallocating or moving the elements.
366 ///
367 /// `Vec` will not specifically overwrite any data that is removed from it,
368 /// but also won't specifically preserve it. Its uninitialized memory is
369 /// scratch space that it may use however it wants. It will generally just do
370 /// whatever is most efficient or otherwise easy to implement. Do not rely on
371 /// removed data to be erased for security purposes. Even if you drop a `Vec`, its
372 /// buffer may simply be reused by another allocation. Even if you zero a `Vec`'s memory
373 /// first, that might not actually happen because the optimizer does not consider
374 /// this a side-effect that must be preserved. There is one case which we will
375 /// not break, however: using `unsafe` code to write to the excess capacity,
376 /// and then increasing the length to match, is always valid.
377 ///
378 /// Currently, `Vec` does not guarantee the order in which elements are dropped.
379 /// The order has changed in the past and may change again.
380 ///
381 /// [`get`]: ../../std/vec/struct.Vec.html#method.get
382 /// [`get_mut`]: ../../std/vec/struct.Vec.html#method.get_mut
383 /// [`String`]: crate::string::String
384 /// [`&str`]: type@str
385 /// [`shrink_to_fit`]: Vec::shrink_to_fit
386 /// [`shrink_to`]: Vec::shrink_to
387 /// [capacity]: Vec::capacity
388 /// [`capacity`]: Vec::capacity
389 /// [mem::size_of::\<T>]: core::mem::size_of
390 /// [len]: Vec::len
391 /// [`len`]: Vec::len
392 /// [`push`]: Vec::push
393 /// [`insert`]: Vec::insert
394 /// [`reserve`]: Vec::reserve
395 /// [`MaybeUninit`]: core::mem::MaybeUninit
396 /// [owned slice]: Box
397 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
398 #[cfg_attr(not(test), rustc_diagnostic_item = "Vec")]
399 #[rustc_insignificant_dtor]
400 pub struct Vec<T, #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")] A: Allocator = Global> {
401     buf: RawVec<T, A>,
402     len: usize,
403 }
404
405 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
406 // Inherent methods
407 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
408
409 impl<T> Vec<T> {
410     /// Constructs a new, empty `Vec<T>`.
411     ///
412     /// The vector will not allocate until elements are pushed onto it.
413     ///
414     /// # Examples
415     ///
416     /// ```
417     /// # #![allow(unused_mut)]
418     /// let mut vec: Vec<i32> = Vec::new();
419     /// ```
420     #[inline]
421     #[rustc_const_stable(feature = "const_vec_new", since = "1.39.0")]
422     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
423     pub const fn new() -> Self {
424         Vec { buf: RawVec::NEW, len: 0 }
425     }
426
427     /// Constructs a new, empty `Vec<T>` with the specified capacity.
428     ///
429     /// The vector will be able to hold exactly `capacity` elements without
430     /// reallocating. If `capacity` is 0, the vector will not allocate.
431     ///
432     /// It is important to note that although the returned vector has the
433     /// *capacity* specified, the vector will have a zero *length*. For an
434     /// explanation of the difference between length and capacity, see
435     /// *[Capacity and reallocation]*.
436     ///
437     /// [Capacity and reallocation]: #capacity-and-reallocation
438     ///
439     /// # Panics
440     ///
441     /// Panics if the new capacity exceeds `isize::MAX` bytes.
442     ///
443     /// # Examples
444     ///
445     /// ```
446     /// let mut vec = Vec::with_capacity(10);
447     ///
448     /// // The vector contains no items, even though it has capacity for more
449     /// assert_eq!(vec.len(), 0);
450     /// assert_eq!(vec.capacity(), 10);
451     ///
452     /// // These are all done without reallocating...
453     /// for i in 0..10 {
454     ///     vec.push(i);
455     /// }
456     /// assert_eq!(vec.len(), 10);
457     /// assert_eq!(vec.capacity(), 10);
458     ///
459     /// // ...but this may make the vector reallocate
460     /// vec.push(11);
461     /// assert_eq!(vec.len(), 11);
462     /// assert!(vec.capacity() >= 11);
463     /// ```
464     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
465     #[inline]
466     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
467     pub fn with_capacity(capacity: usize) -> Self {
468         Self::with_capacity_in(capacity, Global)
469     }
470
471     /// Creates a `Vec<T>` directly from the raw components of another vector.
472     ///
473     /// # Safety
474     ///
475     /// This is highly unsafe, due to the number of invariants that aren't
476     /// checked:
477     ///
478     /// * `ptr` needs to have been previously allocated via [`String`]/`Vec<T>`
479     ///   (at least, it's highly likely to be incorrect if it wasn't).
480     /// * `T` needs to have the same size and alignment as what `ptr` was allocated with.
481     ///   (`T` having a less strict alignment is not sufficient, the alignment really
482     ///   needs to be equal to satisfy the [`dealloc`] requirement that memory must be
483     ///   allocated and deallocated with the same layout.)
484     /// * `length` needs to be less than or equal to `capacity`.
485     /// * `capacity` needs to be the capacity that the pointer was allocated with.
486     ///
487     /// Violating these may cause problems like corrupting the allocator's
488     /// internal data structures. For example it is **not** safe
489     /// to build a `Vec<u8>` from a pointer to a C `char` array with length `size_t`.
490     /// It's also not safe to build one from a `Vec<u16>` and its length, because
491     /// the allocator cares about the alignment, and these two types have different
492     /// alignments. The buffer was allocated with alignment 2 (for `u16`), but after
493     /// turning it into a `Vec<u8>` it'll be deallocated with alignment 1.
494     ///
495     /// The ownership of `ptr` is effectively transferred to the
496     /// `Vec<T>` which may then deallocate, reallocate or change the
497     /// contents of memory pointed to by the pointer at will. Ensure
498     /// that nothing else uses the pointer after calling this
499     /// function.
500     ///
501     /// [`String`]: crate::string::String
502     /// [`dealloc`]: crate::alloc::GlobalAlloc::dealloc
503     ///
504     /// # Examples
505     ///
506     /// ```
507     /// use std::ptr;
508     /// use std::mem;
509     ///
510     /// let v = vec![1, 2, 3];
511     ///
512     // FIXME Update this when vec_into_raw_parts is stabilized
513     /// // Prevent running `v`'s destructor so we are in complete control
514     /// // of the allocation.
515     /// let mut v = mem::ManuallyDrop::new(v);
516     ///
517     /// // Pull out the various important pieces of information about `v`
518     /// let p = v.as_mut_ptr();
519     /// let len = v.len();
520     /// let cap = v.capacity();
521     ///
522     /// unsafe {
523     ///     // Overwrite memory with 4, 5, 6
524     ///     for i in 0..len as isize {
525     ///         ptr::write(p.offset(i), 4 + i);
526     ///     }
527     ///
528     ///     // Put everything back together into a Vec
529     ///     let rebuilt = Vec::from_raw_parts(p, len, cap);
530     ///     assert_eq!(rebuilt, [4, 5, 6]);
531     /// }
532     /// ```
533     #[inline]
534     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
535     pub unsafe fn from_raw_parts(ptr: *mut T, length: usize, capacity: usize) -> Self {
536         unsafe { Self::from_raw_parts_in(ptr, length, capacity, Global) }
537     }
538 }
539
540 impl<T, A: Allocator> Vec<T, A> {
541     /// Constructs a new, empty `Vec<T, A>`.
542     ///
543     /// The vector will not allocate until elements are pushed onto it.
544     ///
545     /// # Examples
546     ///
547     /// ```
548     /// #![feature(allocator_api)]
549     ///
550     /// use std::alloc::System;
551     ///
552     /// # #[allow(unused_mut)]
553     /// let mut vec: Vec<i32, _> = Vec::new_in(System);
554     /// ```
555     #[inline]
556     #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")]
557     pub const fn new_in(alloc: A) -> Self {
558         Vec { buf: RawVec::new_in(alloc), len: 0 }
559     }
560
561     /// Constructs a new, empty `Vec<T, A>` with the specified capacity with the provided
562     /// allocator.
563     ///
564     /// The vector will be able to hold exactly `capacity` elements without
565     /// reallocating. If `capacity` is 0, the vector will not allocate.
566     ///
567     /// It is important to note that although the returned vector has the
568     /// *capacity* specified, the vector will have a zero *length*. For an
569     /// explanation of the difference between length and capacity, see
570     /// *[Capacity and reallocation]*.
571     ///
572     /// [Capacity and reallocation]: #capacity-and-reallocation
573     ///
574     /// # Panics
575     ///
576     /// Panics if the new capacity exceeds `isize::MAX` bytes.
577     ///
578     /// # Examples
579     ///
580     /// ```
581     /// #![feature(allocator_api)]
582     ///
583     /// use std::alloc::System;
584     ///
585     /// let mut vec = Vec::with_capacity_in(10, System);
586     ///
587     /// // The vector contains no items, even though it has capacity for more
588     /// assert_eq!(vec.len(), 0);
589     /// assert_eq!(vec.capacity(), 10);
590     ///
591     /// // These are all done without reallocating...
592     /// for i in 0..10 {
593     ///     vec.push(i);
594     /// }
595     /// assert_eq!(vec.len(), 10);
596     /// assert_eq!(vec.capacity(), 10);
597     ///
598     /// // ...but this may make the vector reallocate
599     /// vec.push(11);
600     /// assert_eq!(vec.len(), 11);
601     /// assert!(vec.capacity() >= 11);
602     /// ```
603     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
604     #[inline]
605     #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")]
606     pub fn with_capacity_in(capacity: usize, alloc: A) -> Self {
607         Vec { buf: RawVec::with_capacity_in(capacity, alloc), len: 0 }
608     }
609
610     /// Creates a `Vec<T, A>` directly from the raw components of another vector.
611     ///
612     /// # Safety
613     ///
614     /// This is highly unsafe, due to the number of invariants that aren't
615     /// checked:
616     ///
617     /// * `ptr` needs to have been previously allocated via [`String`]/`Vec<T>`
618     ///   (at least, it's highly likely to be incorrect if it wasn't).
619     /// * `T` needs to have the same size and alignment as what `ptr` was allocated with.
620     ///   (`T` having a less strict alignment is not sufficient, the alignment really
621     ///   needs to be equal to satisfy the [`dealloc`] requirement that memory must be
622     ///   allocated and deallocated with the same layout.)
623     /// * `length` needs to be less than or equal to `capacity`.
624     /// * `capacity` needs to be the capacity that the pointer was allocated with.
625     ///
626     /// Violating these may cause problems like corrupting the allocator's
627     /// internal data structures. For example it is **not** safe
628     /// to build a `Vec<u8>` from a pointer to a C `char` array with length `size_t`.
629     /// It's also not safe to build one from a `Vec<u16>` and its length, because
630     /// the allocator cares about the alignment, and these two types have different
631     /// alignments. The buffer was allocated with alignment 2 (for `u16`), but after
632     /// turning it into a `Vec<u8>` it'll be deallocated with alignment 1.
633     ///
634     /// The ownership of `ptr` is effectively transferred to the
635     /// `Vec<T>` which may then deallocate, reallocate or change the
636     /// contents of memory pointed to by the pointer at will. Ensure
637     /// that nothing else uses the pointer after calling this
638     /// function.
639     ///
640     /// [`String`]: crate::string::String
641     /// [`dealloc`]: crate::alloc::GlobalAlloc::dealloc
642     ///
643     /// # Examples
644     ///
645     /// ```
646     /// #![feature(allocator_api)]
647     ///
648     /// use std::alloc::System;
649     ///
650     /// use std::ptr;
651     /// use std::mem;
652     ///
653     /// let mut v = Vec::with_capacity_in(3, System);
654     /// v.push(1);
655     /// v.push(2);
656     /// v.push(3);
657     ///
658     // FIXME Update this when vec_into_raw_parts is stabilized
659     /// // Prevent running `v`'s destructor so we are in complete control
660     /// // of the allocation.
661     /// let mut v = mem::ManuallyDrop::new(v);
662     ///
663     /// // Pull out the various important pieces of information about `v`
664     /// let p = v.as_mut_ptr();
665     /// let len = v.len();
666     /// let cap = v.capacity();
667     /// let alloc = v.allocator();
668     ///
669     /// unsafe {
670     ///     // Overwrite memory with 4, 5, 6
671     ///     for i in 0..len as isize {
672     ///         ptr::write(p.offset(i), 4 + i);
673     ///     }
674     ///
675     ///     // Put everything back together into a Vec
676     ///     let rebuilt = Vec::from_raw_parts_in(p, len, cap, alloc.clone());
677     ///     assert_eq!(rebuilt, [4, 5, 6]);
678     /// }
679     /// ```
680     #[inline]
681     #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")]
682     pub unsafe fn from_raw_parts_in(ptr: *mut T, length: usize, capacity: usize, alloc: A) -> Self {
683         unsafe { Vec { buf: RawVec::from_raw_parts_in(ptr, capacity, alloc), len: length } }
684     }
685
686     /// Decomposes a `Vec<T>` into its raw components.
