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Auto merge of #79945 - jackh726:existential_trait_ref, r=nikomatsakis
[rust.git] / library / alloc / src / vec.rs
1 // ignore-tidy-filelength
2 //! A contiguous growable array type with heap-allocated contents, written
3 //! `Vec<T>`.
4 //!
5 //! Vectors have `O(1)` indexing, amortized `O(1)` push (to the end) and
6 //! `O(1)` pop (from the end).
7 //!
8 //! Vectors ensure they never allocate more than `isize::MAX` bytes.
9 //!
10 //! # Examples
11 //!
12 //! You can explicitly create a [`Vec`] with [`Vec::new`]:
13 //!
14 //! ```
15 //! let v: Vec<i32> = Vec::new();
16 //! ```
17 //!
18 //! ...or by using the [`vec!`] macro:
19 //!
20 //! ```
21 //! let v: Vec<i32> = vec![];
22 //!
23 //! let v = vec![1, 2, 3, 4, 5];
24 //!
25 //! let v = vec![0; 10]; // ten zeroes
26 //! ```
27 //!
28 //! You can [`push`] values onto the end of a vector (which will grow the vector
29 //! as needed):
30 //!
31 //! ```
32 //! let mut v = vec![1, 2];
33 //!
34 //! v.push(3);
35 //! ```
36 //!
37 //! Popping values works in much the same way:
38 //!
39 //! ```
40 //! let mut v = vec![1, 2];
41 //!
42 //! let two = v.pop();
43 //! ```
44 //!
45 //! Vectors also support indexing (through the [`Index`] and [`IndexMut`] traits):
46 //!
47 //! ```
48 //! let mut v = vec![1, 2, 3];
49 //! let three = v[2];
50 //! v[1] = v[1] + 5;
51 //! ```
52 //!
53 //! [`push`]: Vec::push
54
55 #![stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
56
57 use core::cmp::{self, Ordering};
58 use core::convert::TryFrom;
59 use core::fmt;
60 use core::hash::{Hash, Hasher};
61 use core::intrinsics::{arith_offset, assume};
62 use core::iter::{
63     FromIterator, FusedIterator, InPlaceIterable, SourceIter, TrustedLen, TrustedRandomAccess,
64 };
65 use core::marker::PhantomData;
66 use core::mem::{self, ManuallyDrop, MaybeUninit};
67 use core::ops::{self, Index, IndexMut, Range, RangeBounds};
68 use core::ptr::{self, NonNull};
69 use core::slice::{self, SliceIndex};
70
71 use crate::alloc::{Allocator, Global};
72 use crate::borrow::{Cow, ToOwned};
73 use crate::boxed::Box;
74 use crate::collections::TryReserveError;
75 use crate::raw_vec::RawVec;
76
77 /// A contiguous growable array type, written `Vec<T>` but pronounced 'vector'.
78 ///
79 /// # Examples
80 ///
81 /// ```
82 /// let mut vec = Vec::new();
83 /// vec.push(1);
84 /// vec.push(2);
85 ///
86 /// assert_eq!(vec.len(), 2);
87 /// assert_eq!(vec[0], 1);
88 ///
89 /// assert_eq!(vec.pop(), Some(2));
90 /// assert_eq!(vec.len(), 1);
91 ///
92 /// vec[0] = 7;
93 /// assert_eq!(vec[0], 7);
94 ///
95 /// vec.extend([1, 2, 3].iter().copied());
96 ///
97 /// for x in &vec {
98 ///     println!("{}", x);
99 /// }
100 /// assert_eq!(vec, [7, 1, 2, 3]);
101 /// ```
102 ///
103 /// The [`vec!`] macro is provided to make initialization more convenient:
104 ///
105 /// ```
106 /// let mut vec = vec![1, 2, 3];
107 /// vec.push(4);
108 /// assert_eq!(vec, [1, 2, 3, 4]);
109 /// ```
110 ///
111 /// It can also initialize each element of a `Vec<T>` with a given value.
112 /// This may be more efficient than performing allocation and initialization
113 /// in separate steps, especially when initializing a vector of zeros:
114 ///
115 /// ```
116 /// let vec = vec![0; 5];
117 /// assert_eq!(vec, [0, 0, 0, 0, 0]);
118 ///
119 /// // The following is equivalent, but potentially slower:
120 /// let mut vec = Vec::with_capacity(5);
121 /// vec.resize(5, 0);
122 /// assert_eq!(vec, [0, 0, 0, 0, 0]);
123 /// ```
124 ///
125 /// For more information, see
126 /// [Capacity and Reallocation](#capacity-and-reallocation).
127 ///
128 /// Use a `Vec<T>` as an efficient stack:
129 ///
130 /// ```
131 /// let mut stack = Vec::new();
132 ///
133 /// stack.push(1);
134 /// stack.push(2);
135 /// stack.push(3);
136 ///
137 /// while let Some(top) = stack.pop() {
138 ///     // Prints 3, 2, 1
139 ///     println!("{}", top);
140 /// }
141 /// ```
142 ///
143 /// # Indexing
144 ///
145 /// The `Vec` type allows to access values by index, because it implements the
146 /// [`Index`] trait. An example will be more explicit:
147 ///
148 /// ```
149 /// let v = vec![0, 2, 4, 6];
150 /// println!("{}", v[1]); // it will display '2'
151 /// ```
152 ///
153 /// However be careful: if you try to access an index which isn't in the `Vec`,
154 /// your software will panic! You cannot do this:
155 ///
156 /// ```should_panic
157 /// let v = vec![0, 2, 4, 6];
158 /// println!("{}", v[6]); // it will panic!
159 /// ```
160 ///
161 /// Use [`get`] and [`get_mut`] if you want to check whether the index is in
162 /// the `Vec`.
163 ///
164 /// # Slicing
165 ///
166 /// A `Vec` can be mutable. Slices, on the other hand, are read-only objects.
167 /// To get a [slice], use [`&`]. Example:
168 ///
169 /// ```
170 /// fn read_slice(slice: &[usize]) {
171 ///     // ...
172 /// }
173 ///
174 /// let v = vec![0, 1];
175 /// read_slice(&v);
176 ///
177 /// // ... and that's all!
178 /// // you can also do it like this:
179 /// let u: &[usize] = &v;
180 /// // or like this:
181 /// let u: &[_] = &v;
182 /// ```
183 ///
184 /// In Rust, it's more common to pass slices as arguments rather than vectors
185 /// when you just want to provide read access. The same goes for [`String`] and
186 /// [`&str`].
187 ///
188 /// # Capacity and reallocation
189 ///
190 /// The capacity of a vector is the amount of space allocated for any future
191 /// elements that will be added onto the vector. This is not to be confused with
192 /// the *length* of a vector, which specifies the number of actual elements
193 /// within the vector. If a vector's length exceeds its capacity, its capacity
194 /// will automatically be increased, but its elements will have to be
195 /// reallocated.
196 ///
197 /// For example, a vector with capacity 10 and length 0 would be an empty vector
198 /// with space for 10 more elements. Pushing 10 or fewer elements onto the
199 /// vector will not change its capacity or cause reallocation to occur. However,
200 /// if the vector's length is increased to 11, it will have to reallocate, which
201 /// can be slow. For this reason, it is recommended to use [`Vec::with_capacity`]
202 /// whenever possible to specify how big the vector is expected to get.
203 ///
204 /// # Guarantees
205 ///
206 /// Due to its incredibly fundamental nature, `Vec` makes a lot of guarantees
207 /// about its design. This ensures that it's as low-overhead as possible in
208 /// the general case, and can be correctly manipulated in primitive ways
209 /// by unsafe code. Note that these guarantees refer to an unqualified `Vec<T>`.
210 /// If additional type parameters are added (e.g., to support custom allocators),
211 /// overriding their defaults may change the behavior.
212 ///
213 /// Most fundamentally, `Vec` is and always will be a (pointer, capacity, length)
214 /// triplet. No more, no less. The order of these fields is completely
215 /// unspecified, and you should use the appropriate methods to modify these.
216 /// The pointer will never be null, so this type is null-pointer-optimized.
217 ///
218 /// However, the pointer may not actually point to allocated memory. In particular,
219 /// if you construct a `Vec` with capacity 0 via [`Vec::new`], [`vec![]`][`vec!`],
220 /// [`Vec::with_capacity(0)`][`Vec::with_capacity`], or by calling [`shrink_to_fit`]
221 /// on an empty Vec, it will not allocate memory. Similarly, if you store zero-sized
222 /// types inside a `Vec`, it will not allocate space for them. *Note that in this case
223 /// the `Vec` may not report a [`capacity`] of 0*. `Vec` will allocate if and only
224 /// if [`mem::size_of::<T>`]`() * capacity() > 0`. In general, `Vec`'s allocation
225 /// details are very subtle &mdash; if you intend to allocate memory using a `Vec`
226 /// and use it for something else (either to pass to unsafe code, or to build your
227 /// own memory-backed collection), be sure to deallocate this memory by using
228 /// `from_raw_parts` to recover the `Vec` and then dropping it.
229 ///
230 /// If a `Vec` *has* allocated memory, then the memory it points to is on the heap
231 /// (as defined by the allocator Rust is configured to use by default), and its
232 /// pointer points to [`len`] initialized, contiguous elements in order (what
233 /// you would see if you coerced it to a slice), followed by [`capacity`]` -
234 /// `[`len`] logically uninitialized, contiguous elements.
235 ///
236 /// `Vec` will never perform a "small optimization" where elements are actually
237 /// stored on the stack for two reasons:
238 ///
239 /// * It would make it more difficult for unsafe code to correctly manipulate
240 ///   a `Vec`. The contents of a `Vec` wouldn't have a stable address if it were
241 ///   only moved, and it would be more difficult to determine if a `Vec` had
242 ///   actually allocated memory.
243 ///
244 /// * It would penalize the general case, incurring an additional branch
245 ///   on every access.
246 ///
247 /// `Vec` will never automatically shrink itself, even if completely empty. This
248 /// ensures no unnecessary allocations or deallocations occur. Emptying a `Vec`
249 /// and then filling it back up to the same [`len`] should incur no calls to
250 /// the allocator. If you wish to free up unused memory, use
251 /// [`shrink_to_fit`].
252 ///
253 /// [`push`] and [`insert`] will never (re)allocate if the reported capacity is
254 /// sufficient. [`push`] and [`insert`] *will* (re)allocate if
255 /// [`len`]` == `[`capacity`]. That is, the reported capacity is completely
256 /// accurate, and can be relied on. It can even be used to manually free the memory
257 /// allocated by a `Vec` if desired. Bulk insertion methods *may* reallocate, even
258 /// when not necessary.
259 ///
260 /// `Vec` does not guarantee any particular growth strategy when reallocating
261 /// when full, nor when [`reserve`] is called. The current strategy is basic
262 /// and it may prove desirable to use a non-constant growth factor. Whatever
263 /// strategy is used will of course guarantee *O*(1) amortized [`push`].
264 ///
265 /// `vec![x; n]`, `vec![a, b, c, d]`, and
266 /// [`Vec::with_capacity(n)`][`Vec::with_capacity`], will all produce a `Vec`
267 /// with exactly the requested capacity. If [`len`]` == `[`capacity`],
268 /// (as is the case for the [`vec!`] macro), then a `Vec<T>` can be converted to
269 /// and from a [`Box<[T]>`][owned slice] without reallocating or moving the elements.
270 ///
271 /// `Vec` will not specifically overwrite any data that is removed from it,
272 /// but also won't specifically preserve it. Its uninitialized memory is
273 /// scratch space that it may use however it wants. It will generally just do
274 /// whatever is most efficient or otherwise easy to implement. Do not rely on
275 /// removed data to be erased for security purposes. Even if you drop a `Vec`, its
276 /// buffer may simply be reused by another `Vec`. Even if you zero a `Vec`'s memory
277 /// first, that may not actually happen because the optimizer does not consider
278 /// this a side-effect that must be preserved. There is one case which we will
279 /// not break, however: using `unsafe` code to write to the excess capacity,
280 /// and then increasing the length to match, is always valid.
281 ///
282 /// `Vec` does not currently guarantee the order in which elements are dropped.
283 /// The order has changed in the past and may change again.
284 ///
285 /// [`get`]: ../../std/vec/struct.Vec.html#method.get
286 /// [`get_mut`]: ../../std/vec/struct.Vec.html#method.get_mut
287 /// [`String`]: crate::string::String
288 /// [`&str`]: type@str
289 /// [`shrink_to_fit`]: Vec::shrink_to_fit
290 /// [`capacity`]: Vec::capacity
291 /// [`mem::size_of::<T>`]: core::mem::size_of
292 /// [`len`]: Vec::len
293 /// [`push`]: Vec::push
294 /// [`insert`]: Vec::insert
295 /// [`reserve`]: Vec::reserve
296 /// [owned slice]: Box
297 /// [slice]: ../../std/primitive.slice.html
298 /// [`&`]: ../../std/primitive.reference.html
299 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
300 #[cfg_attr(not(test), rustc_diagnostic_item = "vec_type")]
301 pub struct Vec<T, #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")] A: Allocator = Global> {
302     buf: RawVec<T, A>,
303     len: usize,
304 }
305
306 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
307 // Inherent methods
308 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
309
310 impl<T> Vec<T> {
311     /// Constructs a new, empty `Vec<T>`.
312     ///
313     /// The vector will not allocate until elements are pushed onto it.
314     ///
315     /// # Examples
316     ///
317     /// ```
318     /// # #![allow(unused_mut)]
319     /// let mut vec: Vec<i32> = Vec::new();
320     /// ```
321     #[inline]
322     #[rustc_const_stable(feature = "const_vec_new", since = "1.39.0")]
323     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
324     pub const fn new() -> Self {
325         Vec { buf: RawVec::NEW, len: 0 }
326     }
327
328     /// Constructs a new, empty `Vec<T>` with the specified capacity.
329     ///
330     /// The vector will be able to hold exactly `capacity` elements without
331     /// reallocating. If `capacity` is 0, the vector will not allocate.
332     ///
333     /// It is important to note that although the returned vector has the
334     /// *capacity* specified, the vector will have a zero *length*. For an
335     /// explanation of the difference between length and capacity, see
336     /// *[Capacity and reallocation]*.
337     ///
338     /// [Capacity and reallocation]: #capacity-and-reallocation
339     ///
340     /// # Examples
341     ///
342     /// ```
343     /// let mut vec = Vec::with_capacity(10);
344     ///
345     /// // The vector contains no items, even though it has capacity for more
346     /// assert_eq!(vec.len(), 0);
347     /// assert_eq!(vec.capacity(), 10);
348     ///
349     /// // These are all done without reallocating...
350     /// for i in 0..10 {
351     ///     vec.push(i);
352     /// }
353     /// assert_eq!(vec.len(), 10);
354     /// assert_eq!(vec.capacity(), 10);
355     ///
356     /// // ...but this may make the vector reallocate
357     /// vec.push(11);
358     /// assert_eq!(vec.len(), 11);
359     /// assert!(vec.capacity() >= 11);
360     /// ```
361     #[inline]
362     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
363     pub fn with_capacity(capacity: usize) -> Self {
364         Self::with_capacity_in(capacity, Global)
365     }
366
367     /// Creates a `Vec<T>` directly from the raw components of another vector.
368     ///
369     /// # Safety
370     ///
371     /// This is highly unsafe, due to the number of invariants that aren't
372     /// checked:
373     ///
374     /// * `ptr` needs to have been previously allocated via [`String`]/`Vec<T>`
375     ///   (at least, it's highly likely to be incorrect if it wasn't).
376     /// * `T` needs to have the same size and alignment as what `ptr` was allocated with.
377     ///   (`T` having a less strict alignment is not sufficient, the alignment really
378     ///   needs to be equal to satisfy the [`dealloc`] requirement that memory must be
379     ///   allocated and deallocated with the same layout.)
380     /// * `length` needs to be less than or equal to `capacity`.
381     /// * `capacity` needs to be the capacity that the pointer was allocated with.
382     ///
383     /// Violating these may cause problems like corrupting the allocator's
384     /// internal data structures. For example it is **not** safe
385     /// to build a `Vec<u8>` from a pointer to a C `char` array with length `size_t`.
386     /// It's also not safe to build one from a `Vec<u16>` and its length, because
387     /// the allocator cares about the alignment, and these two types have different
388     /// alignments. The buffer was allocated with alignment 2 (for `u16`), but after
389     /// turning it into a `Vec<u8>` it'll be deallocated with alignment 1.
390     ///
391     /// The ownership of `ptr` is effectively transferred to the
392     /// `Vec<T>` which may then deallocate, reallocate or change the
393     /// contents of memory pointed to by the pointer at will. Ensure
394     /// that nothing else uses the pointer after calling this
395     /// function.
396     ///
397     /// [`String`]: crate::string::String
398     /// [`dealloc`]: crate::alloc::GlobalAlloc::dealloc
399     ///
400     /// # Examples
401     ///
402     /// ```
403     /// use std::ptr;
404     /// use std::mem;
405     ///
406     /// let v = vec![1, 2, 3];
407     ///
408     // FIXME Update this when vec_into_raw_parts is stabilized
409     /// // Prevent running `v`'s destructor so we are in complete control
410     /// // of the allocation.
411     /// let mut v = mem::ManuallyDrop::new(v);
412     ///
413     /// // Pull out the various important pieces of information about `v`
414     /// let p = v.as_mut_ptr();
415     /// let len = v.len();
416     /// let cap = v.capacity();
417     ///
418     /// unsafe {
419     ///     // Overwrite memory with 4, 5, 6
420     ///     for i in 0..len as isize {
421     ///         ptr::write(p.offset(i), 4 + i);
422     ///     }
423     ///
424     ///     // Put everything back together into a Vec
425     ///     let rebuilt = Vec::from_raw_parts(p, len, cap);
426     ///     assert_eq!(rebuilt, [4, 5, 6]);
427     /// }
428     /// ```
429     #[inline]
430     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
431     pub unsafe fn from_raw_parts(ptr: *mut T, length: usize, capacity: usize) -> Self {
432         unsafe { Self::from_raw_parts_in(ptr, length, capacity, Global) }
433     }
434 }
435
436 impl<T, A: Allocator> Vec<T, A> {
437     /// Constructs a new, empty `Vec<T, A>`.
438     ///
439     /// The vector will not allocate until elements are pushed onto it.
440     ///
441     /// # Examples
442     ///
443     /// ```
444     /// #![feature(allocator_api)]
445     ///
446     /// use std::alloc::System;
447     ///
448     /// # #[allow(unused_mut)]
449     /// let mut vec: Vec<i32, _> = Vec::new_in(System);
450     /// ```
451     #[inline]
452     #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")]
453     pub const fn new_in(alloc: A) -> Self {
454         Vec { buf: RawVec::new_in(alloc), len: 0 }
455     }
456
457     /// Constructs a new, empty `Vec<T, A>` with the specified capacity with the provided
458     /// allocator.
459     ///
460     /// The vector will be able to hold exactly `capacity` elements without
461     /// reallocating. If `capacity` is 0, the vector will not allocate.
462     ///
463     /// It is important to note that although the returned vector has the
464     /// *capacity* specified, the vector will have a zero *length*. For an
465     /// explanation of the difference between length and capacity, see
466     /// *[Capacity and reallocation]*.
467     ///
468     /// [Capacity and reallocation]: #capacity-and-reallocation
469     ///
470     /// # Examples
471     ///
472     /// ```
473     /// #![feature(allocator_api)]
474     ///
475     /// use std::alloc::System;
476     ///
477     /// let mut vec = Vec::with_capacity_in(10, System);
478     ///
479     /// // The vector contains no items, even though it has capacity for more
480     /// assert_eq!(vec.len(), 0);
481     /// assert_eq!(vec.capacity(), 10);
482     ///
483     /// // These are all done without reallocating...
484     /// for i in 0..10 {
485     ///     vec.push(i);
486     /// }
487     /// assert_eq!(vec.len(), 10);
488     /// assert_eq!(vec.capacity(), 10);
489     ///
490     /// // ...but this may make the vector reallocate
491     /// vec.push(11);
492     /// assert_eq!(vec.len(), 11);
493     /// assert!(vec.capacity() >= 11);
494     /// ```
495     #[inline]
496     #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")]
497     pub fn with_capacity_in(capacity: usize, alloc: A) -> Self {
498         Vec { buf: RawVec::with_capacity_in(capacity, alloc), len: 0 }
499     }
500
501     /// Creates a `Vec<T, A>` directly from the raw components of another vector.
502     ///
503     /// # Safety
504     ///
505     /// This is highly unsafe, due to the number of invariants that aren't
506     /// checked:
507     ///
508     /// * `ptr` needs to have been previously allocated via [`String`]/`Vec<T>`
509     ///   (at least, it's highly likely to be incorrect if it wasn't).
510     /// * `T` needs to have the same size and alignment as what `ptr` was allocated with.
511     ///   (`T` having a less strict alignment is not sufficient, the alignment really
512     ///   needs to be equal to satisfy the [`dealloc`] requirement that memory must be
513     ///   allocated and deallocated with the same layout.)
514     /// * `length` needs to be less than or equal to `capacity`.
515     /// * `capacity` needs to be the capacity that the pointer was allocated with.
516     ///
517     /// Violating these may cause problems like corrupting the allocator's
518     /// internal data structures. For example it is **not** safe
519     /// to build a `Vec<u8>` from a pointer to a C `char` array with length `size_t`.
520     /// It's also not safe to build one from a `Vec<u16>` and its length, because
521     /// the allocator cares about the alignment, and these two types have different
522     /// alignments. The buffer was allocated with alignment 2 (for `u16`), but after
523     /// turning it into a `Vec<u8>` it'll be deallocated with alignment 1.
524     ///
525     /// The ownership of `ptr` is effectively transferred to the
526     /// `Vec<T>` which may then deallocate, reallocate or change the
527     /// contents of memory pointed to by the pointer at will. Ensure
528     /// that nothing else uses the pointer after calling this
529     /// function.
530     ///
531     /// [`String`]: crate::string::String
532     /// [`dealloc`]: crate::alloc::GlobalAlloc::dealloc
533     ///
534     /// # Examples
535     ///
536     /// ```
537     /// #![feature(allocator_api)]
538     ///
539     /// use std::alloc::System;
540     ///
541     /// use std::ptr;
542     /// use std::mem;
543     ///
544     /// let mut v = Vec::with_capacity_in(3, System);
545     /// v.push(1);
546     /// v.push(2);
547     /// v.push(3);
548     ///
549     // FIXME Update this when vec_into_raw_parts is stabilized
550     /// // Prevent running `v`'s destructor so we are in complete control
551     /// // of the allocation.
552     /// let mut v = mem::ManuallyDrop::new(v);
553     ///
554     /// // Pull out the various important pieces of information about `v`
555     /// let p = v.as_mut_ptr();
556     /// let len = v.len();
557     /// let cap = v.capacity();
558     /// let alloc = v.allocator();
559     ///
560     /// unsafe {
561     ///     // Overwrite memory with 4, 5, 6
562     ///     for i in 0..len as isize {
563     ///         ptr::write(p.offset(i), 4 + i);
564     ///     }
565     ///
566     ///     // Put everything back together into a Vec
567     ///     let rebuilt = Vec::from_raw_parts_in(p, len, cap, alloc.clone());
568     ///     assert_eq!(rebuilt, [4, 5, 6]);
569     /// }
570     /// ```
571     #[inline]
572     #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")]
573     pub unsafe fn from_raw_parts_in(ptr: *mut T, length: usize, capacity: usize, alloc: A) -> Self {
574         unsafe { Vec { buf: RawVec::from_raw_parts_in(ptr, capacity, alloc), len: length } }
575     }
576
577     /// Decomposes a `Vec<T>` into its raw components.
578     ///
579     /// Returns the raw pointer to the underlying data, the length of
580     /// the vector (in elements), and the allocated capacity of the
581     /// data (in elements). These are the same arguments in the same
582     /// order as the arguments to [`from_raw_parts`].
583     ///
584     /// After calling this function, the caller is responsible for the
585     /// memory previously managed by the `Vec`. The only way to do
586     /// this is to convert the raw pointer, length, and capacity back
587     /// into a `Vec` with the [`from_raw_parts`] function, allowing
588     /// the destructor to perform the cleanup.
589     ///
590     /// [`from_raw_parts`]: Vec::from_raw_parts
591     ///
592     /// # Examples
593     ///
594     /// ```
595     /// #![feature(vec_into_raw_parts)]
596     /// let v: Vec<i32> = vec![-1, 0, 1];
597     ///
598     /// let (ptr, len, cap) = v.into_raw_parts();
599     ///
600     /// let rebuilt = unsafe {
601     ///     // We can now make changes to the components, such as
602     ///     // transmuting the raw pointer to a compatible type.
603     ///     let ptr = ptr as *mut u32;
604     ///
605     ///     Vec::from_raw_parts(ptr, len, cap)
606     /// };
607     /// assert_eq!(rebuilt, [4294967295, 0, 1]);
608     /// ```
609     #[unstable(feature = "vec_into_raw_parts", reason = "new API", issue = "65816")]
610     pub fn into_raw_parts(self) -> (*mut T, usize, usize) {
611         let mut me = ManuallyDrop::new(self);
612         (me.as_mut_ptr(), me.len(), me.capacity())
613     }
614
615     /// Decomposes a `Vec<T>` into its raw components.