687     ///
688     /// Returns the raw pointer to the underlying data, the length of
689     /// the vector (in elements), and the allocated capacity of the
690     /// data (in elements). These are the same arguments in the same
691     /// order as the arguments to [`from_raw_parts`].
692     ///
693     /// After calling this function, the caller is responsible for the
694     /// memory previously managed by the `Vec`. The only way to do
695     /// this is to convert the raw pointer, length, and capacity back
696     /// into a `Vec` with the [`from_raw_parts`] function, allowing
697     /// the destructor to perform the cleanup.
698     ///
699     /// [`from_raw_parts`]: Vec::from_raw_parts
700     ///
701     /// # Examples
702     ///
703     /// ```
704     /// #![feature(vec_into_raw_parts)]
705     /// let v: Vec<i32> = vec![-1, 0, 1];
706     ///
707     /// let (ptr, len, cap) = v.into_raw_parts();
708     ///
709     /// let rebuilt = unsafe {
710     ///     // We can now make changes to the components, such as
711     ///     // transmuting the raw pointer to a compatible type.
712     ///     let ptr = ptr as *mut u32;
713     ///
714     ///     Vec::from_raw_parts(ptr, len, cap)
715     /// };
716     /// assert_eq!(rebuilt, [4294967295, 0, 1]);
717     /// ```
718     #[unstable(feature = "vec_into_raw_parts", reason = "new API", issue = "65816")]
719     pub fn into_raw_parts(self) -> (*mut T, usize, usize) {
720         let mut me = ManuallyDrop::new(self);
721         (me.as_mut_ptr(), me.len(), me.capacity())
722     }
723
724     /// Decomposes a `Vec<T>` into its raw components.
725     ///
726     /// Returns the raw pointer to the underlying data, the length of the vector (in elements),
727     /// the allocated capacity of the data (in elements), and the allocator. These are the same
728     /// arguments in the same order as the arguments to [`from_raw_parts_in`].
729     ///
730     /// After calling this function, the caller is responsible for the
731     /// memory previously managed by the `Vec`. The only way to do
732     /// this is to convert the raw pointer, length, and capacity back
733     /// into a `Vec` with the [`from_raw_parts_in`] function, allowing
734     /// the destructor to perform the cleanup.
735     ///
736     /// [`from_raw_parts_in`]: Vec::from_raw_parts_in
737     ///
738     /// # Examples
739     ///
740     /// ```
741     /// #![feature(allocator_api, vec_into_raw_parts)]
742     ///
743     /// use std::alloc::System;
744     ///
745     /// let mut v: Vec<i32, System> = Vec::new_in(System);
746     /// v.push(-1);
747     /// v.push(0);
748     /// v.push(1);
749     ///
750     /// let (ptr, len, cap, alloc) = v.into_raw_parts_with_alloc();
751     ///
752     /// let rebuilt = unsafe {
753     ///     // We can now make changes to the components, such as
754     ///     // transmuting the raw pointer to a compatible type.
755     ///     let ptr = ptr as *mut u32;
756     ///
757     ///     Vec::from_raw_parts_in(ptr, len, cap, alloc)
758     /// };
759     /// assert_eq!(rebuilt, [4294967295, 0, 1]);
760     /// ```
761     #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")]
762     // #[unstable(feature = "vec_into_raw_parts", reason = "new API", issue = "65816")]
763     pub fn into_raw_parts_with_alloc(self) -> (*mut T, usize, usize, A) {
764         let mut me = ManuallyDrop::new(self);
765         let len = me.len();
766         let capacity = me.capacity();
767         let ptr = me.as_mut_ptr();
768         let alloc = unsafe { ptr::read(me.allocator()) };
769         (ptr, len, capacity, alloc)
770     }
771
772     /// Returns the number of elements the vector can hold without
773     /// reallocating.
774     ///
775     /// # Examples
776     ///
777     /// ```
778     /// let vec: Vec<i32> = Vec::with_capacity(10);
779     /// assert_eq!(vec.capacity(), 10);
780     /// ```
781     #[inline]
782     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
783     pub fn capacity(&self) -> usize {
784         self.buf.capacity()
785     }
786
787     /// Reserves capacity for at least `additional` more elements to be inserted
788     /// in the given `Vec<T>`. The collection may reserve more space to avoid
789     /// frequent reallocations. After calling `reserve`, capacity will be
790     /// greater than or equal to `self.len() + additional`. Does nothing if
791     /// capacity is already sufficient.
792     ///
793     /// # Panics
794     ///
795     /// Panics if the new capacity exceeds `isize::MAX` bytes.
796     ///
797     /// # Examples
798     ///
799     /// ```
800     /// let mut vec = vec![1];
801     /// vec.reserve(10);
802     /// assert!(vec.capacity() >= 11);
803     /// ```
804     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
805     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
806     pub fn reserve(&mut self, additional: usize) {
807         self.buf.reserve(self.len, additional);
808     }
809
810     /// Reserves the minimum capacity for exactly `additional` more elements to
811     /// be inserted in the given `Vec<T>`. After calling `reserve_exact`,
812     /// capacity will be greater than or equal to `self.len() + additional`.
813     /// Does nothing if the capacity is already sufficient.
814     ///
815     /// Note that the allocator may give the collection more space than it
816     /// requests. Therefore, capacity can not be relied upon to be precisely
817     /// minimal. Prefer [`reserve`] if future insertions are expected.
818     ///
819     /// [`reserve`]: Vec::reserve
820     ///
821     /// # Panics
822     ///
823     /// Panics if the new capacity overflows `usize`.
824     ///
825     /// # Examples
826     ///
827     /// ```
828     /// let mut vec = vec![1];
829     /// vec.reserve_exact(10);
830     /// assert!(vec.capacity() >= 11);
831     /// ```
832     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
833     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
834     pub fn reserve_exact(&mut self, additional: usize) {
835         self.buf.reserve_exact(self.len, additional);
836     }
837
838     /// Tries to reserve capacity for at least `additional` more elements to be inserted
839     /// in the given `Vec<T>`. The collection may reserve more space to avoid
840     /// frequent reallocations. After calling `try_reserve`, capacity will be
841     /// greater than or equal to `self.len() + additional`. Does nothing if
842     /// capacity is already sufficient.
843     ///
844     /// # Errors
845     ///
846     /// If the capacity overflows, or the allocator reports a failure, then an error
847     /// is returned.
848     ///
849     /// # Examples
850     ///
851     /// ```
852     /// #![feature(try_reserve)]
853     /// use std::collections::TryReserveError;
854     ///
855     /// fn process_data(data: &[u32]) -> Result<Vec<u32>, TryReserveError> {
856     ///     let mut output = Vec::new();
857     ///
858     ///     // Pre-reserve the memory, exiting if we can't
859     ///     output.try_reserve(data.len())?;
860     ///
861     ///     // Now we know this can't OOM in the middle of our complex work
862     ///     output.extend(data.iter().map(|&val| {
863     ///         val * 2 + 5 // very complicated
864     ///     }));
865     ///
866     ///     Ok(output)
867     /// }
868     /// # process_data(&[1, 2, 3]).expect("why is the test harness OOMing on 12 bytes?");
869     /// ```
870     #[unstable(feature = "try_reserve", reason = "new API", issue = "48043")]
871     pub fn try_reserve(&mut self, additional: usize) -> Result<(), TryReserveError> {
872         self.buf.try_reserve(self.len, additional)
873     }
874
875     /// Tries to reserve the minimum capacity for exactly `additional`
876     /// elements to be inserted in the given `Vec<T>`. After calling
877     /// `try_reserve_exact`, capacity will be greater than or equal to
878     /// `self.len() + additional` if it returns `Ok(())`.
879     /// Does nothing if the capacity is already sufficient.
880     ///
881     /// Note that the allocator may give the collection more space than it
882     /// requests. Therefore, capacity can not be relied upon to be precisely
883     /// minimal. Prefer [`reserve`] if future insertions are expected.
884     ///
885     /// [`reserve`]: Vec::reserve
886     ///
887     /// # Errors
888     ///
889     /// If the capacity overflows, or the allocator reports a failure, then an error
890     /// is returned.
891     ///
892     /// # Examples
893     ///
894     /// ```
895     /// #![feature(try_reserve)]
896     /// use std::collections::TryReserveError;
897     ///
898     /// fn process_data(data: &[u32]) -> Result<Vec<u32>, TryReserveError> {
899     ///     let mut output = Vec::new();
900     ///
901     ///     // Pre-reserve the memory, exiting if we can't
902     ///     output.try_reserve_exact(data.len())?;
903     ///
904     ///     // Now we know this can't OOM in the middle of our complex work
905     ///     output.extend(data.iter().map(|&val| {
906     ///         val * 2 + 5 // very complicated
907     ///     }));
908     ///
909     ///     Ok(output)
910     /// }
911     /// # process_data(&[1, 2, 3]).expect("why is the test harness OOMing on 12 bytes?");
912     /// ```
913     #[unstable(feature = "try_reserve", reason = "new API", issue = "48043")]
914     pub fn try_reserve_exact(&mut self, additional: usize) -> Result<(), TryReserveError> {
915         self.buf.try_reserve_exact(self.len, additional)
916     }
917
918     /// Shrinks the capacity of the vector as much as possible.
919     ///
920     /// It will drop down as close as possible to the length but the allocator
921     /// may still inform the vector that there is space for a few more elements.
922     ///
923     /// # Examples
924     ///
925     /// ```
926     /// let mut vec = Vec::with_capacity(10);
927     /// vec.extend([1, 2, 3]);
928     /// assert_eq!(vec.capacity(), 10);
929     /// vec.shrink_to_fit();
930     /// assert!(vec.capacity() >= 3);
931     /// ```
932     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
933     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
934     pub fn shrink_to_fit(&mut self) {
935         // The capacity is never less than the length, and there's nothing to do when
936         // they are equal, so we can avoid the panic case in `RawVec::shrink_to_fit`
937         // by only calling it with a greater capacity.
938         if self.capacity() > self.len {
939             self.buf.shrink_to_fit(self.len);
940         }
941     }
942
943     /// Shrinks the capacity of the vector with a lower bound.
944     ///
945     /// The capacity will remain at least as large as both the length
946     /// and the supplied value.
947     ///
948     /// If the current capacity is less than the lower limit, this is a no-op.
949     ///
950     /// # Examples
951     ///
952     /// ```
953     /// let mut vec = Vec::with_capacity(10);
954     /// vec.extend([1, 2, 3]);
955     /// assert_eq!(vec.capacity(), 10);
956     /// vec.shrink_to(4);
957     /// assert!(vec.capacity() >= 4);
958     /// vec.shrink_to(0);
959     /// assert!(vec.capacity() >= 3);
960     /// ```
961     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
962     #[stable(feature = "shrink_to", since = "1.56.0")]
963     pub fn shrink_to(&mut self, min_capacity: usize) {
964         if self.capacity() > min_capacity {
965             self.buf.shrink_to_fit(cmp::max(self.len, min_capacity));
966         }
967     }
968
969     /// Converts the vector into [`Box<[T]>`][owned slice].
970     ///
971     /// Note that this will drop any excess capacity.
972     ///
973     /// [owned slice]: Box
974     ///
975     /// # Examples
976     ///
977     /// ```
978     /// let v = vec![1, 2, 3];
979     ///
980     /// let slice = v.into_boxed_slice();
981     /// ```
982     ///
983     /// Any excess capacity is removed:
984     ///
985     /// ```
986     /// let mut vec = Vec::with_capacity(10);
987     /// vec.extend([1, 2, 3]);
988     ///
989     /// assert_eq!(vec.capacity(), 10);
990     /// let slice = vec.into_boxed_slice();
991     /// assert_eq!(slice.into_vec().capacity(), 3);
992     /// ```
993     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
994     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
995     pub fn into_boxed_slice(mut self) -> Box<[T], A> {
996         unsafe {
997             self.shrink_to_fit();
998             let me = ManuallyDrop::new(self);
999             let buf = ptr::read(&me.buf);
1000             let len = me.len();
1001             buf.into_box(len).assume_init()
1002         }
1003     }
1004
1005     /// Shortens the vector, keeping the first `len` elements and dropping
1006     /// the rest.
1007     ///
1008     /// If `len` is greater than the vector's current length, this has no
1009     /// effect.
1010     ///
1011     /// The [`drain`] method can emulate `truncate`, but causes the excess
1012     /// elements to be returned instead of dropped.