616     ///
617     /// Returns the raw pointer to the underlying data, the length of the vector (in elements),
618     /// the allocated capacity of the data (in elements), and the allocator. These are the same
619     /// arguments in the same order as the arguments to [`from_raw_parts_in`].
620     ///
621     /// After calling this function, the caller is responsible for the
622     /// memory previously managed by the `Vec`. The only way to do
623     /// this is to convert the raw pointer, length, and capacity back
624     /// into a `Vec` with the [`from_raw_parts_in`] function, allowing
625     /// the destructor to perform the cleanup.
626     ///
627     /// [`from_raw_parts_in`]: Vec::from_raw_parts_in
628     ///
629     /// # Examples
630     ///
631     /// ```
632     /// #![feature(allocator_api, vec_into_raw_parts)]
633     ///
634     /// use std::alloc::System;
635     ///
636     /// let mut v: Vec<i32, System> = Vec::new_in(System);
637     /// v.push(-1);
638     /// v.push(0);
639     /// v.push(1);
640     ///
641     /// let (ptr, len, cap, alloc) = v.into_raw_parts_with_alloc();
642     ///
643     /// let rebuilt = unsafe {
644     ///     // We can now make changes to the components, such as
645     ///     // transmuting the raw pointer to a compatible type.
646     ///     let ptr = ptr as *mut u32;
647     ///
648     ///     Vec::from_raw_parts_in(ptr, len, cap, alloc)
649     /// };
650     /// assert_eq!(rebuilt, [4294967295, 0, 1]);
651     /// ```
652     #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")]
653     // #[unstable(feature = "vec_into_raw_parts", reason = "new API", issue = "65816")]
654     pub fn into_raw_parts_with_alloc(self) -> (*mut T, usize, usize, A) {
655         let mut me = ManuallyDrop::new(self);
656         let len = me.len();
657         let capacity = me.capacity();
658         let ptr = me.as_mut_ptr();
659         let alloc = unsafe { ptr::read(me.allocator()) };
660         (ptr, len, capacity, alloc)
661     }
662
663     /// Returns the number of elements the vector can hold without
664     /// reallocating.
665     ///
666     /// # Examples
667     ///
668     /// ```
669     /// let vec: Vec<i32> = Vec::with_capacity(10);
670     /// assert_eq!(vec.capacity(), 10);
671     /// ```
672     #[inline]
673     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
674     pub fn capacity(&self) -> usize {
675         self.buf.capacity()
676     }
677
678     /// Reserves capacity for at least `additional` more elements to be inserted
679     /// in the given `Vec<T>`. The collection may reserve more space to avoid
680     /// frequent reallocations. After calling `reserve`, capacity will be
681     /// greater than or equal to `self.len() + additional`. Does nothing if
682     /// capacity is already sufficient.
683     ///
684     /// # Panics
685     ///
686     /// Panics if the new capacity exceeds `isize::MAX` bytes.
687     ///
688     /// # Examples
689     ///
690     /// ```
691     /// let mut vec = vec![1];
692     /// vec.reserve(10);
693     /// assert!(vec.capacity() >= 11);
694     /// ```
695     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
696     pub fn reserve(&mut self, additional: usize) {
697         self.buf.reserve(self.len, additional);
698     }
699
700     /// Reserves the minimum capacity for exactly `additional` more elements to
701     /// be inserted in the given `Vec<T>`. After calling `reserve_exact`,
702     /// capacity will be greater than or equal to `self.len() + additional`.
703     /// Does nothing if the capacity is already sufficient.
704     ///
705     /// Note that the allocator may give the collection more space than it
706     /// requests. Therefore, capacity can not be relied upon to be precisely
707     /// minimal. Prefer `reserve` if future insertions are expected.
708     ///
709     /// # Panics
710     ///
711     /// Panics if the new capacity overflows `usize`.
712     ///
713     /// # Examples
714     ///
715     /// ```
716     /// let mut vec = vec![1];
717     /// vec.reserve_exact(10);
718     /// assert!(vec.capacity() >= 11);
719     /// ```
720     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
721     pub fn reserve_exact(&mut self, additional: usize) {
722         self.buf.reserve_exact(self.len, additional);
723     }
724
725     /// Tries to reserve capacity for at least `additional` more elements to be inserted
726     /// in the given `Vec<T>`. The collection may reserve more space to avoid
727     /// frequent reallocations. After calling `try_reserve`, capacity will be
728     /// greater than or equal to `self.len() + additional`. Does nothing if
729     /// capacity is already sufficient.
730     ///
731     /// # Errors
732     ///
733     /// If the capacity overflows, or the allocator reports a failure, then an error
734     /// is returned.
735     ///
736     /// # Examples
737     ///
738     /// ```
739     /// #![feature(try_reserve)]
740     /// use std::collections::TryReserveError;
741     ///
742     /// fn process_data(data: &[u32]) -> Result<Vec<u32>, TryReserveError> {
743     ///     let mut output = Vec::new();
744     ///
745     ///     // Pre-reserve the memory, exiting if we can't
746     ///     output.try_reserve(data.len())?;
747     ///
748     ///     // Now we know this can't OOM in the middle of our complex work
749     ///     output.extend(data.iter().map(|&val| {
750     ///         val * 2 + 5 // very complicated
751     ///     }));
752     ///
753     ///     Ok(output)
754     /// }
755     /// # process_data(&[1, 2, 3]).expect("why is the test harness OOMing on 12 bytes?");
756     /// ```
757     #[unstable(feature = "try_reserve", reason = "new API", issue = "48043")]
758     pub fn try_reserve(&mut self, additional: usize) -> Result<(), TryReserveError> {
759         self.buf.try_reserve(self.len, additional)
760     }
761
762     /// Tries to reserve the minimum capacity for exactly `additional`
763     /// elements to be inserted in the given `Vec<T>`. After calling
764     /// `try_reserve_exact`, capacity will be greater than or equal to
765     /// `self.len() + additional` if it returns `Ok(())`.
766     /// Does nothing if the capacity is already sufficient.
767     ///
768     /// Note that the allocator may give the collection more space than it
769     /// requests. Therefore, capacity can not be relied upon to be precisely
770     /// minimal. Prefer `reserve` if future insertions are expected.
771     ///
772     /// # Errors
773     ///
774     /// If the capacity overflows, or the allocator reports a failure, then an error
775     /// is returned.
776     ///
777     /// # Examples
778     ///
779     /// ```
780     /// #![feature(try_reserve)]
781     /// use std::collections::TryReserveError;
782     ///
783     /// fn process_data(data: &[u32]) -> Result<Vec<u32>, TryReserveError> {
784     ///     let mut output = Vec::new();
785     ///
786     ///     // Pre-reserve the memory, exiting if we can't
787     ///     output.try_reserve_exact(data.len())?;
788     ///
789     ///     // Now we know this can't OOM in the middle of our complex work
790     ///     output.extend(data.iter().map(|&val| {
791     ///         val * 2 + 5 // very complicated
792     ///     }));
793     ///
794     ///     Ok(output)
795     /// }
796     /// # process_data(&[1, 2, 3]).expect("why is the test harness OOMing on 12 bytes?");
797     /// ```
798     #[unstable(feature = "try_reserve", reason = "new API", issue = "48043")]
799     pub fn try_reserve_exact(&mut self, additional: usize) -> Result<(), TryReserveError> {
800         self.buf.try_reserve_exact(self.len, additional)
801     }
802
803     /// Shrinks the capacity of the vector as much as possible.
804     ///
805     /// It will drop down as close as possible to the length but the allocator
806     /// may still inform the vector that there is space for a few more elements.
807     ///
808     /// # Examples
809     ///
810     /// ```
811     /// let mut vec = Vec::with_capacity(10);
812     /// vec.extend([1, 2, 3].iter().cloned());
813     /// assert_eq!(vec.capacity(), 10);
814     /// vec.shrink_to_fit();
815     /// assert!(vec.capacity() >= 3);
816     /// ```
817     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
818     pub fn shrink_to_fit(&mut self) {
819         // The capacity is never less than the length, and there's nothing to do when
820         // they are equal, so we can avoid the panic case in `RawVec::shrink_to_fit`
821         // by only calling it with a greater capacity.
822         if self.capacity() > self.len {
823             self.buf.shrink_to_fit(self.len);
824         }
825     }
826
827     /// Shrinks the capacity of the vector with a lower bound.
828     ///
829     /// The capacity will remain at least as large as both the length
830     /// and the supplied value.
831     ///
832     /// # Panics
833     ///
834     /// Panics if the current capacity is smaller than the supplied
835     /// minimum capacity.
836     ///
837     /// # Examples
838     ///
839     /// ```
840     /// #![feature(shrink_to)]
841     /// let mut vec = Vec::with_capacity(10);
842     /// vec.extend([1, 2, 3].iter().cloned());
843     /// assert_eq!(vec.capacity(), 10);
844     /// vec.shrink_to(4);
845     /// assert!(vec.capacity() >= 4);
846     /// vec.shrink_to(0);
847     /// assert!(vec.capacity() >= 3);
848     /// ```
849     #[unstable(feature = "shrink_to", reason = "new API", issue = "56431")]
850     pub fn shrink_to(&mut self, min_capacity: usize) {
851         self.buf.shrink_to_fit(cmp::max(self.len, min_capacity));
852     }
853
854     /// Converts the vector into [`Box<[T]>`][owned slice].
855     ///
856     /// Note that this will drop any excess capacity.
857     ///
858     /// [owned slice]: Box
859     ///
860     /// # Examples
861     ///
862     /// ```
863     /// let v = vec![1, 2, 3];
864     ///
865     /// let slice = v.into_boxed_slice();
866     /// ```
867     ///
868     /// Any excess capacity is removed:
869     ///
870     /// ```
871     /// let mut vec = Vec::with_capacity(10);
872     /// vec.extend([1, 2, 3].iter().cloned());
873     ///
874     /// assert_eq!(vec.capacity(), 10);
875     /// let slice = vec.into_boxed_slice();
876     /// assert_eq!(slice.into_vec().capacity(), 3);
877     /// ```
878     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
879     pub fn into_boxed_slice(mut self) -> Box<[T], A> {
880         unsafe {
881             self.shrink_to_fit();
882             let me = ManuallyDrop::new(self);
883             let buf = ptr::read(&me.buf);
884             let len = me.len();
885             buf.into_box(len).assume_init()
886         }
887     }
888
889     /// Shortens the vector, keeping the first `len` elements and dropping
890     /// the rest.
891     ///
892     /// If `len` is greater than the vector's current length, this has no
893     /// effect.
894     ///
895     /// The [`drain`] method can emulate `truncate`, but causes the excess
896     /// elements to be returned instead of dropped.
897     ///
898     /// Note that this method has no effect on the allocated capacity
899     /// of the vector.
900     ///
901     /// # Examples
902     ///
903     /// Truncating a five element vector to two elements:
904     ///
905     /// ```
906     /// let mut vec = vec![1, 2, 3, 4, 5];
907     /// vec.truncate(2);
908     /// assert_eq!(vec, [1, 2]);
909     /// ```
910     ///
911     /// No truncation occurs when `len` is greater than the vector's current
912     /// length:
913     ///
914     /// ```
915     /// let mut vec = vec![1, 2, 3];
916     /// vec.truncate(8);
917     /// assert_eq!(vec, [1, 2, 3]);
918     /// ```
919     ///
920     /// Truncating when `len == 0` is equivalent to calling the [`clear`]
921     /// method.
922     ///
923     /// ```
924     /// let mut vec = vec![1, 2, 3];
925     /// vec.truncate(0);
926     /// assert_eq!(vec, []);
927     /// ```
928     ///
929     /// [`clear`]: Vec::clear
930     /// [`drain`]: Vec::drain
931     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
932     pub fn truncate(&mut self, len: usize) {
933         // This is safe because:
934         //
935         // * the slice passed to `drop_in_place` is valid; the `len > self.len`
936         //   case avoids creating an invalid slice, and
937         // * the `len` of the vector is shrunk before calling `drop_in_place`,
938         //   such that no value will be dropped twice in case `drop_in_place`
939         //   were to panic once (if it panics twice, the program aborts).
940         unsafe {
941             if len > self.len {
942                 return;
943             }
944             let remaining_len = self.len - len;
945             let s = ptr::slice_from_raw_parts_mut(self.as_mut_ptr().add(len), remaining_len);
946             self.len = len;
947             ptr::drop_in_place(s);
948         }
949     }
950
951     /// Extracts a slice containing the entire vector.
952     ///
953     /// Equivalent to `&s[..]`.
954     ///
955     /// # Examples
956     ///
957     /// ```
958     /// use std::io::{self, Write};
959     /// let buffer = vec![1, 2, 3, 5, 8];
960     /// io::sink().write(buffer.as_slice()).unwrap();
961     /// ```
962     #[inline]
963     #[stable(feature = "vec_as_slice", since = "1.7.0")]
964     pub fn as_slice(&self) -> &[T] {
965         self
966     }
967
968     /// Extracts a mutable slice of the entire vector.
969     ///
970     /// Equivalent to `&mut s[..]`.
971     ///
972     /// # Examples
973     ///
974     /// ```
975     /// use std::io::{self, Read};
976     /// let mut buffer = vec![0; 3];
977     /// io::repeat(0b101).read_exact(buffer.as_mut_slice()).unwrap();
978     /// ```
979     #[inline]
980     #[stable(feature = "vec_as_slice", since = "1.7.0")]
981     pub fn as_mut_slice(&mut self) -> &mut [T] {
982         self
983     }
984
985     /// Returns a raw pointer to the vector's buffer.
986     ///
987     /// The caller must ensure that the vector outlives the pointer this
988     /// function returns, or else it will end up pointing to garbage.
989     /// Modifying the vector may cause its buffer to be reallocated,
990     /// which would also make any pointers to it invalid.
991     ///
992     /// The caller must also ensure that the memory the pointer (non-transitively) points to
993     /// is never written to (except inside an `UnsafeCell`) using this pointer or any pointer
994     /// derived from it. If you need to mutate the contents of the slice, use [`as_mut_ptr`].
995     ///
996     /// # Examples
997     ///
998     /// ```
999     /// let x = vec![1, 2, 4];
1000     /// let x_ptr = x.as_ptr();
1001     ///
1002     /// unsafe {
1003     ///     for i in 0..x.len() {
1004     ///         assert_eq!(*x_ptr.add(i), 1 << i);
1005     ///     }
1006     /// }
1007     /// ```
1008     ///
1009     /// [`as_mut_ptr`]: Vec::as_mut_ptr
1010     #[stable(feature = "vec_as_ptr", since = "1.37.0")]
1011     #[inline]
1012     pub fn as_ptr(&self) -> *const T {
1013         // We shadow the slice method of the same name to avoid going through
1014         // `deref`, which creates an intermediate reference.
1015         let ptr = self.buf.ptr();
1016         unsafe {
1017             assume(!ptr.is_null());
1018         }
1019         ptr
1020     }
1021
1022     /// Returns an unsafe mutable pointer to the vector's buffer.
1023     ///
1024     /// The caller must ensure that the vector outlives the pointer this
1025     /// function returns, or else it will end up pointing to garbage.
1026     /// Modifying the vector may cause its buffer to be reallocated,
1027     /// which would also make any pointers to it invalid.
1028     ///
1029     /// # Examples
1030     ///
1031     /// ```
1032     /// // Allocate vector big enough for 4 elements.
1033     /// let size = 4;
1034     /// let mut x: Vec<i32> = Vec::with_capacity(size);
1035     /// let x_ptr = x.as_mut_ptr();
1036     ///
1037     /// // Initialize elements via raw pointer writes, then set length.
1038     /// unsafe {
1039     ///     for i in 0..size {
1040     ///         *x_ptr.add(i) = i as i32;
1041     ///     }
1042     ///     x.set_len(size);
1043     /// }
1044     /// assert_eq!(&*x, &[0, 1, 2, 3]);
1045     /// ```
1046     #[stable(feature = "vec_as_ptr", since = "1.37.0")]
1047     #[inline]
1048     pub fn as_mut_ptr(&mut self) -> *mut T {
1049         // We shadow the slice method of the same name to avoid going through
1050         // `deref_mut`, which creates an intermediate reference.
1051         let ptr = self.buf.ptr();
1052         unsafe {
1053             assume(!ptr.is_null());
1054         }
1055         ptr
1056     }
1057
1058     /// Returns a reference to the underlying allocator.
1059     #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")]
1060     #[inline]
1061     pub fn allocator(&self) -> &A {
1062         self.buf.allocator()
1063     }
1064
1065     /// Forces the length of the vector to `new_len`.
1066     ///
1067     /// This is a low-level operation that maintains none of the normal
1068     /// invariants of the type. Normally changing the length of a vector
1069     /// is done using one of the safe operations instead, such as
1070     /// [`truncate`], [`resize`], [`extend`], or [`clear`].
1071     ///
1072     /// [`truncate`]: Vec::truncate
1073     /// [`resize`]: Vec::resize
1074     /// [`extend`]: Extend::extend
1075     /// [`clear`]: Vec::clear
1076     ///
1077     /// # Safety
1078     ///
1079     /// - `new_len` must be less than or equal to [`capacity()`].
1080     /// - The elements at `old_len..new_len` must be initialized.
1081     ///
1082     /// [`capacity()`]: Vec::capacity
1083     ///
1084     /// # Examples
1085     ///
1086     /// This method can be useful for situations in which the vector
1087     /// is serving as a buffer for other code, particularly over FFI:
1088     ///
1089     /// ```no_run
1090     /// # #![allow(dead_code)]
1091     /// # // This is just a minimal skeleton for the doc example;
1092     /// # // don't use this as a starting point for a real library.
1093     /// # pub struct StreamWrapper { strm: *mut std::ffi::c_void }
1094     /// # const Z_OK: i32 = 0;
1095     /// # extern "C" {
1096     /// #     fn deflateGetDictionary(
1097     /// #         strm: *mut std::ffi::c_void,
1098     /// #         dictionary: *mut u8,
1099     /// #         dictLength: *mut usize,
1100     /// #     ) -> i32;
1101     /// # }
1102     /// # impl StreamWrapper {
1103     /// pub fn get_dictionary(&self) -> Option<Vec<u8>> {
1104     ///     // Per the FFI method's docs, "32768 bytes is always enough".
1105     ///     let mut dict = Vec::with_capacity(32_768);
1106     ///     let mut dict_length = 0;
1107     ///     // SAFETY: When `deflateGetDictionary` returns `Z_OK`, it holds that:
1108     ///     // 1. `dict_length` elements were initialized.
1109     ///     // 2. `dict_length` <= the capacity (32_768)
1110     ///     // which makes `set_len` safe to call.
1111     ///     unsafe {
1112     ///         // Make the FFI call...
1113     ///         let r = deflateGetDictionary(self.strm, dict.as_mut_ptr(), &mut dict_length);
1114     ///         if r == Z_OK {
1115     ///             // ...and update the length to what was initialized.
1116     ///             dict.set_len(dict_length);
1117     ///             Some(dict)
1118     ///         } else {
1119     ///             None
1120     ///         }
1121     ///     }
1122     /// }
1123     /// # }
1124     /// ```
1125     ///
1126     /// While the following example is sound, there is a memory leak since
1127     /// the inner vectors were not freed prior to the `set_len` call:
1128     ///
1129     /// ```
1130     /// let mut vec = vec![vec![1, 0, 0],
1131     ///                    vec![0, 1, 0],
1132     ///                    vec![0, 0, 1]];
1133     /// // SAFETY:
1134     /// // 1. `old_len..0` is empty so no elements need to be initialized.
1135     /// // 2. `0 <= capacity` always holds whatever `capacity` is.
1136     /// unsafe {
1137     ///     vec.set_len(0);
1138     /// }
1139     /// ```
1140     ///
1141     /// Normally, here, one would use [`clear`] instead to correctly drop
1142     /// the contents and thus not leak memory.
1143     #[inline]
1144     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1145     pub unsafe fn set_len(&mut self, new_len: usize) {
1146         debug_assert!(new_len <= self.capacity());
1147
1148         self.len = new_len;
1149     }
1150
1151     /// Removes an element from the vector and returns it.
1152     ///
1153     /// The removed element is replaced by the last element of the vector.
1154     ///
1155     /// This does not preserve ordering, but is O(1).
1156     ///
1157     /// # Panics
1158     ///
1159     /// Panics if `index` is out of bounds.
1160     ///
1161     /// # Examples
1162     ///
1163     /// ```
1164     /// let mut v = vec!["foo", "bar", "baz", "qux"];
1165     ///
1166     /// assert_eq!(v.swap_remove(1), "bar");
1167     /// assert_eq!(v, ["foo", "qux", "baz"]);
1168     ///
1169     /// assert_eq!(v.swap_remove(0), "foo");
1170     /// assert_eq!(v, ["baz", "qux"]);
1171     /// ```
1172     #[inline]
1173     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1174     pub fn swap_remove(&mut self, index: usize) -> T {
1175         #[cold]
1176         #[inline(never)]
1177         fn assert_failed(index: usize, len: usize) -> ! {
1178             panic!("swap_remove index (is {}) should be < len (is {})", index, len);
1179         }
1180
1181         let len = self.len();
1182         if index >= len {
1183             assert_failed(index, len);
1184         }
1185         unsafe {
1186             // We replace self[index] with the last element. Note that if the
1187             // bounds check above succeeds there must be a last element (which
1188             // can be self[index] itself).
1189             let last = ptr::read(self.as_ptr().add(len - 1));
1190             let hole = self.as_mut_ptr().add(index);
1191             self.set_len(len - 1);
1192             ptr::replace(hole, last)
1193         }
1194     }
1195
1196     /// Inserts an element at position `index` within the vector, shifting all
1197     /// elements after it to the right.
1198     ///
1199     /// # Panics
1200     ///
1201     /// Panics if `index > len`.
1202     ///
1203     /// # Examples
1204     ///
1205     /// ```
1206     /// let mut vec = vec![1, 2, 3];
1207     /// vec.insert(1, 4);
1208     /// assert_eq!(vec, [1, 4, 2, 3]);
1209     /// vec.insert(4, 5);
1210     /// assert_eq!(vec, [1, 4, 2, 3, 5]);
1211     /// ```
1212     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1213     pub fn insert(&mut self, index: usize, element: T) {
1214         #[cold]
1215         #[inline(never)]
1216         fn assert_failed(index: usize, len: usize) -> ! {
1217             panic!("insertion index (is {}) should be <= len (is {})", index, len);
1218         }
1219
1220         let len = self.len();
1221         if index > len {
1222             assert_failed(index, len);
1223         }
1224
1225         // space for the new element
1226         if len == self.buf.capacity() {
1227             self.reserve(1);
1228         }
1229
1230         unsafe {
1231             // infallible
1232             // The spot to put the new value
1233             {
1234                 let p = self.as_mut_ptr().add(index);
1235                 // Shift everything over to make space. (Duplicating the
1236                 // `index`th element into two consecutive places.)
1237                 ptr::copy(p, p.offset(1), len - index);
1238                 // Write it in, overwriting the first copy of the `index`th
1239                 // element.
1240                 ptr::write(p, element);
1241             }
1242             self.set_len(len + 1);
1243         }
1244     }
1245
1246     /// Removes and returns the element at position `index` within the vector,
1247     /// shifting all elements after it to the left.
1248     ///
1249     /// # Panics
1250     ///
1251     /// Panics if `index` is out of bounds.
1252     ///
1253     /// # Examples
1254     ///
1255     /// ```
1256     /// let mut v = vec![1, 2, 3];
1257     /// assert_eq!(v.remove(1), 2);
1258     /// assert_eq!(v, [1, 3]);
1259     /// ```
1260     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1261     pub fn remove(&mut self, index: usize) -> T {
1262         #[cold]
1263         #[inline(never)]
1264         fn assert_failed(index: usize, len: usize) -> ! {
1265             panic!("removal index (is {}) should be < len (is {})", index, len);
1266         }
1267
1268         let len = self.len();
1269         if index >= len {
1270             assert_failed(index, len);
1271         }
1272         unsafe {
1273             // infallible
1274             let ret;
1275             {
1276                 // the place we are taking from.
1277                 let ptr = self.as_mut_ptr().add(index);
1278                 // copy it out, unsafely having a copy of the value on
1279                 // the stack and in the vector at the same time.
1280                 ret = ptr::read(ptr);
1281
1282                 // Shift everything down to fill in that spot.
1283                 ptr::copy(ptr.offset(1), ptr, len - index - 1);
1284             }
1285             self.set_len(len - 1);
1286             ret
1287         }
1288     }
1289
1290     /// Retains only the elements specified by the predicate.
1291     ///
1292     /// In other words, remove all elements `e` such that `f(&e)` returns `false`.
1293     /// This method operates in place, visiting each element exactly once in the
1294     /// original order, and preserves the order of the retained elements.
1295     ///
1296     /// # Examples
1297     ///
1298     /// ```
1299     /// let mut vec = vec![1, 2, 3, 4];
1300     /// vec.retain(|&x| x % 2 == 0);
1301     /// assert_eq!(vec, [2, 4]);
1302     /// ```
1303     ///
1304     /// The exact order may be useful for tracking external state, like an index.