1013     ///
1014     /// Note that this method has no effect on the allocated capacity
1015     /// of the vector.
1016     ///
1017     /// # Examples
1018     ///
1019     /// Truncating a five element vector to two elements:
1020     ///
1021     /// ```
1022     /// let mut vec = vec![1, 2, 3, 4, 5];
1023     /// vec.truncate(2);
1024     /// assert_eq!(vec, [1, 2]);
1025     /// ```
1026     ///
1027     /// No truncation occurs when `len` is greater than the vector's current
1028     /// length:
1029     ///
1030     /// ```
1031     /// let mut vec = vec![1, 2, 3];
1032     /// vec.truncate(8);
1033     /// assert_eq!(vec, [1, 2, 3]);
1034     /// ```
1035     ///
1036     /// Truncating when `len == 0` is equivalent to calling the [`clear`]
1037     /// method.
1038     ///
1039     /// ```
1040     /// let mut vec = vec![1, 2, 3];
1041     /// vec.truncate(0);
1042     /// assert_eq!(vec, []);
1043     /// ```
1044     ///
1045     /// [`clear`]: Vec::clear
1046     /// [`drain`]: Vec::drain
1047     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1048     pub fn truncate(&mut self, len: usize) {
1049         // This is safe because:
1050         //
1051         // * the slice passed to `drop_in_place` is valid; the `len > self.len`
1052         //   case avoids creating an invalid slice, and
1053         // * the `len` of the vector is shrunk before calling `drop_in_place`,
1054         //   such that no value will be dropped twice in case `drop_in_place`
1055         //   were to panic once (if it panics twice, the program aborts).
1056         unsafe {
1057             // Note: It's intentional that this is `>` and not `>=`.
1058             //       Changing it to `>=` has negative performance
1059             //       implications in some cases. See #78884 for more.
1060             if len > self.len {
1061                 return;
1062             }
1063             let remaining_len = self.len - len;
1064             let s = ptr::slice_from_raw_parts_mut(self.as_mut_ptr().add(len), remaining_len);
1065             self.len = len;
1066             ptr::drop_in_place(s);
1067         }
1068     }
1069
1070     /// Extracts a slice containing the entire vector.
1071     ///
1072     /// Equivalent to `&s[..]`.
1073     ///
1074     /// # Examples
1075     ///
1076     /// ```
1077     /// use std::io::{self, Write};
1078     /// let buffer = vec![1, 2, 3, 5, 8];
1079     /// io::sink().write(buffer.as_slice()).unwrap();
1080     /// ```
1081     #[inline]
1082     #[stable(feature = "vec_as_slice", since = "1.7.0")]
1083     pub fn as_slice(&self) -> &[T] {
1084         self
1085     }
1086
1087     /// Extracts a mutable slice of the entire vector.
1088     ///
1089     /// Equivalent to `&mut s[..]`.
1090     ///
1091     /// # Examples
1092     ///
1093     /// ```
1094     /// use std::io::{self, Read};
1095     /// let mut buffer = vec![0; 3];
1096     /// io::repeat(0b101).read_exact(buffer.as_mut_slice()).unwrap();
1097     /// ```
1098     #[inline]
1099     #[stable(feature = "vec_as_slice", since = "1.7.0")]
1100     pub fn as_mut_slice(&mut self) -> &mut [T] {
1101         self
1102     }
1103
1104     /// Returns a raw pointer to the vector's buffer.
1105     ///
1106     /// The caller must ensure that the vector outlives the pointer this
1107     /// function returns, or else it will end up pointing to garbage.
1108     /// Modifying the vector may cause its buffer to be reallocated,
1109     /// which would also make any pointers to it invalid.
1110     ///
1111     /// The caller must also ensure that the memory the pointer (non-transitively) points to
1112     /// is never written to (except inside an `UnsafeCell`) using this pointer or any pointer
1113     /// derived from it. If you need to mutate the contents of the slice, use [`as_mut_ptr`].
1114     ///
1115     /// # Examples
1116     ///
1117     /// ```
1118     /// let x = vec![1, 2, 4];
1119     /// let x_ptr = x.as_ptr();
1120     ///
1121     /// unsafe {
1122     ///     for i in 0..x.len() {
1123     ///         assert_eq!(*x_ptr.add(i), 1 << i);
1124     ///     }
1125     /// }
1126     /// ```
1127     ///
1128     /// [`as_mut_ptr`]: Vec::as_mut_ptr
1129     #[stable(feature = "vec_as_ptr", since = "1.37.0")]
1130     #[inline]
1131     pub fn as_ptr(&self) -> *const T {
1132         // We shadow the slice method of the same name to avoid going through
1133         // `deref`, which creates an intermediate reference.
1134         let ptr = self.buf.ptr();
1135         unsafe {
1136             assume(!ptr.is_null());
1137         }
1138         ptr
1139     }
1140
1141     /// Returns an unsafe mutable pointer to the vector's buffer.
1142     ///
1143     /// The caller must ensure that the vector outlives the pointer this
1144     /// function returns, or else it will end up pointing to garbage.
1145     /// Modifying the vector may cause its buffer to be reallocated,
1146     /// which would also make any pointers to it invalid.
1147     ///
1148     /// # Examples
1149     ///
1150     /// ```
1151     /// // Allocate vector big enough for 4 elements.
1152     /// let size = 4;
1153     /// let mut x: Vec<i32> = Vec::with_capacity(size);
1154     /// let x_ptr = x.as_mut_ptr();
1155     ///
1156     /// // Initialize elements via raw pointer writes, then set length.
1157     /// unsafe {
1158     ///     for i in 0..size {
1159     ///         *x_ptr.add(i) = i as i32;
1160     ///     }
1161     ///     x.set_len(size);
1162     /// }
1163     /// assert_eq!(&*x, &[0, 1, 2, 3]);
1164     /// ```
1165     #[stable(feature = "vec_as_ptr", since = "1.37.0")]
1166     #[inline]
1167     pub fn as_mut_ptr(&mut self) -> *mut T {
1168         // We shadow the slice method of the same name to avoid going through
1169         // `deref_mut`, which creates an intermediate reference.
1170         let ptr = self.buf.ptr();
1171         unsafe {
1172             assume(!ptr.is_null());
1173         }
1174         ptr
1175     }
1176
1177     /// Returns a reference to the underlying allocator.
1178     #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")]
1179     #[inline]
1180     pub fn allocator(&self) -> &A {
1181         self.buf.allocator()
1182     }
1183
1184     /// Forces the length of the vector to `new_len`.
1185     ///
1186     /// This is a low-level operation that maintains none of the normal
1187     /// invariants of the type. Normally changing the length of a vector
1188     /// is done using one of the safe operations instead, such as
1189     /// [`truncate`], [`resize`], [`extend`], or [`clear`].
1190     ///
1191     /// [`truncate`]: Vec::truncate
1192     /// [`resize`]: Vec::resize
1193     /// [`extend`]: Extend::extend
1194     /// [`clear`]: Vec::clear
1195     ///
1196     /// # Safety
1197     ///
1198     /// - `new_len` must be less than or equal to [`capacity()`].
1199     /// - The elements at `old_len..new_len` must be initialized.
1200     ///
1201     /// [`capacity()`]: Vec::capacity
1202     ///
1203     /// # Examples
1204     ///
1205     /// This method can be useful for situations in which the vector
1206     /// is serving as a buffer for other code, particularly over FFI:
1207     ///
1208     /// ```no_run
1209     /// # #![allow(dead_code)]
1210     /// # // This is just a minimal skeleton for the doc example;
1211     /// # // don't use this as a starting point for a real library.
1212     /// # pub struct StreamWrapper { strm: *mut std::ffi::c_void }
1213     /// # const Z_OK: i32 = 0;
1214     /// # extern "C" {
1215     /// #     fn deflateGetDictionary(
1216     /// #         strm: *mut std::ffi::c_void,
1217     /// #         dictionary: *mut u8,
1218     /// #         dictLength: *mut usize,
1219     /// #     ) -> i32;
1220     /// # }
1221     /// # impl StreamWrapper {
1222     /// pub fn get_dictionary(&self) -> Option<Vec<u8>> {
1223     ///     // Per the FFI method's docs, "32768 bytes is always enough".
1224     ///     let mut dict = Vec::with_capacity(32_768);
1225     ///     let mut dict_length = 0;
1226     ///     // SAFETY: When `deflateGetDictionary` returns `Z_OK`, it holds that:
1227     ///     // 1. `dict_length` elements were initialized.
1228     ///     // 2. `dict_length` <= the capacity (32_768)
1229     ///     // which makes `set_len` safe to call.
1230     ///     unsafe {
1231     ///         // Make the FFI call...
1232     ///         let r = deflateGetDictionary(self.strm, dict.as_mut_ptr(), &mut dict_length);
1233     ///         if r == Z_OK {
1234     ///             // ...and update the length to what was initialized.
1235     ///             dict.set_len(dict_length);
1236     ///             Some(dict)
1237     ///         } else {
1238     ///             None
1239     ///         }
1240     ///     }
1241     /// }
1242     /// # }
1243     /// ```
1244     ///
1245     /// While the following example is sound, there is a memory leak since
1246     /// the inner vectors were not freed prior to the `set_len` call:
1247     ///
1248     /// ```
1249     /// let mut vec = vec![vec![1, 0, 0],
1250     ///                    vec![0, 1, 0],
1251     ///                    vec![0, 0, 1]];
1252     /// // SAFETY:
1253     /// // 1. `old_len..0` is empty so no elements need to be initialized.
1254     /// // 2. `0 <= capacity` always holds whatever `capacity` is.
1255     /// unsafe {
1256     ///     vec.set_len(0);
1257     /// }
1258     /// ```
1259     ///
1260     /// Normally, here, one would use [`clear`] instead to correctly drop
1261     /// the contents and thus not leak memory.
1262     #[inline]
1263     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1264     pub unsafe fn set_len(&mut self, new_len: usize) {
1265         debug_assert!(new_len <= self.capacity());
1266
1267         self.len = new_len;
1268     }
1269
1270     /// Removes an element from the vector and returns it.
1271     ///
1272     /// The removed element is replaced by the last element of the vector.
1273     ///
1274     /// This does not preserve ordering, but is *O*(1).
1275     ///
1276     /// # Panics
1277     ///
1278     /// Panics if `index` is out of bounds.
1279     ///
1280     /// # Examples
1281     ///
1282     /// ```
1283     /// let mut v = vec!["foo", "bar", "baz", "qux"];
1284     ///
1285     /// assert_eq!(v.swap_remove(1), "bar");
1286     /// assert_eq!(v, ["foo", "qux", "baz"]);
1287     ///
1288     /// assert_eq!(v.swap_remove(0), "foo");
1289     /// assert_eq!(v, ["baz", "qux"]);
1290     /// ```
1291     #[inline]
1292     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1293     pub fn swap_remove(&mut self, index: usize) -> T {
1294         #[cold]
1295         #[inline(never)]
1296         fn assert_failed(index: usize, len: usize) -> ! {
1297             panic!("swap_remove index (is {}) should be < len (is {})", index, len);
1298         }
1299
1300         let len = self.len();
1301         if index >= len {
1302             assert_failed(index, len);
1303         }
1304         unsafe {
1305             // We replace self[index] with the last element. Note that if the
1306             // bounds check above succeeds there must be a last element (which
1307             // can be self[index] itself).
1308             let last = ptr::read(self.as_ptr().add(len - 1));
1309             let hole = self.as_mut_ptr().add(index);
1310             self.set_len(len - 1);
1311             ptr::replace(hole, last)
1312         }
1313     }
1314
1315     /// Inserts an element at position `index` within the vector, shifting all
1316     /// elements after it to the right.
1317     ///
1318     /// # Panics
1319     ///
1320     /// Panics if `index > len`.
1321     ///
1322     /// # Examples
1323     ///
1324     /// ```
1325     /// let mut vec = vec![1, 2, 3];
1326     /// vec.insert(1, 4);
1327     /// assert_eq!(vec, [1, 4, 2, 3]);
1328     /// vec.insert(4, 5);
1329     /// assert_eq!(vec, [1, 4, 2, 3, 5]);
1330     /// ```
1331     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1332     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1333     pub fn insert(&mut self, index: usize, element: T) {
1334         #[cold]
1335         #[inline(never)]
1336         fn assert_failed(index: usize, len: usize) -> ! {
1337             panic!("insertion index (is {}) should be <= len (is {})", index, len);
1338         }
1339
1340         let len = self.len();
1341         if index > len {
1342             assert_failed(index, len);
1343         }
1344
1345         // space for the new element
1346         if len == self.buf.capacity() {
1347             self.reserve(1);
1348         }
1349
1350         unsafe {
1351             // infallible
1352             // The spot to put the new value
1353             {
1354                 let p = self.as_mut_ptr().add(index);
1355                 // Shift everything over to make space. (Duplicating the
1356                 // `index`th element into two consecutive places.)
1357                 ptr::copy(p, p.offset(1), len - index);
1358                 // Write it in, overwriting the first copy of the `index`th
1359                 // element.
1360                 ptr::write(p, element);
1361             }
1362             self.set_len(len + 1);
1363         }
1364     }
1365
1366     /// Removes and returns the element at position `index` within the vector,
1367     /// shifting all elements after it to the left.
1368     ///
1369     /// Note: Because this shifts over the remaining elements, it has a
1370     /// worst-case performance of O(n). If you don't need the order of elements
1371     /// to be preserved, use [`swap_remove`] instead.
1372     ///
1373     /// [`swap_remove`]: Vec::swap_remove
1374     ///
1375     /// # Panics
1376     ///
1377     /// Panics if `index` is out of bounds.
1378     ///
1379     /// # Examples
1380     ///
1381     /// ```
1382     /// let mut v = vec![1, 2, 3];
1383     /// assert_eq!(v.remove(1), 2);
1384     /// assert_eq!(v, [1, 3]);
1385     /// ```
1386     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1387     #[track_caller]
1388     pub fn remove(&mut self, index: usize) -> T {
1389         #[cold]
1390         #[inline(never)]
1391         #[track_caller]
1392         fn assert_failed(index: usize, len: usize) -> ! {
1393             panic!("removal index (is {}) should be < len (is {})", index, len);
1394         }
1395
1396         let len = self.len();
1397         if index >= len {
1398             assert_failed(index, len);
1399         }
1400         unsafe {
1401             // infallible
1402             let ret;
1403             {
1404                 // the place we are taking from.
1405                 let ptr = self.as_mut_ptr().add(index);
1406                 // copy it out, unsafely having a copy of the value on
1407                 // the stack and in the vector at the same time.
1408                 ret = ptr::read(ptr);
1409
1410                 // Shift everything down to fill in that spot.
1411                 ptr::copy(ptr.offset(1), ptr, len - index - 1);
1412             }
1413             self.set_len(len - 1);
1414             ret
1415         }
1416     }
1417
1418     /// Retains only the elements specified by the predicate.
1419     ///
1420     /// In other words, remove all elements `e` such that `f(&e)` returns `false`.
1421     /// This method operates in place, visiting each element exactly once in the
1422     /// original order, and preserves the order of the retained elements.
1423     ///
1424     /// # Examples
1425     ///
1426     /// ```
1427     /// let mut vec = vec![1, 2, 3, 4];
1428     /// vec.retain(|&x| x % 2 == 0);
1429     /// assert_eq!(vec, [2, 4]);
1430     /// ```
1431     ///
1432     /// Because the elements are visited exactly once in the original order,
1433     /// external state may be used to decide which elements to keep.
1434     ///
1435     /// ```
1436     /// let mut vec = vec![1, 2, 3, 4, 5];
1437     /// let keep = [false, true, true, false, true];
1438     /// let mut iter = keep.iter();
1439     /// vec.retain(|_| *iter.next().unwrap());
1440     /// assert_eq!(vec, [2, 3, 5]);
1441     /// ```
1442     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1443     pub fn retain<F>(&mut self, mut f: F)
1444     where
1445         F: FnMut(&T) -> bool,
1446     {
1447         let original_len = self.len();
1448         // Avoid double drop if the drop guard is not executed,
1449         // since we may make some holes during the process.
1450         unsafe { self.set_len(0) };
1451
1452         // Vec: [Kept, Kept, Hole, Hole, Hole, Hole, Unchecked, Unchecked]
1453         //      |<-              processed len   ->| ^- next to check
1454         //                  |<-  deleted cnt     ->|
1455         //      |<-              original_len                          ->|
1456         // Kept: Elements which predicate returns true on.
1457         // Hole: Moved or dropped element slot.
1458         // Unchecked: Unchecked valid elements.
1459         //
1460         // This drop guard will be invoked when predicate or `drop` of element panicked.
1461         // It shifts unchecked elements to cover holes and `set_len` to the correct length.
1462         // In cases when predicate and `drop` never panick, it will be optimized out.
1463         struct BackshiftOnDrop<'a, T, A: Allocator> {
1464             v: &'a mut Vec<T, A>,
1465             processed_len: usize,
1466             deleted_cnt: usize,
1467             original_len: usize,
1468         }
1469
1470         impl<T, A: Allocator> Drop for BackshiftOnDrop<'_, T, A> {
1471             fn drop(&mut self) {
1472                 if self.deleted_cnt > 0 {
1473                     // SAFETY: Trailing unchecked items must be valid since we never touch them.
1474                     unsafe {
1475                         ptr::copy(
1476                             self.v.as_ptr().add(self.processed_len),
1477                             self.v.as_mut_ptr().add(self.processed_len - self.deleted_cnt),
1478                             self.original_len - self.processed_len,
1479                         );
1480                     }
1481                 }
1482                 // SAFETY: After filling holes, all items are in contiguous memory.
1483                 unsafe {
1484                     self.v.set_len(self.original_len - self.deleted_cnt);
1485                 }
1486             }
1487         }
1488
1489         let mut g = BackshiftOnDrop { v: self, processed_len: 0, deleted_cnt: 0, original_len };
1490
1491         // process_one return a bool indicates whether the processing element should be retained.
1492         #[inline(always)]
1493         fn process_one<F, T, A: Allocator, const DELETED: bool>(
1494             f: &mut F,
1495             g: &mut BackshiftOnDrop<'_, T, A>,
1496         ) -> bool
1497         where
1498             F: FnMut(&T) -> bool,
1499         {
1500             // SAFETY: Unchecked element must be valid.
1501             let cur = unsafe { &mut *g.v.as_mut_ptr().add(g.processed_len) };
1502             if !f(cur) {
1503                 // Advance early to avoid double drop if `drop_in_place` panicked.
1504                 g.processed_len += 1;
1505                 g.deleted_cnt += 1;
1506                 // SAFETY: We never touch this element again after dropped.
1507                 unsafe { ptr::drop_in_place(cur) };
1508                 // We already advanced the counter.
1509                 return false;
1510             }
1511             if DELETED {
1512                 // SAFETY: `deleted_cnt` > 0, so the hole slot must not overlap with current element.
1513                 // We use copy for move, and never touch this element again.
1514                 unsafe {
1515                     let hole_slot = g.v.as_mut_ptr().add(g.processed_len - g.deleted_cnt);
1516                     ptr::copy_nonoverlapping(cur, hole_slot, 1);
1517                 }
1518             }
1519             g.processed_len += 1;
1520             return true;
1521         }
1522
1523         // Stage 1: Nothing was deleted.
1524         while g.processed_len != original_len {
1525             if !process_one::<F, T, A, false>(&mut f, &mut g) {
1526                 break;
1527             }
1528         }
1529
1530         // Stage 2: Some elements were deleted.
1531         while g.processed_len != original_len {
1532             process_one::<F, T, A, true>(&mut f, &mut g);
1533         }
1534
1535         // All item are processed. This can be optimized to `set_len` by LLVM.
1536         drop(g);
1537     }
1538
1539     /// Removes all but the first of consecutive elements in the vector that resolve to the same
1540     /// key.
1541     ///
1542     /// If the vector is sorted, this removes all duplicates.
1543     ///
1544     /// # Examples
1545     ///
1546     /// ```
1547     /// let mut vec = vec![10, 20, 21, 30, 20];
1548     ///
1549     /// vec.dedup_by_key(|i| *i / 10);
1550     ///
1551     /// assert_eq!(vec, [10, 20, 30, 20]);
1552     /// ```
1553     #[stable(feature = "dedup_by", since = "1.16.0")]
1554     #[inline]
1555     pub fn dedup_by_key<F, K>(&mut self, mut key: F)
1556     where
1557         F: FnMut(&mut T) -> K,
1558         K: PartialEq,
1559     {
1560         self.dedup_by(|a, b| key(a) == key(b))
1561     }
1562
1563     /// Removes all but the first of consecutive elements in the vector satisfying a given equality
1564     /// relation.
1565     ///
1566     /// The `same_bucket` function is passed references to two elements from the vector and
1567     /// must determine if the elements compare equal. The elements are passed in opposite order
1568     /// from their order in the slice, so if `same_bucket(a, b)` returns `true`, `a` is removed.
1569     ///
1570     /// If the vector is sorted, this removes all duplicates.
1571     ///
1572     /// # Examples
1573     ///
1574     /// ```
1575     /// let mut vec = vec!["foo", "bar", "Bar", "baz", "bar"];
1576     ///
1577     /// vec.dedup_by(|a, b| a.eq_ignore_ascii_case(b));
1578     ///
1579     /// assert_eq!(vec, ["foo", "bar", "baz", "bar"]);
1580     /// ```
1581     #[stable(feature = "dedup_by", since = "1.16.0")]
1582     pub fn dedup_by<F>(&mut self, mut same_bucket: F)
1583     where
1584         F: FnMut(&mut T, &mut T) -> bool,
1585     {
1586         let len = self.len();
1587         if len <= 1 {
1588             return;
1589         }
1590
1591         /* INVARIANT: vec.len() > read >= write > write-1 >= 0 */
1592         struct FillGapOnDrop<'a, T, A: core::alloc::Allocator> {
1593             /* Offset of the element we want to check if it is duplicate */
1594             read: usize,
1595
1596             /* Offset of the place where we want to place the non-duplicate
1597              * when we find it. */
1598             write: usize,
1599
1600             /* The Vec that would need correction if `same_bucket` panicked */
1601             vec: &'a mut Vec<T, A>,
1602         }
1603
1604         impl<'a, T, A: core::alloc::Allocator> Drop for FillGapOnDrop<'a, T, A> {
1605             fn drop(&mut self) {
1606                 /* This code gets executed when `same_bucket` panics */
1607
1608                 /* SAFETY: invariant guarantees that `read - write`
1609                  * and `len - read` never overflow and that the copy is always
1610                  * in-bounds. */
1611                 unsafe {
1612                     let ptr = self.vec.as_mut_ptr();
1613                     let len = self.vec.len();
1614
1615                     /* How many items were left when `same_bucket` paniced.
1616                      * Basically vec[read..].len() */
1617                     let items_left = len.wrapping_sub(self.read);
1618
1619                     /* Pointer to first item in vec[write..write+items_left] slice */
1620                     let dropped_ptr = ptr.add(self.write);
1621                     /* Pointer to first item in vec[read..] slice */
1622                     let valid_ptr = ptr.add(self.read);
1623
1624                     /* Copy `vec[read..]` to `vec[write..write+items_left]`.
1625                      * The slices can overlap, so `copy_nonoverlapping` cannot be used */
1626                     ptr::copy(valid_ptr, dropped_ptr, items_left);
1627
1628                     /* How many items have been already dropped
1629                      * Basically vec[read..write].len() */
1630                     let dropped = self.read.wrapping_sub(self.write);
1631
1632                     self.vec.set_len(len - dropped);
1633                 }
1634             }
1635         }
1636
1637         let mut gap = FillGapOnDrop { read: 1, write: 1, vec: self };
1638         let ptr = gap.vec.as_mut_ptr();
1639
1640         /* Drop items while going through Vec, it should be more efficient than
1641          * doing slice partition_dedup + truncate */
1642
1643         /* SAFETY: Because of the invariant, read_ptr, prev_ptr and write_ptr
1644          * are always in-bounds and read_ptr never aliases prev_ptr */
1645         unsafe {
1646             while gap.read < len {
1647                 let read_ptr = ptr.add(gap.read);
1648                 let prev_ptr = ptr.add(gap.write.wrapping_sub(1));
1649
1650                 if same_bucket(&mut *read_ptr, &mut *prev_ptr) {
1651                     // Increase `gap.read` now since the drop may panic.
1652                     gap.read += 1;
1653                     /* We have found duplicate, drop it in-place */
1654                     ptr::drop_in_place(read_ptr);
1655                 } else {
1656                     let write_ptr = ptr.add(gap.write);
1657
1658                     /* Because `read_ptr` can be equal to `write_ptr`, we either
1659                      * have to use `copy` or conditional `copy_nonoverlapping`.
1660                      * Looks like the first option is faster. */
1661                     ptr::copy(read_ptr, write_ptr, 1);
1662
1663                     /* We have filled that place, so go further */
1664                     gap.write += 1;
1665                     gap.read += 1;
1666                 }
1667             }
1668
1669             /* Technically we could let `gap` clean up with its Drop, but
1670              * when `same_bucket` is guaranteed to not panic, this bloats a little
1671              * the codegen, so we just do it manually */
1672             gap.vec.set_len(gap.write);
1673             mem::forget(gap);
1674         }
1675     }
1676
1677     /// Appends an element to the back of a collection.