1305     ///
1306     /// ```
1307     /// let mut vec = vec![1, 2, 3, 4, 5];
1308     /// let keep = [false, true, true, false, true];
1309     /// let mut i = 0;
1310     /// vec.retain(|_| (keep[i], i += 1).0);
1311     /// assert_eq!(vec, [2, 3, 5]);
1312     /// ```
1313     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1314     pub fn retain<F>(&mut self, mut f: F)
1315     where
1316         F: FnMut(&T) -> bool,
1317     {
1318         let len = self.len();
1319         let mut del = 0;
1320         {
1321             let v = &mut **self;
1322
1323             for i in 0..len {
1324                 if !f(&v[i]) {
1325                     del += 1;
1326                 } else if del > 0 {
1327                     v.swap(i - del, i);
1328                 }
1329             }
1330         }
1331         if del > 0 {
1332             self.truncate(len - del);
1333         }
1334     }
1335
1336     /// Removes all but the first of consecutive elements in the vector that resolve to the same
1337     /// key.
1338     ///
1339     /// If the vector is sorted, this removes all duplicates.
1340     ///
1341     /// # Examples
1342     ///
1343     /// ```
1344     /// let mut vec = vec![10, 20, 21, 30, 20];
1345     ///
1346     /// vec.dedup_by_key(|i| *i / 10);
1347     ///
1348     /// assert_eq!(vec, [10, 20, 30, 20]);
1349     /// ```
1350     #[stable(feature = "dedup_by", since = "1.16.0")]
1351     #[inline]
1352     pub fn dedup_by_key<F, K>(&mut self, mut key: F)
1353     where
1354         F: FnMut(&mut T) -> K,
1355         K: PartialEq,
1356     {
1357         self.dedup_by(|a, b| key(a) == key(b))
1358     }
1359
1360     /// Removes all but the first of consecutive elements in the vector satisfying a given equality
1361     /// relation.
1362     ///
1363     /// The `same_bucket` function is passed references to two elements from the vector and
1364     /// must determine if the elements compare equal. The elements are passed in opposite order
1365     /// from their order in the slice, so if `same_bucket(a, b)` returns `true`, `a` is removed.
1366     ///
1367     /// If the vector is sorted, this removes all duplicates.
1368     ///
1369     /// # Examples
1370     ///
1371     /// ```
1372     /// let mut vec = vec!["foo", "bar", "Bar", "baz", "bar"];
1373     ///
1374     /// vec.dedup_by(|a, b| a.eq_ignore_ascii_case(b));
1375     ///
1376     /// assert_eq!(vec, ["foo", "bar", "baz", "bar"]);
1377     /// ```
1378     #[stable(feature = "dedup_by", since = "1.16.0")]
1379     pub fn dedup_by<F>(&mut self, same_bucket: F)
1380     where
1381         F: FnMut(&mut T, &mut T) -> bool,
1382     {
1383         let len = {
1384             let (dedup, _) = self.as_mut_slice().partition_dedup_by(same_bucket);
1385             dedup.len()
1386         };
1387         self.truncate(len);
1388     }
1389
1390     /// Appends an element to the back of a collection.
1391     ///
1392     /// # Panics
1393     ///
1394     /// Panics if the new capacity exceeds `isize::MAX` bytes.
1395     ///
1396     /// # Examples
1397     ///
1398     /// ```
1399     /// let mut vec = vec![1, 2];
1400     /// vec.push(3);
1401     /// assert_eq!(vec, [1, 2, 3]);
1402     /// ```
1403     #[inline]
1404     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1405     pub fn push(&mut self, value: T) {
1406         // This will panic or abort if we would allocate > isize::MAX bytes
1407         // or if the length increment would overflow for zero-sized types.
1408         if self.len == self.buf.capacity() {
1409             self.reserve(1);
1410         }
1411         unsafe {
1412             let end = self.as_mut_ptr().add(self.len);
1413             ptr::write(end, value);
1414             self.len += 1;
1415         }
1416     }
1417
1418     /// Removes the last element from a vector and returns it, or [`None`] if it
1419     /// is empty.
1420     ///
1421     /// # Examples
1422     ///
1423     /// ```
1424     /// let mut vec = vec![1, 2, 3];
1425     /// assert_eq!(vec.pop(), Some(3));
1426     /// assert_eq!(vec, [1, 2]);
1427     /// ```
1428     #[inline]
1429     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1430     pub fn pop(&mut self) -> Option<T> {
1431         if self.len == 0 {
1432             None
1433         } else {
1434             unsafe {
1435                 self.len -= 1;
1436                 Some(ptr::read(self.as_ptr().add(self.len())))
1437             }
1438         }
1439     }
1440
1441     /// Moves all the elements of `other` into `Self`, leaving `other` empty.
1442     ///
1443     /// # Panics
1444     ///
1445     /// Panics if the number of elements in the vector overflows a `usize`.
1446     ///
1447     /// # Examples
1448     ///
1449     /// ```
1450     /// let mut vec = vec![1, 2, 3];
1451     /// let mut vec2 = vec![4, 5, 6];
1452     /// vec.append(&mut vec2);
1453     /// assert_eq!(vec, [1, 2, 3, 4, 5, 6]);
1454     /// assert_eq!(vec2, []);
1455     /// ```
1456     #[inline]
1457     #[stable(feature = "append", since = "1.4.0")]
1458     pub fn append(&mut self, other: &mut Self) {
1459         unsafe {
1460             self.append_elements(other.as_slice() as _);
1461             other.set_len(0);
1462         }
1463     }
1464
1465     /// Appends elements to `Self` from other buffer.
1466     #[inline]
1467     unsafe fn append_elements(&mut self, other: *const [T]) {
1468         let count = unsafe { (*other).len() };
1469         self.reserve(count);
1470         let len = self.len();
1471         unsafe { ptr::copy_nonoverlapping(other as *const T, self.as_mut_ptr().add(len), count) };
1472         self.len += count;
1473     }
1474
1475     /// Creates a draining iterator that removes the specified range in the vector
1476     /// and yields the removed items.
1477     ///
1478     /// When the iterator **is** dropped, all elements in the range are removed
1479     /// from the vector, even if the iterator was not fully consumed. If the
1480     /// iterator **is not** dropped (with [`mem::forget`] for example), it is
1481     /// unspecified how many elements are removed.
1482     ///
1483     /// # Panics
1484     ///
1485     /// Panics if the starting point is greater than the end point or if
1486     /// the end point is greater than the length of the vector.
1487     ///
1488     /// # Examples
1489     ///
1490     /// ```
1491     /// let mut v = vec![1, 2, 3];
1492     /// let u: Vec<_> = v.drain(1..).collect();
1493     /// assert_eq!(v, &[1]);
1494     /// assert_eq!(u, &[2, 3]);
1495     ///
1496     /// // A full range clears the vector
1497     /// v.drain(..);
1498     /// assert_eq!(v, &[]);
1499     /// ```
1500     #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
1501     pub fn drain<R>(&mut self, range: R) -> Drain<'_, T, A>
1502     where
1503         R: RangeBounds<usize>,
1504     {
1505         // Memory safety
1506         //
1507         // When the Drain is first created, it shortens the length of
1508         // the source vector to make sure no uninitialized or moved-from elements
1509         // are accessible at all if the Drain's destructor never gets to run.
1510         //
1511         // Drain will ptr::read out the values to remove.
1512         // When finished, remaining tail of the vec is copied back to cover
1513         // the hole, and the vector length is restored to the new length.
1514         //
1515         let len = self.len();
1516         let Range { start, end } = range.assert_len(len);
1517
1518         unsafe {
1519             // set self.vec length's to start, to be safe in case Drain is leaked
1520             self.set_len(start);
1521             // Use the borrow in the IterMut to indicate borrowing behavior of the
1522             // whole Drain iterator (like &mut T).
1523             let range_slice = slice::from_raw_parts_mut(self.as_mut_ptr().add(start), end - start);
1524             Drain {
1525                 tail_start: end,
1526                 tail_len: len - end,
1527                 iter: range_slice.iter(),
1528                 vec: NonNull::from(self),
1529             }
1530         }
1531     }
1532
1533     /// Clears the vector, removing all values.
1534     ///
1535     /// Note that this method has no effect on the allocated capacity
1536     /// of the vector.
1537     ///
1538     /// # Examples
1539     ///
1540     /// ```
1541     /// let mut v = vec![1, 2, 3];
1542     ///
1543     /// v.clear();
1544     ///
1545     /// assert!(v.is_empty());
1546     /// ```
1547     #[inline]
1548     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1549     pub fn clear(&mut self) {
1550         self.truncate(0)
1551     }
1552
1553     /// Returns the number of elements in the vector, also referred to
1554     /// as its 'length'.
1555     ///
1556     /// # Examples
1557     ///
1558     /// ```
1559     /// let a = vec![1, 2, 3];
1560     /// assert_eq!(a.len(), 3);
1561     /// ```
1562     #[inline]
1563     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1564     pub fn len(&self) -> usize {
1565         self.len
1566     }
1567
1568     /// Returns `true` if the vector contains no elements.
1569     ///
1570     /// # Examples
1571     ///
1572     /// ```
1573     /// let mut v = Vec::new();
1574     /// assert!(v.is_empty());
1575     ///
1576     /// v.push(1);
1577     /// assert!(!v.is_empty());
1578     /// ```
1579     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1580     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1581         self.len() == 0
1582     }
1583
1584     /// Splits the collection into two at the given index.
1585     ///
1586     /// Returns a newly allocated vector containing the elements in the range
1587     /// `[at, len)`. After the call, the original vector will be left containing
1588     /// the elements `[0, at)` with its previous capacity unchanged.
1589     ///
1590     /// # Panics
1591     ///
1592     /// Panics if `at > len`.
1593     ///
1594     /// # Examples
1595     ///
1596     /// ```
1597     /// let mut vec = vec![1, 2, 3];
1598     /// let vec2 = vec.split_off(1);
1599     /// assert_eq!(vec, [1]);
1600     /// assert_eq!(vec2, [2, 3]);
1601     /// ```
1602     #[inline]
1603     #[must_use = "use `.truncate()` if you don't need the other half"]
1604     #[stable(feature = "split_off", since = "1.4.0")]
1605     pub fn split_off(&mut self, at: usize) -> Self
1606     where
1607         A: Clone,
1608     {
1609         #[cold]
1610         #[inline(never)]
1611         fn assert_failed(at: usize, len: usize) -> ! {
1612             panic!("`at` split index (is {}) should be <= len (is {})", at, len);
1613         }
1614
1615         if at > self.len() {
1616             assert_failed(at, self.len());
1617         }
1618
1619         if at == 0 {
1620             // the new vector can take over the original buffer and avoid the copy
1621             return mem::replace(
1622                 self,
1623                 Vec::with_capacity_in(self.capacity(), self.allocator().clone()),
1624             );
1625         }
1626
1627         let other_len = self.len - at;
1628         let mut other = Vec::with_capacity_in(other_len, self.allocator().clone());
1629
1630         // Unsafely `set_len` and copy items to `other`.
1631         unsafe {
1632             self.set_len(at);
1633             other.set_len(other_len);
1634
1635             ptr::copy_nonoverlapping(self.as_ptr().add(at), other.as_mut_ptr(), other.len());
1636         }
1637         other
1638     }
1639
1640     /// Resizes the `Vec` in-place so that `len` is equal to `new_len`.
1641     ///
1642     /// If `new_len` is greater than `len`, the `Vec` is extended by the
1643     /// difference, with each additional slot filled with the result of
1644     /// calling the closure `f`. The return values from `f` will end up
1645     /// in the `Vec` in the order they have been generated.
1646     ///
1647     /// If `new_len` is less than `len`, the `Vec` is simply truncated.
1648     ///
1649     /// This method uses a closure to create new values on every push. If
1650     /// you'd rather [`Clone`] a given value, use [`Vec::resize`]. If you
1651     /// want to use the [`Default`] trait to generate values, you can
1652     /// pass [`Default::default`] as the second argument.
1653     ///
1654     /// # Examples
1655     ///
1656     /// ```
1657     /// let mut vec = vec![1, 2, 3];
1658     /// vec.resize_with(5, Default::default);
1659     /// assert_eq!(vec, [1, 2, 3, 0, 0]);
1660     ///
1661     /// let mut vec = vec![];
1662     /// let mut p = 1;
1663     /// vec.resize_with(4, || { p *= 2; p });
1664     /// assert_eq!(vec, [2, 4, 8, 16]);
1665     /// ```
1666     #[stable(feature = "vec_resize_with", since = "1.33.0")]
1667     pub fn resize_with<F>(&mut self, new_len: usize, f: F)
1668     where
1669         F: FnMut() -> T,
1670     {
1671         let len = self.len();
1672         if new_len > len {
1673             self.extend_with(new_len - len, ExtendFunc(f));
1674         } else {
1675             self.truncate(new_len);
1676         }
1677     }
1678
1679     /// Consumes and leaks the `Vec`, returning a mutable reference to the contents,
1680     /// `&'a mut [T]`. Note that the type `T` must outlive the chosen lifetime
1681     /// `'a`. If the type has only static references, or none at all, then this
1682     /// may be chosen to be `'static`.