1678     ///
1679     /// # Panics
1680     ///
1681     /// Panics if the new capacity exceeds `isize::MAX` bytes.
1682     ///
1683     /// # Examples
1684     ///
1685     /// ```
1686     /// let mut vec = vec![1, 2];
1687     /// vec.push(3);
1688     /// assert_eq!(vec, [1, 2, 3]);
1689     /// ```
1690     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1691     #[inline]
1692     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1693     pub fn push(&mut self, value: T) {
1694         // This will panic or abort if we would allocate > isize::MAX bytes
1695         // or if the length increment would overflow for zero-sized types.
1696         if self.len == self.buf.capacity() {
1697             self.reserve(1);
1698         }
1699         unsafe {
1700             let end = self.as_mut_ptr().add(self.len);
1701             ptr::write(end, value);
1702             self.len += 1;
1703         }
1704     }
1705
1706     /// Removes the last element from a vector and returns it, or [`None`] if it
1707     /// is empty.
1708     ///
1709     /// # Examples
1710     ///
1711     /// ```
1712     /// let mut vec = vec![1, 2, 3];
1713     /// assert_eq!(vec.pop(), Some(3));
1714     /// assert_eq!(vec, [1, 2]);
1715     /// ```
1716     #[inline]
1717     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1718     pub fn pop(&mut self) -> Option<T> {
1719         if self.len == 0 {
1720             None
1721         } else {
1722             unsafe {
1723                 self.len -= 1;
1724                 Some(ptr::read(self.as_ptr().add(self.len())))
1725             }
1726         }
1727     }
1728
1729     /// Moves all the elements of `other` into `Self`, leaving `other` empty.
1730     ///
1731     /// # Panics
1732     ///
1733     /// Panics if the number of elements in the vector overflows a `usize`.
1734     ///
1735     /// # Examples
1736     ///
1737     /// ```
1738     /// let mut vec = vec![1, 2, 3];
1739     /// let mut vec2 = vec![4, 5, 6];
1740     /// vec.append(&mut vec2);
1741     /// assert_eq!(vec, [1, 2, 3, 4, 5, 6]);
1742     /// assert_eq!(vec2, []);
1743     /// ```
1744     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1745     #[inline]
1746     #[stable(feature = "append", since = "1.4.0")]
1747     pub fn append(&mut self, other: &mut Self) {
1748         unsafe {
1749             self.append_elements(other.as_slice() as _);
1750             other.set_len(0);
1751         }
1752     }
1753
1754     /// Appends elements to `Self` from other buffer.
1755     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1756     #[inline]
1757     unsafe fn append_elements(&mut self, other: *const [T]) {
1758         let count = unsafe { (*other).len() };
1759         self.reserve(count);
1760         let len = self.len();
1761         unsafe { ptr::copy_nonoverlapping(other as *const T, self.as_mut_ptr().add(len), count) };
1762         self.len += count;
1763     }
1764
1765     /// Creates a draining iterator that removes the specified range in the vector
1766     /// and yields the removed items.
1767     ///
1768     /// When the iterator **is** dropped, all elements in the range are removed
1769     /// from the vector, even if the iterator was not fully consumed. If the
1770     /// iterator **is not** dropped (with [`mem::forget`] for example), it is
1771     /// unspecified how many elements are removed.
1772     ///
1773     /// # Panics
1774     ///
1775     /// Panics if the starting point is greater than the end point or if
1776     /// the end point is greater than the length of the vector.
1777     ///
1778     /// # Examples
1779     ///
1780     /// ```
1781     /// let mut v = vec![1, 2, 3];
1782     /// let u: Vec<_> = v.drain(1..).collect();
1783     /// assert_eq!(v, &[1]);
1784     /// assert_eq!(u, &[2, 3]);
1785     ///
1786     /// // A full range clears the vector
1787     /// v.drain(..);
1788     /// assert_eq!(v, &[]);
1789     /// ```
1790     #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
1791     pub fn drain<R>(&mut self, range: R) -> Drain<'_, T, A>
1792     where
1793         R: RangeBounds<usize>,
1794     {
1795         // Memory safety
1796         //
1797         // When the Drain is first created, it shortens the length of
1798         // the source vector to make sure no uninitialized or moved-from elements
1799         // are accessible at all if the Drain's destructor never gets to run.
1800         //
1801         // Drain will ptr::read out the values to remove.
1802         // When finished, remaining tail of the vec is copied back to cover
1803         // the hole, and the vector length is restored to the new length.
1804         //
1805         let len = self.len();
1806         let Range { start, end } = slice::range(range, ..len);
1807
1808         unsafe {
1809             // set self.vec length's to start, to be safe in case Drain is leaked
1810             self.set_len(start);
1811             // Use the borrow in the IterMut to indicate borrowing behavior of the
1812             // whole Drain iterator (like &mut T).
1813             let range_slice = slice::from_raw_parts_mut(self.as_mut_ptr().add(start), end - start);
1814             Drain {
1815                 tail_start: end,
1816                 tail_len: len - end,
1817                 iter: range_slice.iter(),
1818                 vec: NonNull::from(self),
1819             }
1820         }
1821     }
1822
1823     /// Clears the vector, removing all values.
1824     ///
1825     /// Note that this method has no effect on the allocated capacity
1826     /// of the vector.
1827     ///
1828     /// # Examples
1829     ///
1830     /// ```
1831     /// let mut v = vec![1, 2, 3];
1832     ///
1833     /// v.clear();
1834     ///
1835     /// assert!(v.is_empty());
1836     /// ```
1837     #[inline]
1838     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1839     pub fn clear(&mut self) {
1840         self.truncate(0)
1841     }
1842
1843     /// Returns the number of elements in the vector, also referred to
1844     /// as its 'length'.
1845     ///
1846     /// # Examples
1847     ///
1848     /// ```
1849     /// let a = vec![1, 2, 3];
1850     /// assert_eq!(a.len(), 3);
1851     /// ```
1852     #[inline]
1853     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1854     pub fn len(&self) -> usize {
1855         self.len
1856     }
1857
1858     /// Returns `true` if the vector contains no elements.
1859     ///
1860     /// # Examples
1861     ///
1862     /// ```
1863     /// let mut v = Vec::new();
1864     /// assert!(v.is_empty());
1865     ///
1866     /// v.push(1);
1867     /// assert!(!v.is_empty());
1868     /// ```
1869     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1870     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1871         self.len() == 0
1872     }
1873
1874     /// Splits the collection into two at the given index.
1875     ///
1876     /// Returns a newly allocated vector containing the elements in the range
1877     /// `[at, len)`. After the call, the original vector will be left containing
1878     /// the elements `[0, at)` with its previous capacity unchanged.
1879     ///
1880     /// # Panics
1881     ///
1882     /// Panics if `at > len`.
1883     ///
1884     /// # Examples
1885     ///
1886     /// ```
1887     /// let mut vec = vec![1, 2, 3];
1888     /// let vec2 = vec.split_off(1);
1889     /// assert_eq!(vec, [1]);
1890     /// assert_eq!(vec2, [2, 3]);
1891     /// ```
1892     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1893     #[inline]
1894     #[must_use = "use `.truncate()` if you don't need the other half"]
1895     #[stable(feature = "split_off", since = "1.4.0")]
1896     pub fn split_off(&mut self, at: usize) -> Self
1897     where
1898         A: Clone,
1899     {
1900         #[cold]
1901         #[inline(never)]
1902         fn assert_failed(at: usize, len: usize) -> ! {
1903             panic!("`at` split index (is {}) should be <= len (is {})", at, len);
1904         }
1905
1906         if at > self.len() {
1907             assert_failed(at, self.len());
1908         }
1909
1910         if at == 0 {
1911             // the new vector can take over the original buffer and avoid the copy
1912             return mem::replace(
1913                 self,
1914                 Vec::with_capacity_in(self.capacity(), self.allocator().clone()),
1915             );
1916         }
1917
1918         let other_len = self.len - at;
1919         let mut other = Vec::with_capacity_in(other_len, self.allocator().clone());
1920
1921         // Unsafely `set_len` and copy items to `other`.
1922         unsafe {
1923             self.set_len(at);
1924             other.set_len(other_len);
1925
1926             ptr::copy_nonoverlapping(self.as_ptr().add(at), other.as_mut_ptr(), other.len());
1927         }
1928         other
1929     }
1930
1931     /// Resizes the `Vec` in-place so that `len` is equal to `new_len`.
1932     ///
1933     /// If `new_len` is greater than `len`, the `Vec` is extended by the
1934     /// difference, with each additional slot filled with the result of
1935     /// calling the closure `f`. The return values from `f` will end up
1936     /// in the `Vec` in the order they have been generated.
1937     ///
1938     /// If `new_len` is less than `len`, the `Vec` is simply truncated.
1939     ///
1940     /// This method uses a closure to create new values on every push. If
1941     /// you'd rather [`Clone`] a given value, use [`Vec::resize`]. If you
1942     /// want to use the [`Default`] trait to generate values, you can
1943     /// pass [`Default::default`] as the second argument.
1944     ///
1945     /// # Examples
1946     ///
1947     /// ```
1948     /// let mut vec = vec![1, 2, 3];
1949     /// vec.resize_with(5, Default::default);
1950     /// assert_eq!(vec, [1, 2, 3, 0, 0]);
1951     ///
1952     /// let mut vec = vec![];
1953     /// let mut p = 1;
1954     /// vec.resize_with(4, || { p *= 2; p });
1955     /// assert_eq!(vec, [2, 4, 8, 16]);
1956     /// ```
1957     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1958     #[stable(feature = "vec_resize_with", since = "1.33.0")]
1959     pub fn resize_with<F>(&mut self, new_len: usize, f: F)
1960     where
1961         F: FnMut() -> T,
1962     {
1963         let len = self.len();
1964         if new_len > len {
1965             self.extend_with(new_len - len, ExtendFunc(f));
1966         } else {
1967             self.truncate(new_len);
1968         }
1969     }
1970
1971     /// Consumes and leaks the `Vec`, returning a mutable reference to the contents,
1972     /// `&'a mut [T]`. Note that the type `T` must outlive the chosen lifetime
1973     /// `'a`. If the type has only static references, or none at all, then this
1974     /// may be chosen to be `'static`.
1975     ///
1976     /// This function is similar to the [`leak`][Box::leak] function on [`Box`]
1977     /// except that there is no way to recover the leaked memory.
1978     ///
1979     /// This function is mainly useful for data that lives for the remainder of
1980     /// the program's life. Dropping the returned reference will cause a memory
1981     /// leak.
1982     ///
1983     /// # Examples
1984     ///
1985     /// Simple usage:
1986     ///
1987     /// ```
1988     /// let x = vec![1, 2, 3];
1989     /// let static_ref: &'static mut [usize] = x.leak();
1990     /// static_ref[0] += 1;
1991     /// assert_eq!(static_ref, &[2, 2, 3]);
1992     /// ```
1993     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1994     #[stable(feature = "vec_leak", since = "1.47.0")]
1995     #[inline]
1996     pub fn leak<'a>(self) -> &'a mut [T]
1997     where
1998         A: 'a,
1999     {
2000         Box::leak(self.into_boxed_slice())
2001     }
2002
2003     /// Returns the remaining spare capacity of the vector as a slice of
2004     /// `MaybeUninit<T>`.
2005     ///
2006     /// The returned slice can be used to fill the vector with data (e.g. by
2007     /// reading from a file) before marking the data as initialized using the
2008     /// [`set_len`] method.
2009     ///
2010     /// [`set_len`]: Vec::set_len
2011     ///
2012     /// # Examples
2013     ///
2014     /// ```
2015     /// #![feature(vec_spare_capacity, maybe_uninit_extra)]
2016     ///
2017     /// // Allocate vector big enough for 10 elements.
2018     /// let mut v = Vec::with_capacity(10);
2019     ///
2020     /// // Fill in the first 3 elements.
2021     /// let uninit = v.spare_capacity_mut();
2022     /// uninit[0].write(0);
2023     /// uninit[1].write(1);
2024     /// uninit[2].write(2);
2025     ///
2026     /// // Mark the first 3 elements of the vector as being initialized.
2027     /// unsafe {
2028     ///     v.set_len(3);
2029     /// }
2030     ///
2031     /// assert_eq!(&v, &[0, 1, 2]);
2032     /// ```
2033     #[unstable(feature = "vec_spare_capacity", issue = "75017")]
2034     #[inline]
2035     pub fn spare_capacity_mut(&mut self) -> &mut [MaybeUninit<T>] {
2036         // Note:
2037         // This method is not implemented in terms of `split_at_spare_mut`,
2038         // to prevent invalidation of pointers to the buffer.
2039         unsafe {
2040             slice::from_raw_parts_mut(
2041                 self.as_mut_ptr().add(self.len) as *mut MaybeUninit<T>,
2042                 self.buf.capacity() - self.len,
2043             )
2044         }
2045     }
2046
2047     /// Returns vector content as a slice of `T`, along with the remaining spare
2048     /// capacity of the vector as a slice of `MaybeUninit<T>`.
2049     ///
2050     /// The returned spare capacity slice can be used to fill the vector with data
2051     /// (e.g. by reading from a file) before marking the data as initialized using
2052     /// the [`set_len`] method.
2053     ///
2054     /// [`set_len`]: Vec::set_len
2055     ///
2056     /// Note that this is a low-level API, which should be used with care for
2057     /// optimization purposes. If you need to append data to a `Vec`
2058     /// you can use [`push`], [`extend`], [`extend_from_slice`],
2059     /// [`extend_from_within`], [`insert`], [`append`], [`resize`] or
2060     /// [`resize_with`], depending on your exact needs.
2061     ///
2062     /// [`push`]: Vec::push
2063     /// [`extend`]: Vec::extend
2064     /// [`extend_from_slice`]: Vec::extend_from_slice
2065     /// [`extend_from_within`]: Vec::extend_from_within
2066     /// [`insert`]: Vec::insert
2067     /// [`append`]: Vec::append
2068     /// [`resize`]: Vec::resize
2069     /// [`resize_with`]: Vec::resize_with
2070     ///
2071     /// # Examples
2072     ///
2073     /// ```
2074     /// #![feature(vec_split_at_spare, maybe_uninit_extra)]
2075     ///
2076     /// let mut v = vec![1, 1, 2];
2077     ///
2078     /// // Reserve additional space big enough for 10 elements.
2079     /// v.reserve(10);
2080     ///
2081     /// let (init, uninit) = v.split_at_spare_mut();
2082     /// let sum = init.iter().copied().sum::<u32>();
2083     ///
2084     /// // Fill in the next 4 elements.
2085     /// uninit[0].write(sum);
2086     /// uninit[1].write(sum * 2);
2087     /// uninit[2].write(sum * 3);
2088     /// uninit[3].write(sum * 4);
2089     ///
2090     /// // Mark the 4 elements of the vector as being initialized.
2091     /// unsafe {
2092     ///     let len = v.len();
2093     ///     v.set_len(len + 4);
2094     /// }
2095     ///
2096     /// assert_eq!(&v, &[1, 1, 2, 4, 8, 12, 16]);
2097     /// ```
2098     #[unstable(feature = "vec_split_at_spare", issue = "81944")]
2099     #[inline]
2100     pub fn split_at_spare_mut(&mut self) -> (&mut [T], &mut [MaybeUninit<T>]) {
2101         // SAFETY:
2102         // - len is ignored and so never changed
2103         let (init, spare, _) = unsafe { self.split_at_spare_mut_with_len() };
2104         (init, spare)
2105     }
2106
2107     /// Safety: changing returned .2 (&mut usize) is considered the same as calling `.set_len(_)`.
2108     ///
2109     /// This method provides unique access to all vec parts at once in `extend_from_within`.
2110     unsafe fn split_at_spare_mut_with_len(
2111         &mut self,
2112     ) -> (&mut [T], &mut [MaybeUninit<T>], &mut usize) {
2113         let Range { start: ptr, end: spare_ptr } = self.as_mut_ptr_range();
2114         let spare_ptr = spare_ptr.cast::<MaybeUninit<T>>();
2115         let spare_len = self.buf.capacity() - self.len;
2116
2117         // SAFETY:
2118         // - `ptr` is guaranteed to be valid for `len` elements
2119         // - `spare_ptr` is pointing one element past the buffer, so it doesn't overlap with `initialized`
2120         unsafe {
2121             let initialized = slice::from_raw_parts_mut(ptr, self.len);
2122             let spare = slice::from_raw_parts_mut(spare_ptr, spare_len);
2123
2124             (initialized, spare, &mut self.len)
2125         }
2126     }
2127 }
2128
2129 impl<T: Clone, A: Allocator> Vec<T, A> {
2130     /// Resizes the `Vec` in-place so that `len` is equal to `new_len`.
2131     ///
2132     /// If `new_len` is greater than `len`, the `Vec` is extended by the
2133     /// difference, with each additional slot filled with `value`.
2134     /// If `new_len` is less than `len`, the `Vec` is simply truncated.
2135     ///
2136     /// This method requires `T` to implement [`Clone`],
2137     /// in order to be able to clone the passed value.
2138     /// If you need more flexibility (or want to rely on [`Default`] instead of
2139     /// [`Clone`]), use [`Vec::resize_with`].
2140     /// If you only need to resize to a smaller size, use [`Vec::truncate`].
2141     ///
2142     /// # Examples
2143     ///
2144     /// ```
2145     /// let mut vec = vec!["hello"];
2146     /// vec.resize(3, "world");
2147     /// assert_eq!(vec, ["hello", "world", "world"]);
2148     ///
2149     /// let mut vec = vec![1, 2, 3, 4];
2150     /// vec.resize(2, 0);
2151     /// assert_eq!(vec, [1, 2]);
2152     /// ```
2153     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2154     #[stable(feature = "vec_resize", since = "1.5.0")]
2155     pub fn resize(&mut self, new_len: usize, value: T) {
2156         let len = self.len();
2157
2158         if new_len > len {
2159             self.extend_with(new_len - len, ExtendElement(value))
2160         } else {
2161             self.truncate(new_len);
2162         }
2163     }
2164
2165     /// Clones and appends all elements in a slice to the `Vec`.
2166     ///
2167     /// Iterates over the slice `other`, clones each element, and then appends
2168     /// it to this `Vec`. The `other` vector is traversed in-order.
2169     ///
2170     /// Note that this function is same as [`extend`] except that it is
2171     /// specialized to work with slices instead. If and when Rust gets
2172     /// specialization this function will likely be deprecated (but still
2173     /// available).
2174     ///
2175     /// # Examples
2176     ///
2177     /// ```
2178     /// let mut vec = vec![1];
2179     /// vec.extend_from_slice(&[2, 3, 4]);
2180     /// assert_eq!(vec, [1, 2, 3, 4]);
2181     /// ```
2182     ///
2183     /// [`extend`]: Vec::extend
2184     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2185     #[stable(feature = "vec_extend_from_slice", since = "1.6.0")]
2186     pub fn extend_from_slice(&mut self, other: &[T]) {
2187         self.spec_extend(other.iter())
2188     }
2189
2190     /// Copies elements from `src` range to the end of the vector.
2191     ///
2192     /// # Panics
2193     ///
2194     /// Panics if the starting point is greater than the end point or if
2195     /// the end point is greater than the length of the vector.
2196     ///
2197     /// # Examples
2198     ///
2199     /// ```
2200     /// let mut vec = vec![0, 1, 2, 3, 4];
2201     ///
2202     /// vec.extend_from_within(2..);
2203     /// assert_eq!(vec, [0, 1, 2, 3, 4, 2, 3, 4]);
2204     ///
2205     /// vec.extend_from_within(..2);
2206     /// assert_eq!(vec, [0, 1, 2, 3, 4, 2, 3, 4, 0, 1]);
2207     ///
2208     /// vec.extend_from_within(4..8);
2209     /// assert_eq!(vec, [0, 1, 2, 3, 4, 2, 3, 4, 0, 1, 4, 2, 3, 4]);
2210     /// ```
2211     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2212     #[stable(feature = "vec_extend_from_within", since = "1.53.0")]
2213     pub fn extend_from_within<R>(&mut self, src: R)
2214     where
2215         R: RangeBounds<usize>,
2216     {
2217         let range = slice::range(src, ..self.len());
2218         self.reserve(range.len());
2219
2220         // SAFETY:
2221         // - `slice::range` guarantees  that the given range is valid for indexing self
2222         unsafe {
2223             self.spec_extend_from_within(range);
2224         }
2225     }
2226 }
2227
2228 // This code generalizes `extend_with_{element,default}`.
2229 trait ExtendWith<T> {
2230     fn next(&mut self) -> T;
2231     fn last(self) -> T;
2232 }
2233
2234 struct ExtendElement<T>(T);
2235 impl<T: Clone> ExtendWith<T> for ExtendElement<T> {
2236     fn next(&mut self) -> T {
2237         self.0.clone()
2238     }
2239     fn last(self) -> T {
2240         self.0
2241     }
2242 }
2243
2244 struct ExtendDefault;
2245 impl<T: Default> ExtendWith<T> for ExtendDefault {
2246     fn next(&mut self) -> T {
2247         Default::default()
2248     }
2249     fn last(self) -> T {
2250         Default::default()
2251     }
2252 }
2253
2254 struct ExtendFunc<F>(F);
2255 impl<T, F: FnMut() -> T> ExtendWith<T> for ExtendFunc<F> {
2256     fn next(&mut self) -> T {
2257         (self.0)()
2258     }
2259     fn last(mut self) -> T {
2260         (self.0)()
2261     }
2262 }
2263
2264 impl<T, A: Allocator> Vec<T, A> {
2265     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2266     /// Extend the vector by `n` values, using the given generator.
2267     fn extend_with<E: ExtendWith<T>>(&mut self, n: usize, mut value: E) {
2268         self.reserve(n);
2269
2270         unsafe {
2271             let mut ptr = self.as_mut_ptr().add(self.len());
2272             // Use SetLenOnDrop to work around bug where compiler
2273             // might not realize the store through `ptr` through self.set_len()
2274             // don't alias.
2275             let mut local_len = SetLenOnDrop::new(&mut self.len);
2276
2277             // Write all elements except the last one
2278             for _ in 1..n {
2279                 ptr::write(ptr, value.next());
2280                 ptr = ptr.offset(1);
2281                 // Increment the length in every step in case next() panics
2282                 local_len.increment_len(1);
2283             }
2284
2285             if n > 0 {
2286                 // We can write the last element directly without cloning needlessly
2287                 ptr::write(ptr, value.last());
2288                 local_len.increment_len(1);
2289             }
2290
2291             // len set by scope guard
2292         }
2293     }
2294 }
2295
2296 impl<T: PartialEq, A: Allocator> Vec<T, A> {
2297     /// Removes consecutive repeated elements in the vector according to the
2298     /// [`PartialEq`] trait implementation.
2299     ///
2300     /// If the vector is sorted, this removes all duplicates.
2301     ///
2302     /// # Examples
2303     ///
2304     /// ```
2305     /// let mut vec = vec![1, 2, 2, 3, 2];
2306     ///
2307     /// vec.dedup();
2308     ///
2309     /// assert_eq!(vec, [1, 2, 3, 2]);
2310     /// ```
2311     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2312     #[inline]
2313     pub fn dedup(&mut self) {
2314         self.dedup_by(|a, b| a == b)
2315     }
2316 }
2317
2318 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2319 // Internal methods and functions
2320 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2321
2322 #[doc(hidden)]
2323 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2324 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2325 pub fn from_elem<T: Clone>(elem: T, n: usize) -> Vec<T> {
2326     <T as SpecFromElem>::from_elem(elem, n, Global)
2327 }
2328
2329 #[doc(hidden)]
2330 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2331 #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")]
2332 pub fn from_elem_in<T: Clone, A: Allocator>(elem: T, n: usize, alloc: A) -> Vec<T, A> {
2333     <T as SpecFromElem>::from_elem(elem, n, alloc)
2334 }
2335
2336 trait ExtendFromWithinSpec {
2337     /// # Safety
2338     ///
2339     /// - `src` needs to be valid index
2340     /// - `self.capacity() - self.len()` must be `>= src.len()`
2341     unsafe fn spec_extend_from_within(&mut self, src: Range<usize>);
2342 }
2343
2344 impl<T: Clone, A: Allocator> ExtendFromWithinSpec for Vec<T, A> {
2345     default unsafe fn spec_extend_from_within(&mut self, src: Range<usize>) {
2346         // SAFETY:
2347         // - len is increased only after initializing elements
2348         let (this, spare, len) = unsafe { self.split_at_spare_mut_with_len() };
2349
2350         // SAFETY:
2351         // - caller guaratees that src is a valid index
2352         let to_clone = unsafe { this.get_unchecked(src) };
2353
2354         iter::zip(to_clone, spare)
2355             .map(|(src, dst)| dst.write(src.clone()))
2356             // Note:
2357             // - Element was just initialized with `MaybeUninit::write`, so it's ok to increase len
2358             // - len is increased after each element to prevent leaks (see issue #82533)
2359             .for_each(|_| *len += 1);
2360     }
2361 }
2362
2363 impl<T: Copy, A: Allocator> ExtendFromWithinSpec for Vec<T, A> {
2364     unsafe fn spec_extend_from_within(&mut self, src: Range<usize>) {
2365         let count = src.len();
2366         {
2367             let (init, spare) = self.split_at_spare_mut();
2368
2369             // SAFETY:
2370             // - caller guaratees that `src` is a valid index
2371             let source = unsafe { init.get_unchecked(src) };
2372
2373             // SAFETY:
2374             // - Both pointers are created from unique slice references (`&mut [_]`)
2375             //   so they are valid and do not overlap.