1683     ///
1684     /// This function is similar to the [`leak`][Box::leak] function on [`Box`]
1685     /// except that there is no way to recover the leaked memory.
1686     ///
1687     /// This function is mainly useful for data that lives for the remainder of
1688     /// the program's life. Dropping the returned reference will cause a memory
1689     /// leak.
1690     ///
1691     /// # Examples
1692     ///
1693     /// Simple usage:
1694     ///
1695     /// ```
1696     /// let x = vec![1, 2, 3];
1697     /// let static_ref: &'static mut [usize] = x.leak();
1698     /// static_ref[0] += 1;
1699     /// assert_eq!(static_ref, &[2, 2, 3]);
1700     /// ```
1701     #[stable(feature = "vec_leak", since = "1.47.0")]
1702     #[inline]
1703     pub fn leak<'a>(self) -> &'a mut [T]
1704     where
1705         A: 'a,
1706     {
1707         Box::leak(self.into_boxed_slice())
1708     }
1709
1710     /// Returns the remaining spare capacity of the vector as a slice of
1711     /// `MaybeUninit<T>`.
1712     ///
1713     /// The returned slice can be used to fill the vector with data (e.g. by
1714     /// reading from a file) before marking the data as initialized using the
1715     /// [`set_len`] method.
1716     ///
1717     /// [`set_len`]: Vec::set_len
1718     ///
1719     /// # Examples
1720     ///
1721     /// ```
1722     /// #![feature(vec_spare_capacity, maybe_uninit_extra)]
1723     ///
1724     /// // Allocate vector big enough for 10 elements.
1725     /// let mut v = Vec::with_capacity(10);
1726     ///
1727     /// // Fill in the first 3 elements.
1728     /// let uninit = v.spare_capacity_mut();
1729     /// uninit[0].write(0);
1730     /// uninit[1].write(1);
1731     /// uninit[2].write(2);
1732     ///
1733     /// // Mark the first 3 elements of the vector as being initialized.
1734     /// unsafe {
1735     ///     v.set_len(3);
1736     /// }
1737     ///
1738     /// assert_eq!(&v, &[0, 1, 2]);
1739     /// ```
1740     #[unstable(feature = "vec_spare_capacity", issue = "75017")]
1741     #[inline]
1742     pub fn spare_capacity_mut(&mut self) -> &mut [MaybeUninit<T>] {
1743         unsafe {
1744             slice::from_raw_parts_mut(
1745                 self.as_mut_ptr().add(self.len) as *mut MaybeUninit<T>,
1746                 self.buf.capacity() - self.len,
1747             )
1748         }
1749     }
1750 }
1751
1752 impl<T: Clone, A: Allocator> Vec<T, A> {
1753     /// Resizes the `Vec` in-place so that `len` is equal to `new_len`.
1754     ///
1755     /// If `new_len` is greater than `len`, the `Vec` is extended by the
1756     /// difference, with each additional slot filled with `value`.
1757     /// If `new_len` is less than `len`, the `Vec` is simply truncated.
1758     ///
1759     /// This method requires `T` to implement [`Clone`],
1760     /// in order to be able to clone the passed value.
1761     /// If you need more flexibility (or want to rely on [`Default`] instead of
1762     /// [`Clone`]), use [`Vec::resize_with`].
1763     ///
1764     /// # Examples
1765     ///
1766     /// ```
1767     /// let mut vec = vec!["hello"];
1768     /// vec.resize(3, "world");
1769     /// assert_eq!(vec, ["hello", "world", "world"]);
1770     ///
1771     /// let mut vec = vec![1, 2, 3, 4];
1772     /// vec.resize(2, 0);
1773     /// assert_eq!(vec, [1, 2]);
1774     /// ```
1775     #[stable(feature = "vec_resize", since = "1.5.0")]
1776     pub fn resize(&mut self, new_len: usize, value: T) {
1777         let len = self.len();
1778
1779         if new_len > len {
1780             self.extend_with(new_len - len, ExtendElement(value))
1781         } else {
1782             self.truncate(new_len);
1783         }
1784     }
1785
1786     /// Clones and appends all elements in a slice to the `Vec`.
1787     ///
1788     /// Iterates over the slice `other`, clones each element, and then appends
1789     /// it to this `Vec`. The `other` vector is traversed in-order.
1790     ///
1791     /// Note that this function is same as [`extend`] except that it is
1792     /// specialized to work with slices instead. If and when Rust gets
1793     /// specialization this function will likely be deprecated (but still
1794     /// available).
1795     ///
1796     /// # Examples
1797     ///
1798     /// ```
1799     /// let mut vec = vec![1];
1800     /// vec.extend_from_slice(&[2, 3, 4]);
1801     /// assert_eq!(vec, [1, 2, 3, 4]);
1802     /// ```
1803     ///
1804     /// [`extend`]: Vec::extend
1805     #[stable(feature = "vec_extend_from_slice", since = "1.6.0")]
1806     pub fn extend_from_slice(&mut self, other: &[T]) {
1807         self.spec_extend(other.iter())
1808     }
1809 }
1810
1811 // This code generalizes `extend_with_{element,default}`.
1812 trait ExtendWith<T> {
1813     fn next(&mut self) -> T;
1814     fn last(self) -> T;
1815 }
1816
1817 struct ExtendElement<T>(T);
1818 impl<T: Clone> ExtendWith<T> for ExtendElement<T> {
1819     fn next(&mut self) -> T {
1820         self.0.clone()
1821     }
1822     fn last(self) -> T {
1823         self.0
1824     }
1825 }
1826
1827 struct ExtendDefault;
1828 impl<T: Default> ExtendWith<T> for ExtendDefault {
1829     fn next(&mut self) -> T {
1830         Default::default()
1831     }
1832     fn last(self) -> T {
1833         Default::default()
1834     }
1835 }
1836
1837 struct ExtendFunc<F>(F);
1838 impl<T, F: FnMut() -> T> ExtendWith<T> for ExtendFunc<F> {
1839     fn next(&mut self) -> T {
1840         (self.0)()
1841     }
1842     fn last(mut self) -> T {
1843         (self.0)()
1844     }
1845 }
1846
1847 impl<T, A: Allocator> Vec<T, A> {
1848     /// Extend the vector by `n` values, using the given generator.
1849     fn extend_with<E: ExtendWith<T>>(&mut self, n: usize, mut value: E) {
1850         self.reserve(n);
1851
1852         unsafe {
1853             let mut ptr = self.as_mut_ptr().add(self.len());
1854             // Use SetLenOnDrop to work around bug where compiler
1855             // may not realize the store through `ptr` through self.set_len()
1856             // don't alias.
1857             let mut local_len = SetLenOnDrop::new(&mut self.len);
1858
1859             // Write all elements except the last one
1860             for _ in 1..n {
1861                 ptr::write(ptr, value.next());
1862                 ptr = ptr.offset(1);
1863                 // Increment the length in every step in case next() panics
1864                 local_len.increment_len(1);
1865             }
1866
1867             if n > 0 {
1868                 // We can write the last element directly without cloning needlessly
1869                 ptr::write(ptr, value.last());
1870                 local_len.increment_len(1);
1871             }
1872
1873             // len set by scope guard
1874         }
1875     }
1876 }
1877
1878 // Set the length of the vec when the `SetLenOnDrop` value goes out of scope.
1879 //
1880 // The idea is: The length field in SetLenOnDrop is a local variable
1881 // that the optimizer will see does not alias with any stores through the Vec's data
1882 // pointer. This is a workaround for alias analysis issue #32155
1883 struct SetLenOnDrop<'a> {
1884     len: &'a mut usize,
1885     local_len: usize,
1886 }
1887
1888 impl<'a> SetLenOnDrop<'a> {
1889     #[inline]
1890     fn new(len: &'a mut usize) -> Self {
1891         SetLenOnDrop { local_len: *len, len }
1892     }
1893
1894     #[inline]
1895     fn increment_len(&mut self, increment: usize) {
1896         self.local_len += increment;
1897     }
1898 }
1899
1900 impl Drop for SetLenOnDrop<'_> {
1901     #[inline]
1902     fn drop(&mut self) {
1903         *self.len = self.local_len;
1904     }
1905 }
1906
1907 impl<T: PartialEq, A: Allocator> Vec<T, A> {
1908     /// Removes consecutive repeated elements in the vector according to the
1909     /// [`PartialEq`] trait implementation.
1910     ///
1911     /// If the vector is sorted, this removes all duplicates.
1912     ///
1913     /// # Examples
1914     ///
1915     /// ```
1916     /// let mut vec = vec![1, 2, 2, 3, 2];
1917     ///
1918     /// vec.dedup();
1919     ///
1920     /// assert_eq!(vec, [1, 2, 3, 2]);
1921     /// ```
1922     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1923     #[inline]
1924     pub fn dedup(&mut self) {
1925         self.dedup_by(|a, b| a == b)
1926     }
1927 }
1928
1929 impl<T, A: Allocator> Vec<T, A> {
1930     /// Removes the first instance of `item` from the vector if the item exists.
1931     ///
1932     /// This method will be removed soon.
1933     #[unstable(feature = "vec_remove_item", reason = "recently added", issue = "40062")]
1934     #[rustc_deprecated(
1935         reason = "Removing the first item equal to a needle is already easily possible \
1936             with iterators and the current Vec methods. Furthermore, having a method for \
1937             one particular case of removal (linear search, only the first item, no swap remove) \
1938             but not for others is inconsistent. This method will be removed soon.",
1939         since = "1.46.0"
1940     )]
1941     pub fn remove_item<V>(&mut self, item: &V) -> Option<T>
1942     where
1943         T: PartialEq<V>,
1944     {
1945         let pos = self.iter().position(|x| *x == *item)?;
1946         Some(self.remove(pos))
1947     }
1948 }
1949
1950 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1951 // Internal methods and functions
1952 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1953
1954 #[doc(hidden)]
1955 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1956 pub fn from_elem<T: Clone>(elem: T, n: usize) -> Vec<T> {
1957     <T as SpecFromElem>::from_elem(elem, n, Global)
1958 }
1959
1960 #[doc(hidden)]
1961 #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")]
1962 pub fn from_elem_in<T: Clone, A: Allocator>(elem: T, n: usize, alloc: A) -> Vec<T, A> {
1963     <T as SpecFromElem>::from_elem(elem, n, alloc)
1964 }
1965
1966 // Specialization trait used for Vec::from_elem
1967 trait SpecFromElem: Sized {
1968     fn from_elem<A: Allocator>(elem: Self, n: usize, alloc: A) -> Vec<Self, A>;
1969 }
1970
1971 impl<T: Clone> SpecFromElem for T {
1972     default fn from_elem<A: Allocator>(elem: Self, n: usize, alloc: A) -> Vec<Self, A> {
1973         let mut v = Vec::with_capacity_in(n, alloc);
1974         v.extend_with(n, ExtendElement(elem));
1975         v
1976     }
1977 }
1978
1979 impl SpecFromElem for i8 {
1980     #[inline]
1981     fn from_elem<A: Allocator>(elem: i8, n: usize, alloc: A) -> Vec<i8, A> {
1982         if elem == 0 {
1983             return Vec { buf: RawVec::with_capacity_zeroed_in(n, alloc), len: n };
1984         }
1985         unsafe {
1986             let mut v = Vec::with_capacity_in(n, alloc);
1987             ptr::write_bytes(v.as_mut_ptr(), elem as u8, n);
1988             v.set_len(n);
1989             v
1990         }
1991     }
1992 }
1993
1994 impl SpecFromElem for u8 {
1995     #[inline]
1996     fn from_elem<A: Allocator>(elem: u8, n: usize, alloc: A) -> Vec<u8, A> {
1997         if elem == 0 {
1998             return Vec { buf: RawVec::with_capacity_zeroed_in(n, alloc), len: n };
1999         }
2000         unsafe {
2001             let mut v = Vec::with_capacity_in(n, alloc);
2002             ptr::write_bytes(v.as_mut_ptr(), elem, n);
2003             v.set_len(n);
2004             v
2005         }
2006     }
2007 }
2008
2009 impl<T: Clone + IsZero> SpecFromElem for T {
2010     #[inline]
2011     fn from_elem<A: Allocator>(elem: T, n: usize, alloc: A) -> Vec<T, A> {
2012         if elem.is_zero() {
2013             return Vec { buf: RawVec::with_capacity_zeroed_in(n, alloc), len: n };
2014         }
2015         let mut v = Vec::with_capacity_in(n, alloc);
2016         v.extend_with(n, ExtendElement(elem));
2017         v
2018     }
2019 }
2020
2021 #[rustc_specialization_trait]
2022 unsafe trait IsZero {
2023     /// Whether this value is zero
2024     fn is_zero(&self) -> bool;
2025 }
2026
2027 macro_rules! impl_is_zero {
2028     ($t:ty, $is_zero:expr) => {
2029         unsafe impl IsZero for $t {
2030             #[inline]
2031             fn is_zero(&self) -> bool {
2032                 $is_zero(*self)
2033             }
2034         }
2035     };
2036 }
2037
2038 impl_is_zero!(i16, |x| x == 0);
2039 impl_is_zero!(i32, |x| x == 0);
2040 impl_is_zero!(i64, |x| x == 0);
2041 impl_is_zero!(i128, |x| x == 0);
2042 impl_is_zero!(isize, |x| x == 0);
2043
2044 impl_is_zero!(u16, |x| x == 0);
2045 impl_is_zero!(u32, |x| x == 0);
2046 impl_is_zero!(u64, |x| x == 0);
2047 impl_is_zero!(u128, |x| x == 0);
2048 impl_is_zero!(usize, |x| x == 0);
2049
2050 impl_is_zero!(bool, |x| x == false);
2051 impl_is_zero!(char, |x| x == '\0');
2052
2053 impl_is_zero!(f32, |x: f32| x.to_bits() == 0);
2054 impl_is_zero!(f64, |x: f64| x.to_bits() == 0);
2055
2056 unsafe impl<T> IsZero for *const T {
2057     #[inline]
2058     fn is_zero(&self) -> bool {
2059         (*self).is_null()
2060     }
2061 }
2062
2063 unsafe impl<T> IsZero for *mut T {
2064     #[inline]
2065     fn is_zero(&self) -> bool {
2066         (*self).is_null()
2067     }
2068 }
2069
2070 // `Option<&T>` and `Option<Box<T>>` are guaranteed to represent `None` as null.