2376             // - Elements are :Copy so it's OK to to copy them, without doing
2377             //   anything with the original values
2378             // - `count` is equal to the len of `source`, so source is valid for
2379             //   `count` reads
2380             // - `.reserve(count)` guarantees that `spare.len() >= count` so spare
2381             //   is valid for `count` writes
2382             unsafe { ptr::copy_nonoverlapping(source.as_ptr(), spare.as_mut_ptr() as _, count) };
2383         }
2384
2385         // SAFETY:
2386         // - The elements were just initialized by `copy_nonoverlapping`
2387         self.len += count;
2388     }
2389 }
2390
2391 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2392 // Common trait implementations for Vec
2393 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2394
2395 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2396 impl<T, A: Allocator> ops::Deref for Vec<T, A> {
2397     type Target = [T];
2398
2399     fn deref(&self) -> &[T] {
2400         unsafe { slice::from_raw_parts(self.as_ptr(), self.len) }
2401     }
2402 }
2403
2404 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2405 impl<T, A: Allocator> ops::DerefMut for Vec<T, A> {
2406     fn deref_mut(&mut self) -> &mut [T] {
2407         unsafe { slice::from_raw_parts_mut(self.as_mut_ptr(), self.len) }
2408     }
2409 }
2410
2411 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2412 trait SpecCloneFrom {
2413     fn clone_from(this: &mut Self, other: &Self);
2414 }
2415
2416 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2417 impl<T: Clone, A: Allocator> SpecCloneFrom for Vec<T, A> {
2418     default fn clone_from(this: &mut Self, other: &Self) {
2419         // drop anything that will not be overwritten
2420         this.truncate(other.len());
2421
2422         // self.len <= other.len due to the truncate above, so the
2423         // slices here are always in-bounds.
2424         let (init, tail) = other.split_at(this.len());
2425
2426         // reuse the contained values' allocations/resources.
2427         this.clone_from_slice(init);
2428         this.extend_from_slice(tail);
2429     }
2430 }
2431
2432 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2433 impl<T: Copy, A: Allocator> SpecCloneFrom for Vec<T, A> {
2434     fn clone_from(this: &mut Self, other: &Self) {
2435         this.clear();
2436         this.extend_from_slice(other);
2437     }
2438 }
2439
2440 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2441 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2442 impl<T: Clone, A: Allocator + Clone> Clone for Vec<T, A> {
2443     #[cfg(not(test))]
2444     fn clone(&self) -> Self {
2445         let alloc = self.allocator().clone();
2446         <[T]>::to_vec_in(&**self, alloc)
2447     }
2448
2449     // HACK(japaric): with cfg(test) the inherent `[T]::to_vec` method, which is
2450     // required for this method definition, is not available. Instead use the
2451     // `slice::to_vec`  function which is only available with cfg(test)
2452     // NB see the slice::hack module in slice.rs for more information
2453     #[cfg(test)]
2454     fn clone(&self) -> Self {
2455         let alloc = self.allocator().clone();
2456         crate::slice::to_vec(&**self, alloc)
2457     }
2458
2459     fn clone_from(&mut self, other: &Self) {
2460         SpecCloneFrom::clone_from(self, other)
2461     }
2462 }
2463
2464 /// The hash of a vector is the same as that of the corresponding slice,
2465 /// as required by the `core::borrow::Borrow` implementation.
2466 ///
2467 /// ```
2468 /// #![feature(build_hasher_simple_hash_one)]
2469 /// use std::hash::BuildHasher;
2470 ///
2471 /// let b = std::collections::hash_map::RandomState::new();
2472 /// let v: Vec<u8> = vec![0xa8, 0x3c, 0x09];
2473 /// let s: &[u8] = &[0xa8, 0x3c, 0x09];
2474 /// assert_eq!(b.hash_one(v), b.hash_one(s));
2475 /// ```
2476 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2477 impl<T: Hash, A: Allocator> Hash for Vec<T, A> {
2478     #[inline]
2479     fn hash<H: Hasher>(&self, state: &mut H) {
2480         Hash::hash(&**self, state)
2481     }
2482 }
2483
2484 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2485 #[rustc_on_unimplemented(
2486     message = "vector indices are of type `usize` or ranges of `usize`",
2487     label = "vector indices are of type `usize` or ranges of `usize`"
2488 )]
2489 impl<T, I: SliceIndex<[T]>, A: Allocator> Index<I> for Vec<T, A> {
2490     type Output = I::Output;
2491
2492     #[inline]
2493     fn index(&self, index: I) -> &Self::Output {
2494         Index::index(&**self, index)
2495     }
2496 }
2497
2498 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2499 #[rustc_on_unimplemented(
2500     message = "vector indices are of type `usize` or ranges of `usize`",
2501     label = "vector indices are of type `usize` or ranges of `usize`"
2502 )]
2503 impl<T, I: SliceIndex<[T]>, A: Allocator> IndexMut<I> for Vec<T, A> {
2504     #[inline]
2505     fn index_mut(&mut self, index: I) -> &mut Self::Output {
2506         IndexMut::index_mut(&mut **self, index)
2507     }
2508 }
2509
2510 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2511 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2512 impl<T> FromIterator<T> for Vec<T> {
2513     #[inline]
2514     fn from_iter<I: IntoIterator<Item = T>>(iter: I) -> Vec<T> {
2515         <Self as SpecFromIter<T, I::IntoIter>>::from_iter(iter.into_iter())
2516     }
2517 }
2518
2519 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2520 impl<T, A: Allocator> IntoIterator for Vec<T, A> {
2521     type Item = T;
2522     type IntoIter = IntoIter<T, A>;
2523
2524     /// Creates a consuming iterator, that is, one that moves each value out of
2525     /// the vector (from start to end). The vector cannot be used after calling
2526     /// this.
2527     ///
2528     /// # Examples
2529     ///
2530     /// ```
2531     /// let v = vec!["a".to_string(), "b".to_string()];
2532     /// for s in v.into_iter() {
2533     ///     // s has type String, not &String
2534     ///     println!("{}", s);
2535     /// }
2536     /// ```
2537     #[inline]
2538     fn into_iter(self) -> IntoIter<T, A> {
2539         unsafe {
2540             let mut me = ManuallyDrop::new(self);
2541             let alloc = ptr::read(me.allocator());
2542             let begin = me.as_mut_ptr();
2543             let end = if mem::size_of::<T>() == 0 {
2544                 arith_offset(begin as *const i8, me.len() as isize) as *const T
2545             } else {
2546                 begin.add(me.len()) as *const T
2547             };
2548             let cap = me.buf.capacity();
2549             IntoIter {
2550                 buf: NonNull::new_unchecked(begin),
2551                 phantom: PhantomData,
2552                 cap,
2553                 alloc,
2554                 ptr: begin,
2555                 end,
2556             }
2557         }
2558     }
2559 }
2560
2561 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2562 impl<'a, T, A: Allocator> IntoIterator for &'a Vec<T, A> {
2563     type Item = &'a T;
2564     type IntoIter = slice::Iter<'a, T>;
2565
2566     fn into_iter(self) -> slice::Iter<'a, T> {
2567         self.iter()
2568     }
2569 }
2570
2571 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2572 impl<'a, T, A: Allocator> IntoIterator for &'a mut Vec<T, A> {
2573     type Item = &'a mut T;
2574     type IntoIter = slice::IterMut<'a, T>;
2575
2576     fn into_iter(self) -> slice::IterMut<'a, T> {
2577         self.iter_mut()
2578     }
2579 }
2580
2581 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2582 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2583 impl<T, A: Allocator> Extend<T> for Vec<T, A> {
2584     #[inline]
2585     fn extend<I: IntoIterator<Item = T>>(&mut self, iter: I) {
2586         <Self as SpecExtend<T, I::IntoIter>>::spec_extend(self, iter.into_iter())
2587     }
2588
2589     #[inline]
2590     fn extend_one(&mut self, item: T) {
2591         self.push(item);
2592     }
2593
2594     #[inline]
2595     fn extend_reserve(&mut self, additional: usize) {
2596         self.reserve(additional);
2597     }
2598 }
2599
2600 impl<T, A: Allocator> Vec<T, A> {
2601     // leaf method to which various SpecFrom/SpecExtend implementations delegate when
2602     // they have no further optimizations to apply
2603     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2604     fn extend_desugared<I: Iterator<Item = T>>(&mut self, mut iterator: I) {
2605         // This is the case for a general iterator.
2606         //
2607         // This function should be the moral equivalent of:
2608         //
2609         //      for item in iterator {
2610         //          self.push(item);
2611         //      }
2612         while let Some(element) = iterator.next() {
2613             let len = self.len();
2614             if len == self.capacity() {
2615                 let (lower, _) = iterator.size_hint();
2616                 self.reserve(lower.saturating_add(1));
2617             }
2618             unsafe {
2619                 ptr::write(self.as_mut_ptr().add(len), element);
2620                 // Since next() executes user code which can panic we have to bump the length
2621                 // after each step.
2622                 // NB can't overflow since we would have had to alloc the address space
2623                 self.set_len(len + 1);
2624             }
2625         }
2626     }
2627
2628     /// Creates a splicing iterator that replaces the specified range in the vector
2629     /// with the given `replace_with` iterator and yields the removed items.
2630     /// `replace_with` does not need to be the same length as `range`.
2631     ///
2632     /// `range` is removed even if the iterator is not consumed until the end.
2633     ///
2634     /// It is unspecified how many elements are removed from the vector
2635     /// if the `Splice` value is leaked.
2636     ///
2637     /// The input iterator `replace_with` is only consumed when the `Splice` value is dropped.
2638     ///
2639     /// This is optimal if:
2640     ///
2641     /// * The tail (elements in the vector after `range`) is empty,
2642     /// * or `replace_with` yields fewer or equal elements than `range`’s length
2643     /// * or the lower bound of its `size_hint()` is exact.
2644     ///
2645     /// Otherwise, a temporary vector is allocated and the tail is moved twice.
2646     ///
2647     /// # Panics
2648     ///
2649     /// Panics if the starting point is greater than the end point or if
2650     /// the end point is greater than the length of the vector.
2651     ///
2652     /// # Examples
2653     ///
2654     /// ```
2655     /// let mut v = vec![1, 2, 3];
2656     /// let new = [7, 8];
2657     /// let u: Vec<_> = v.splice(..2, new).collect();
2658     /// assert_eq!(v, &[7, 8, 3]);
2659     /// assert_eq!(u, &[1, 2]);
2660     /// ```
2661     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2662     #[inline]
2663     #[stable(feature = "vec_splice", since = "1.21.0")]
2664     pub fn splice<R, I>(&mut self, range: R, replace_with: I) -> Splice<'_, I::IntoIter, A>
2665     where
2666         R: RangeBounds<usize>,
2667         I: IntoIterator<Item = T>,
2668     {
2669         Splice { drain: self.drain(range), replace_with: replace_with.into_iter() }
2670     }
2671
2672     /// Creates an iterator which uses a closure to determine if an element should be removed.
2673     ///
2674     /// If the closure returns true, then the element is removed and yielded.
2675     /// If the closure returns false, the element will remain in the vector and will not be yielded
2676     /// by the iterator.
2677     ///
2678     /// Using this method is equivalent to the following code:
2679     ///
2680     /// ```
2681     /// # let some_predicate = |x: &mut i32| { *x == 2 || *x == 3 || *x == 6 };
2682     /// # let mut vec = vec![1, 2, 3, 4, 5, 6];
2683     /// let mut i = 0;
2684     /// while i < vec.len() {
2685     ///     if some_predicate(&mut vec[i]) {
2686     ///         let val = vec.remove(i);
2687     ///         // your code here
2688     ///     } else {
2689     ///         i += 1;
2690     ///     }
2691     /// }
2692     ///
2693     /// # assert_eq!(vec, vec![1, 4, 5]);
2694     /// ```
2695     ///
2696     /// But `drain_filter` is easier to use. `drain_filter` is also more efficient,
2697     /// because it can backshift the elements of the array in bulk.