2071 // For fat pointers, the bytes that would be the pointer metadata in the `Some`
2072 // variant are padding in the `None` variant, so ignoring them and
2073 // zero-initializing instead is ok.
2074 // `Option<&mut T>` never implements `Clone`, so there's no need for an impl of
2075 // `SpecFromElem`.
2076
2077 unsafe impl<T: ?Sized> IsZero for Option<&T> {
2078     #[inline]
2079     fn is_zero(&self) -> bool {
2080         self.is_none()
2081     }
2082 }
2083
2084 unsafe impl<T: ?Sized> IsZero for Option<Box<T>> {
2085     #[inline]
2086     fn is_zero(&self) -> bool {
2087         self.is_none()
2088     }
2089 }
2090
2091 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2092 // Common trait implementations for Vec
2093 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2094
2095 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2096 impl<T, A: Allocator> ops::Deref for Vec<T, A> {
2097     type Target = [T];
2098
2099     fn deref(&self) -> &[T] {
2100         unsafe { slice::from_raw_parts(self.as_ptr(), self.len) }
2101     }
2102 }
2103
2104 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2105 impl<T, A: Allocator> ops::DerefMut for Vec<T, A> {
2106     fn deref_mut(&mut self) -> &mut [T] {
2107         unsafe { slice::from_raw_parts_mut(self.as_mut_ptr(), self.len) }
2108     }
2109 }
2110
2111 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2112 impl<T: Clone, A: Allocator + Clone> Clone for Vec<T, A> {
2113     #[cfg(not(test))]
2114     fn clone(&self) -> Self {
2115         let alloc = self.allocator().clone();
2116         <[T]>::to_vec_in(&**self, alloc)
2117     }
2118
2119     // HACK(japaric): with cfg(test) the inherent `[T]::to_vec` method, which is
2120     // required for this method definition, is not available. Instead use the
2121     // `slice::to_vec`  function which is only available with cfg(test)
2122     // NB see the slice::hack module in slice.rs for more information
2123     #[cfg(test)]
2124     fn clone(&self) -> Self {
2125         let alloc = self.allocator().clone();
2126         crate::slice::to_vec(&**self, alloc)
2127     }
2128
2129     fn clone_from(&mut self, other: &Self) {
2130         // drop anything that will not be overwritten
2131         self.truncate(other.len());
2132
2133         // self.len <= other.len due to the truncate above, so the
2134         // slices here are always in-bounds.
2135         let (init, tail) = other.split_at(self.len());
2136
2137         // reuse the contained values' allocations/resources.
2138         self.clone_from_slice(init);
2139         self.extend_from_slice(tail);
2140     }
2141 }
2142
2143 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2144 impl<T: Hash, A: Allocator> Hash for Vec<T, A> {
2145     #[inline]
2146     fn hash<H: Hasher>(&self, state: &mut H) {
2147         Hash::hash(&**self, state)
2148     }
2149 }
2150
2151 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2152 #[rustc_on_unimplemented(
2153     message = "vector indices are of type `usize` or ranges of `usize`",
2154     label = "vector indices are of type `usize` or ranges of `usize`"
2155 )]
2156 impl<T, I: SliceIndex<[T]>, A: Allocator> Index<I> for Vec<T, A> {
2157     type Output = I::Output;
2158
2159     #[inline]
2160     fn index(&self, index: I) -> &Self::Output {
2161         Index::index(&**self, index)
2162     }
2163 }
2164
2165 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2166 #[rustc_on_unimplemented(
2167     message = "vector indices are of type `usize` or ranges of `usize`",
2168     label = "vector indices are of type `usize` or ranges of `usize`"
2169 )]
2170 impl<T, I: SliceIndex<[T]>, A: Allocator> IndexMut<I> for Vec<T, A> {
2171     #[inline]
2172     fn index_mut(&mut self, index: I) -> &mut Self::Output {
2173         IndexMut::index_mut(&mut **self, index)
2174     }
2175 }
2176
2177 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2178 impl<T> FromIterator<T> for Vec<T> {
2179     #[inline]
2180     fn from_iter<I: IntoIterator<Item = T>>(iter: I) -> Vec<T> {
2181         <Self as SpecFromIter<T, I::IntoIter>>::from_iter(iter.into_iter())
2182     }
2183 }
2184
2185 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2186 impl<T, A: Allocator> IntoIterator for Vec<T, A> {
2187     type Item = T;
2188     type IntoIter = IntoIter<T, A>;
2189
2190     /// Creates a consuming iterator, that is, one that moves each value out of
2191     /// the vector (from start to end). The vector cannot be used after calling
2192     /// this.
2193     ///
2194     /// # Examples
2195     ///
2196     /// ```
2197     /// let v = vec!["a".to_string(), "b".to_string()];
2198     /// for s in v.into_iter() {
2199     ///     // s has type String, not &String
2200     ///     println!("{}", s);
2201     /// }
2202     /// ```
2203     #[inline]
2204     fn into_iter(self) -> IntoIter<T, A> {
2205         unsafe {
2206             let mut me = ManuallyDrop::new(self);
2207             let alloc = ptr::read(me.allocator());
2208             let begin = me.as_mut_ptr();
2209             let end = if mem::size_of::<T>() == 0 {
2210                 arith_offset(begin as *const i8, me.len() as isize) as *const T
2211             } else {
2212                 begin.add(me.len()) as *const T
2213             };
2214             let cap = me.buf.capacity();
2215             IntoIter {
2216                 buf: NonNull::new_unchecked(begin),
2217                 phantom: PhantomData,
2218                 cap,
2219                 alloc,
2220                 ptr: begin,
2221                 end,
2222             }
2223         }
2224     }
2225 }
2226
2227 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2228 impl<'a, T, A: Allocator> IntoIterator for &'a Vec<T, A> {
2229     type Item = &'a T;
2230     type IntoIter = slice::Iter<'a, T>;
2231
2232     fn into_iter(self) -> slice::Iter<'a, T> {
2233         self.iter()
2234     }
2235 }
2236
2237 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2238 impl<'a, T, A: Allocator> IntoIterator for &'a mut Vec<T, A> {
2239     type Item = &'a mut T;
2240     type IntoIter = slice::IterMut<'a, T>;
2241
2242     fn into_iter(self) -> slice::IterMut<'a, T> {
2243         self.iter_mut()
2244     }
2245 }
2246
2247 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2248 impl<T, A: Allocator> Extend<T> for Vec<T, A> {
2249     #[inline]
2250     fn extend<I: IntoIterator<Item = T>>(&mut self, iter: I) {
2251         <Self as SpecExtend<T, I::IntoIter>>::spec_extend(self, iter.into_iter())
2252     }
2253
2254     #[inline]
2255     fn extend_one(&mut self, item: T) {
2256         self.push(item);
2257     }
2258
2259     #[inline]
2260     fn extend_reserve(&mut self, additional: usize) {
2261         self.reserve(additional);
2262     }
2263 }
2264
2265 /// Specialization trait used for Vec::from_iter
2266 ///
2267 /// ## The delegation graph:
2268 ///
2269 /// ```text
2270 /// +-------------+
2271 /// |FromIterator |
2272 /// +-+-----------+
2273 ///   |
2274 ///   v
2275 /// +-+-------------------------------+  +---------------------+
2276 /// |SpecFromIter                  +---->+SpecFromIterNested   |
2277 /// |where I:                      |  |  |where I:             |
2278 /// |  Iterator (default)----------+  |  |  Iterator (default) |
2279 /// |  vec::IntoIter               |  |  |  TrustedLen         |
2280 /// |  SourceIterMarker---fallback-+  |  |                     |
2281 /// |  slice::Iter                    |  |                     |
2282 /// |  Iterator<Item = &Clone>        |  +---------------------+
2283 /// +---------------------------------+
2284 /// ```
2285 trait SpecFromIter<T, I> {
2286     fn from_iter(iter: I) -> Self;
2287 }
2288
2289 /// Another specialization trait for Vec::from_iter
2290 /// necessary to manually prioritize overlapping specializations
2291 /// see [`SpecFromIter`] for details.
2292 trait SpecFromIterNested<T, I> {
2293     fn from_iter(iter: I) -> Self;
2294 }
2295
2296 impl<T, I> SpecFromIterNested<T, I> for Vec<T>
2297 where
2298     I: Iterator<Item = T>,
2299 {
2300     default fn from_iter(mut iterator: I) -> Self {
2301         // Unroll the first iteration, as the vector is going to be
2302         // expanded on this iteration in every case when the iterable is not
2303         // empty, but the loop in extend_desugared() is not going to see the
2304         // vector being full in the few subsequent loop iterations.
2305         // So we get better branch prediction.
2306         let mut vector = match iterator.next() {
2307             None => return Vec::new(),
2308             Some(element) => {
2309                 let (lower, _) = iterator.size_hint();
2310                 let mut vector = Vec::with_capacity(lower.saturating_add(1));
2311                 unsafe {
2312                     ptr::write(vector.as_mut_ptr(), element);
2313                     vector.set_len(1);
2314                 }
2315                 vector
2316             }
2317         };
2318         // must delegate to spec_extend() since extend() itself delegates
2319         // to spec_from for empty Vecs
2320         <Vec<T> as SpecExtend<T, I>>::spec_extend(&mut vector, iterator);
2321         vector
2322     }
2323 }
2324
2325 impl<T, I> SpecFromIterNested<T, I> for Vec<T>
2326 where
2327     I: TrustedLen<Item = T>,
2328 {
2329     fn from_iter(iterator: I) -> Self {
2330         let mut vector = match iterator.size_hint() {
2331             (_, Some(upper)) => Vec::with_capacity(upper),
2332             _ => Vec::new(),
2333         };
2334         // must delegate to spec_extend() since extend() itself delegates
2335         // to spec_from for empty Vecs
2336         vector.spec_extend(iterator);
2337         vector
2338     }
2339 }
2340
2341 impl<T, I> SpecFromIter<T, I> for Vec<T>
2342 where
2343     I: Iterator<Item = T>,
2344 {
2345     default fn from_iter(iterator: I) -> Self {
2346         SpecFromIterNested::from_iter(iterator)
2347     }
2348 }
2349
2350 // A helper struct for in-place iteration that drops the destination slice of iteration,
2351 // i.e. the head. The source slice (the tail) is dropped by IntoIter.
2352 struct InPlaceDrop<T> {
2353     inner: *mut T,
2354     dst: *mut T,
2355 }
2356
2357 impl<T> InPlaceDrop<T> {
2358     fn len(&self) -> usize {
2359         unsafe { self.dst.offset_from(self.inner) as usize }
2360     }
2361 }
2362
2363 impl<T> Drop for InPlaceDrop<T> {
2364     #[inline]
2365     fn drop(&mut self) {
2366         unsafe {
2367             ptr::drop_in_place(slice::from_raw_parts_mut(self.inner, self.len()));
2368         }
2369     }
2370 }
2371
2372 impl<T> SpecFromIter<T, IntoIter<T>> for Vec<T> {
2373     fn from_iter(iterator: IntoIter<T>) -> Self {
2374         // A common case is passing a vector into a function which immediately
2375         // re-collects into a vector. We can short circuit this if the IntoIter
2376         // has not been advanced at all.
2377         // When it has been advanced We can also reuse the memory and move the data to the front.