2698     ///
2699     /// Note that `drain_filter` also lets you mutate every element in the filter closure,
2700     /// regardless of whether you choose to keep or remove it.
2701     ///
2702     /// # Examples
2703     ///
2704     /// Splitting an array into evens and odds, reusing the original allocation:
2705     ///
2706     /// ```
2707     /// #![feature(drain_filter)]
2708     /// let mut numbers = vec![1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 11, 13, 14, 15];
2709     ///
2710     /// let evens = numbers.drain_filter(|x| *x % 2 == 0).collect::<Vec<_>>();
2711     /// let odds = numbers;
2712     ///
2713     /// assert_eq!(evens, vec![2, 4, 6, 8, 14]);
2714     /// assert_eq!(odds, vec![1, 3, 5, 9, 11, 13, 15]);
2715     /// ```
2716     #[unstable(feature = "drain_filter", reason = "recently added", issue = "43244")]
2717     pub fn drain_filter<F>(&mut self, filter: F) -> DrainFilter<'_, T, F, A>
2718     where
2719         F: FnMut(&mut T) -> bool,
2720     {
2721         let old_len = self.len();
2722
2723         // Guard against us getting leaked (leak amplification)
2724         unsafe {
2725             self.set_len(0);
2726         }
2727
2728         DrainFilter { vec: self, idx: 0, del: 0, old_len, pred: filter, panic_flag: false }
2729     }
2730 }
2731
2732 /// Extend implementation that copies elements out of references before pushing them onto the Vec.
2733 ///
2734 /// This implementation is specialized for slice iterators, where it uses [`copy_from_slice`] to
2735 /// append the entire slice at once.
2736 ///
2737 /// [`copy_from_slice`]: slice::copy_from_slice
2738 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2739 #[stable(feature = "extend_ref", since = "1.2.0")]
2740 impl<'a, T: Copy + 'a, A: Allocator + 'a> Extend<&'a T> for Vec<T, A> {
2741     fn extend<I: IntoIterator<Item = &'a T>>(&mut self, iter: I) {
2742         self.spec_extend(iter.into_iter())
2743     }
2744
2745     #[inline]
2746     fn extend_one(&mut self, &item: &'a T) {
2747         self.push(item);
2748     }
2749
2750     #[inline]
2751     fn extend_reserve(&mut self, additional: usize) {
2752         self.reserve(additional);
2753     }
2754 }
2755
2756 /// Implements comparison of vectors, [lexicographically](core::cmp::Ord#lexicographical-comparison).
2757 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2758 impl<T: PartialOrd, A: Allocator> PartialOrd for Vec<T, A> {
2759     #[inline]
2760     fn partial_cmp(&self, other: &Self) -> Option<Ordering> {
2761         PartialOrd::partial_cmp(&**self, &**other)
2762     }
2763 }
2764
2765 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2766 impl<T: Eq, A: Allocator> Eq for Vec<T, A> {}
2767
2768 /// Implements ordering of vectors, [lexicographically](core::cmp::Ord#lexicographical-comparison).
2769 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2770 impl<T: Ord, A: Allocator> Ord for Vec<T, A> {
2771     #[inline]
2772     fn cmp(&self, other: &Self) -> Ordering {
2773         Ord::cmp(&**self, &**other)
2774     }
2775 }
2776
2777 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2778 unsafe impl<#[may_dangle] T, A: Allocator> Drop for Vec<T, A> {
2779     fn drop(&mut self) {
2780         unsafe {
2781             // use drop for [T]
2782             // use a raw slice to refer to the elements of the vector as weakest necessary type;
2783             // could avoid questions of validity in certain cases
2784             ptr::drop_in_place(ptr::slice_from_raw_parts_mut(self.as_mut_ptr(), self.len))
2785         }
2786         // RawVec handles deallocation
2787     }
2788 }
2789
2790 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2791 #[rustc_const_unstable(feature = "const_default_impls", issue = "87864")]
2792 impl<T> const Default for Vec<T> {
2793     /// Creates an empty `Vec<T>`.
2794     fn default() -> Vec<T> {
2795         Vec::new()
2796     }
2797 }
2798
2799 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2800 impl<T: fmt::Debug, A: Allocator> fmt::Debug for Vec<T, A> {
2801     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
2802         fmt::Debug::fmt(&**self, f)
2803     }
2804 }
2805
2806 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2807 impl<T, A: Allocator> AsRef<Vec<T, A>> for Vec<T, A> {
2808     fn as_ref(&self) -> &Vec<T, A> {
2809         self
2810     }
2811 }
2812
2813 #[stable(feature = "vec_as_mut", since = "1.5.0")]
2814 impl<T, A: Allocator> AsMut<Vec<T, A>> for Vec<T, A> {
2815     fn as_mut(&mut self) -> &mut Vec<T, A> {
2816         self
2817     }
2818 }
2819
2820 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2821 impl<T, A: Allocator> AsRef<[T]> for Vec<T, A> {
2822     fn as_ref(&self) -> &[T] {
2823         self
2824     }
2825 }
2826
2827 #[stable(feature = "vec_as_mut", since = "1.5.0")]
2828 impl<T, A: Allocator> AsMut<[T]> for Vec<T, A> {
2829     fn as_mut(&mut self) -> &mut [T] {
2830         self
2831     }
2832 }
2833
2834 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2835 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2836 impl<T: Clone> From<&[T]> for Vec<T> {
2837     /// Allocate a `Vec<T>` and fill it by cloning `s`'s items.
2838     ///
2839     /// # Examples
2840     ///
2841     /// ```
2842     /// assert_eq!(Vec::from(&[1, 2, 3][..]), vec![1, 2, 3]);
2843     /// ```
2844     #[cfg(not(test))]
2845     fn from(s: &[T]) -> Vec<T> {
2846         s.to_vec()
2847     }
2848     #[cfg(test)]
2849     fn from(s: &[T]) -> Vec<T> {
2850         crate::slice::to_vec(s, Global)
2851     }
2852 }
2853
2854 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2855 #[stable(feature = "vec_from_mut", since = "1.19.0")]
2856 impl<T: Clone> From<&mut [T]> for Vec<T> {
2857     /// Allocate a `Vec<T>` and fill it by cloning `s`'s items.
2858     ///
2859     /// # Examples
2860     ///
2861     /// ```
2862     /// assert_eq!(Vec::from(&mut [1, 2, 3][..]), vec![1, 2, 3]);
2863     /// ```
2864     #[cfg(not(test))]
2865     fn from(s: &mut [T]) -> Vec<T> {
2866         s.to_vec()
2867     }
2868     #[cfg(test)]
2869     fn from(s: &mut [T]) -> Vec<T> {
2870         crate::slice::to_vec(s, Global)
2871     }
2872 }
2873
2874 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2875 #[stable(feature = "vec_from_array", since = "1.44.0")]
2876 impl<T, const N: usize> From<[T; N]> for Vec<T> {
2877     #[cfg(not(test))]
2878     fn from(s: [T; N]) -> Vec<T> {
2879         <[T]>::into_vec(box s)
2880     }
2881     /// Allocate a `Vec<T>` and move `s`'s items into it.
2882     ///
2883     /// # Examples
2884     ///
2885     /// ```
2886     /// assert_eq!(Vec::from([1, 2, 3]), vec![1, 2, 3]);
2887     /// ```
2888     #[cfg(test)]
2889     fn from(s: [T; N]) -> Vec<T> {
2890         crate::slice::into_vec(box s)
2891     }
2892 }
2893
2894 #[stable(feature = "vec_from_cow_slice", since = "1.14.0")]
2895 impl<'a, T> From<Cow<'a, [T]>> for Vec<T>
2896 where
2897     [T]: ToOwned<Owned = Vec<T>>,
2898 {
2899     /// Convert a clone-on-write slice into a vector.
2900     ///
2901     /// If `s` already owns a `Vec<T>`, it will be returned directly.
2902     /// If `s` is borrowing a slice, a new `Vec<T>` will be allocated and
2903     /// filled by cloning `s`'s items into it.
2904     ///
2905     /// # Examples
2906     ///
2907     /// ```
2908     /// # use std::borrow::Cow;
2909     /// let o: Cow<[i32]> = Cow::Owned(vec![1, 2, 3]);
2910     /// let b: Cow<[i32]> = Cow::Borrowed(&[1, 2, 3]);
2911     /// assert_eq!(Vec::from(o), Vec::from(b));
2912     /// ```
2913     fn from(s: Cow<'a, [T]>) -> Vec<T> {
2914         s.into_owned()
2915     }
2916 }
2917
2918 // note: test pulls in libstd, which causes errors here
2919 #[cfg(not(test))]
2920 #[stable(feature = "vec_from_box", since = "1.18.0")]
2921 impl<T, A: Allocator> From<Box<[T], A>> for Vec<T, A> {
2922     /// Convert a boxed slice into a vector by transferring ownership of
2923     /// the existing heap allocation.
2924     ///
2925     /// # Examples
2926     ///
2927     /// ```
2928     /// let b: Box<[i32]> = vec![1, 2, 3].into_boxed_slice();
2929     /// assert_eq!(Vec::from(b), vec![1, 2, 3]);
2930     /// ```
2931     fn from(s: Box<[T], A>) -> Self {
2932         s.into_vec()
2933     }
2934 }
2935
2936 // note: test pulls in libstd, which causes errors here
2937 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2938 #[cfg(not(test))]
2939 #[stable(feature = "box_from_vec", since = "1.20.0")]
2940 impl<T, A: Allocator> From<Vec<T, A>> for Box<[T], A> {
2941     /// Convert a vector into a boxed slice.
2942     ///
2943     /// If `v` has excess capacity, its items will be moved into a
2944     /// newly-allocated buffer with exactly the right capacity.
2945     ///
2946     /// # Examples
2947     ///
2948     /// ```
2949     /// assert_eq!(Box::from(vec![1, 2, 3]), vec![1, 2, 3].into_boxed_slice());
2950     /// ```
2951     fn from(v: Vec<T, A>) -> Self {
2952         v.into_boxed_slice()
2953     }
2954 }
2955
2956 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2957 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2958 impl From<&str> for Vec<u8> {
2959     /// Allocate a `Vec<u8>` and fill it with a UTF-8 string.
2960     ///
2961     /// # Examples
2962     ///
2963     /// ```
2964     /// assert_eq!(Vec::from("123"), vec![b'1', b'2', b'3']);
2965     /// ```
2966     fn from(s: &str) -> Vec<u8> {
2967         From::from(s.as_bytes())
2968     }
2969 }
2970
2971 #[stable(feature = "array_try_from_vec", since = "1.48.0")]
2972 impl<T, A: Allocator, const N: usize> TryFrom<Vec<T, A>> for [T; N] {
2973     type Error = Vec<T, A>;
2974
2975     /// Gets the entire contents of the `Vec<T>` as an array,
2976     /// if its size exactly matches that of the requested array.
2977     ///
2978     /// # Examples
2979     ///
2980     /// ```
2981     /// use std::convert::TryInto;
2982     /// assert_eq!(vec![1, 2, 3].try_into(), Ok([1, 2, 3]));
2983     /// assert_eq!(<Vec<i32>>::new().try_into(), Ok([]));
2984     /// ```
2985     ///
2986     /// If the length doesn't match, the input comes back in `Err`:
2987     /// ```
2988     /// use std::convert::TryInto;
2989     /// let r: Result<[i32; 4], _> = (0..10).collect::<Vec<_>>().try_into();
2990     /// assert_eq!(r, Err(vec![0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]));
2991     /// ```
2992     ///
2993     /// If you're fine with just getting a prefix of the `Vec<T>`,
2994     /// you can call [`.truncate(N)`](Vec::truncate) first.
2995     /// ```
2996     /// use std::convert::TryInto;
2997     /// let mut v = String::from("hello world").into_bytes();
2998     /// v.sort();
2999     /// v.truncate(2);
3000     /// let [a, b]: [_; 2] = v.try_into().unwrap();
3001     /// assert_eq!(a, b' ');
3002     /// assert_eq!(b, b'd');
3003     /// ```
3004     fn try_from(mut vec: Vec<T, A>) -> Result<[T; N], Vec<T, A>> {
3005         if vec.len() != N {
3006             return Err(vec);
3007         }
3008
3009         // SAFETY: `.set_len(0)` is always sound.
3010         unsafe { vec.set_len(0) };
3011
3012         // SAFETY: A `Vec`'s pointer is always aligned properly, and
3013         // the alignment the array needs is the same as the items.
3014         // We checked earlier that we have sufficient items.
3015         // The items will not double-drop as the `set_len`
3016         // tells the `Vec` not to also drop them.
3017         let array = unsafe { ptr::read(vec.as_ptr() as *const [T; N]) };
3018         Ok(array)
3019     }
3020 }