2378         // But we only do so when the resulting Vec wouldn't have more unused capacity
2379         // than creating it through the generic FromIterator implementation would. That limitation
2380         // is not strictly necessary as Vec's allocation behavior is intentionally unspecified.
2381         // But it is a conservative choice.
2382         let has_advanced = iterator.buf.as_ptr() as *const _ != iterator.ptr;
2383         if !has_advanced || iterator.len() >= iterator.cap / 2 {
2384             unsafe {
2385                 let it = ManuallyDrop::new(iterator);
2386                 if has_advanced {
2387                     ptr::copy(it.ptr, it.buf.as_ptr(), it.len());
2388                 }
2389                 return Vec::from_raw_parts(it.buf.as_ptr(), it.len(), it.cap);
2390             }
2391         }
2392
2393         let mut vec = Vec::new();
2394         // must delegate to spec_extend() since extend() itself delegates
2395         // to spec_from for empty Vecs
2396         vec.spec_extend(iterator);
2397         vec
2398     }
2399 }
2400
2401 fn write_in_place_with_drop<T>(
2402     src_end: *const T,
2403 ) -> impl FnMut(InPlaceDrop<T>, T) -> Result<InPlaceDrop<T>, !> {
2404     move |mut sink, item| {
2405         unsafe {
2406             // the InPlaceIterable contract cannot be verified precisely here since
2407             // try_fold has an exclusive reference to the source pointer
2408             // all we can do is check if it's still in range
2409             debug_assert!(sink.dst as *const _ <= src_end, "InPlaceIterable contract violation");
2410             ptr::write(sink.dst, item);
2411             sink.dst = sink.dst.add(1);
2412         }
2413         Ok(sink)
2414     }
2415 }
2416
2417 /// Specialization marker for collecting an iterator pipeline into a Vec while reusing the
2418 /// source allocation, i.e. executing the pipeline in place.
2419 ///
2420 /// The SourceIter parent trait is necessary for the specializing function to access the allocation
2421 /// which is to be reused. But it is not sufficient for the specialization to be valid. See
2422 /// additional bounds on the impl.
2423 #[rustc_unsafe_specialization_marker]
2424 trait SourceIterMarker: SourceIter<Source: AsIntoIter> {}
2425
2426 // The std-internal SourceIter/InPlaceIterable traits are only implemented by chains of
2427 // Adapter<Adapter<Adapter<IntoIter>>> (all owned by core/std). Additional bounds
2428 // on the adapter implementations (beyond `impl<I: Trait> Trait for Adapter<I>`) only depend on other
2429 // traits already marked as specialization traits (Copy, TrustedRandomAccess, FusedIterator).
2430 // I.e. the marker does not depend on lifetimes of user-supplied types. Modulo the Copy hole, which
2431 // several other specializations already depend on.
2432 impl<T> SourceIterMarker for T where T: SourceIter<Source: AsIntoIter> + InPlaceIterable {}
2433
2434 impl<T, I> SpecFromIter<T, I> for Vec<T>
2435 where
2436     I: Iterator<Item = T> + SourceIterMarker,
2437 {
2438     default fn from_iter(mut iterator: I) -> Self {
2439         // Additional requirements which cannot expressed via trait bounds. We rely on const eval
2440         // instead:
2441         // a) no ZSTs as there would be no allocation to reuse and pointer arithmetic would panic
2442         // b) size match as required by Alloc contract
2443         // c) alignments match as required by Alloc contract
2444         if mem::size_of::<T>() == 0
2445             || mem::size_of::<T>()
2446                 != mem::size_of::<<<I as SourceIter>::Source as AsIntoIter>::Item>()
2447             || mem::align_of::<T>()
2448                 != mem::align_of::<<<I as SourceIter>::Source as AsIntoIter>::Item>()
2449         {
2450             // fallback to more generic implementations
2451             return SpecFromIterNested::from_iter(iterator);
2452         }
2453
2454         let (src_buf, src_ptr, dst_buf, dst_end, cap) = unsafe {
2455             let inner = iterator.as_inner().as_into_iter();
2456             (
2457                 inner.buf.as_ptr(),
2458                 inner.ptr,
2459                 inner.buf.as_ptr() as *mut T,
2460                 inner.end as *const T,
2461                 inner.cap,
2462             )
2463         };
2464
2465         // use try-fold since
2466         // - it vectorizes better for some iterator adapters
2467         // - unlike most internal iteration methods, it only takes a &mut self
2468         // - it lets us thread the write pointer through its innards and get it back in the end
2469         let sink = InPlaceDrop { inner: dst_buf, dst: dst_buf };
2470         let sink = iterator
2471             .try_fold::<_, _, Result<_, !>>(sink, write_in_place_with_drop(dst_end))
2472             .unwrap();
2473         // iteration succeeded, don't drop head
2474         let dst = ManuallyDrop::new(sink).dst;
2475
2476         let src = unsafe { iterator.as_inner().as_into_iter() };
2477         // check if SourceIter contract was upheld
2478         // caveat: if they weren't we may not even make it to this point
2479         debug_assert_eq!(src_buf, src.buf.as_ptr());
2480         // check InPlaceIterable contract. This is only possible if the iterator advanced the
2481         // source pointer at all. If it uses unchecked access via TrustedRandomAccess
2482         // then the source pointer will stay in its initial position and we can't use it as reference
2483         if src.ptr != src_ptr {
2484             debug_assert!(
2485                 dst as *const _ <= src.ptr,
2486                 "InPlaceIterable contract violation, write pointer advanced beyond read pointer"
2487             );
2488         }
2489
2490         // drop any remaining values at the tail of the source
2491         src.drop_remaining();
2492         // but prevent drop of the allocation itself once IntoIter goes out of scope
2493         src.forget_allocation();
2494
2495         let vec = unsafe {
2496             let len = dst.offset_from(dst_buf) as usize;
2497             Vec::from_raw_parts(dst_buf, len, cap)
2498         };
2499
2500         vec
2501     }
2502 }
2503
2504 impl<'a, T: 'a, I> SpecFromIter<&'a T, I> for Vec<T>
2505 where
2506     I: Iterator<Item = &'a T>,
2507     T: Clone,
2508 {
2509     default fn from_iter(iterator: I) -> Self {
2510         SpecFromIter::from_iter(iterator.cloned())
2511     }
2512 }
2513
2514 // This utilizes `iterator.as_slice().to_vec()` since spec_extend
2515 // must take more steps to reason about the final capacity + length
2516 // and thus do more work. `to_vec()` directly allocates the correct amount
2517 // and fills it exactly.
2518 impl<'a, T: 'a + Clone> SpecFromIter<&'a T, slice::Iter<'a, T>> for Vec<T> {
2519     #[cfg(not(test))]
2520     fn from_iter(iterator: slice::Iter<'a, T>) -> Self {
2521         iterator.as_slice().to_vec()
2522     }
2523
2524     // HACK(japaric): with cfg(test) the inherent `[T]::to_vec` method, which is
2525     // required for this method definition, is not available. Instead use the
2526     // `slice::to_vec`  function which is only available with cfg(test)
2527     // NB see the slice::hack module in slice.rs for more information
2528     #[cfg(test)]
2529     fn from_iter(iterator: slice::Iter<'a, T>) -> Self {
2530         crate::slice::to_vec(iterator.as_slice(), Global)
2531     }
2532 }
2533
2534 // Specialization trait used for Vec::extend
2535 trait SpecExtend<T, I> {
2536     fn spec_extend(&mut self, iter: I);
2537 }
2538
2539 impl<T, I, A: Allocator> SpecExtend<T, I> for Vec<T, A>
2540 where
2541     I: Iterator<Item = T>,
2542 {
2543     default fn spec_extend(&mut self, iter: I) {
2544         self.extend_desugared(iter)
2545     }
2546 }
2547
2548 impl<T, I, A: Allocator> SpecExtend<T, I> for Vec<T, A>
2549 where
2550     I: TrustedLen<Item = T>,
2551 {
2552     default fn spec_extend(&mut self, iterator: I) {
2553         // This is the case for a TrustedLen iterator.
2554         let (low, high) = iterator.size_hint();
2555         if let Some(high_value) = high {
2556             debug_assert_eq!(
2557                 low,
2558                 high_value,
2559                 "TrustedLen iterator's size hint is not exact: {:?}",
2560                 (low, high)
2561             );
2562         }
2563         if let Some(additional) = high {
2564             self.reserve(additional);
2565             unsafe {
2566                 let mut ptr = self.as_mut_ptr().add(self.len());
2567                 let mut local_len = SetLenOnDrop::new(&mut self.len);
2568                 iterator.for_each(move |element| {
2569                     ptr::write(ptr, element);
2570                     ptr = ptr.offset(1);
2571                     // NB can't overflow since we would have had to alloc the address space
2572                     local_len.increment_len(1);
2573                 });
2574             }
2575         } else {
2576             self.extend_desugared(iterator)
2577         }
2578     }
2579 }
2580
2581 impl<T, A: Allocator> SpecExtend<T, IntoIter<T>> for Vec<T, A> {
2582     fn spec_extend(&mut self, mut iterator: IntoIter<T>) {
2583         unsafe {
2584             self.append_elements(iterator.as_slice() as _);
2585         }
2586         iterator.ptr = iterator.end;
2587     }
2588 }
2589
2590 impl<'a, T: 'a, I, A: Allocator + 'a> SpecExtend<&'a T, I> for Vec<T, A>
2591 where
2592     I: Iterator<Item = &'a T>,
2593     T: Clone,
2594 {
2595     default fn spec_extend(&mut self, iterator: I) {
2596         self.spec_extend(iterator.cloned())
2597     }
2598 }
2599
2600 impl<'a, T: 'a, A: Allocator + 'a> SpecExtend<&'a T, slice::Iter<'a, T>> for Vec<T, A>
2601 where
2602     T: Copy,
2603 {
2604     fn spec_extend(&mut self, iterator: slice::Iter<'a, T>) {
2605         let slice = iterator.as_slice();
2606         unsafe { self.append_elements(slice) };
2607     }
2608 }
2609
2610 impl<T, A: Allocator> Vec<T, A> {
2611     // leaf method to which various SpecFrom/SpecExtend implementations delegate when
2612     // they have no further optimizations to apply
2613     fn extend_desugared<I: Iterator<Item = T>>(&mut self, mut iterator: I) {
2614         // This is the case for a general iterator.
2615         //
2616         // This function should be the moral equivalent of:
2617         //
2618         //      for item in iterator {
2619         //          self.push(item);
2620         //      }
2621         while let Some(element) = iterator.next() {
2622             let len = self.len();
2623             if len == self.capacity() {
2624                 let (lower, _) = iterator.size_hint();
2625                 self.reserve(lower.saturating_add(1));
2626             }
2627             unsafe {
2628                 ptr::write(self.as_mut_ptr().add(len), element);
2629                 // NB can't overflow since we would have had to alloc the address space
2630                 self.set_len(len + 1);
2631             }
2632         }
2633     }
2634
2635     /// Creates a splicing iterator that replaces the specified range in the vector
2636     /// with the given `replace_with` iterator and yields the removed items.
2637     /// `replace_with` does not need to be the same length as `range`.
2638     ///
2639     /// `range` is removed even if the iterator is not consumed until the end.
2640     ///
2641     /// It is unspecified how many elements are removed from the vector
2642     /// if the `Splice` value is leaked.
2643     ///
2644     /// The input iterator `replace_with` is only consumed when the `Splice` value is dropped.
2645     ///
2646     /// This is optimal if:
2647     ///
2648     /// * The tail (elements in the vector after `range`) is empty,
2649     /// * or `replace_with` yields fewer elements than `range`’s length
2650     /// * or the lower bound of its `size_hint()` is exact.
2651     ///
2652     /// Otherwise, a temporary vector is allocated and the tail is moved twice.
2653     ///
2654     /// # Panics
2655     ///
2656     /// Panics if the starting point is greater than the end point or if
2657     /// the end point is greater than the length of the vector.
2658     ///
2659     /// # Examples
2660     ///
2661     /// ```
2662     /// let mut v = vec![1, 2, 3];
2663     /// let new = [7, 8];
2664     /// let u: Vec<_> = v.splice(..2, new.iter().cloned()).collect();
2665     /// assert_eq!(v, &[7, 8, 3]);
2666     /// assert_eq!(u, &[1, 2]);
2667     /// ```
2668     #[inline]
2669     #[stable(feature = "vec_splice", since = "1.21.0")]
2670     pub fn splice<R, I>(&mut self, range: R, replace_with: I) -> Splice<'_, I::IntoIter, A>
2671     where
2672         R: RangeBounds<usize>,
2673         I: IntoIterator<Item = T>,
2674     {
2675         Splice { drain: self.drain(range), replace_with: replace_with.into_iter() }
2676     }
2677
2678     /// Creates an iterator which uses a closure to determine if an element should be removed.
2679     ///
2680     /// If the closure returns true, then the element is removed and yielded.
2681     /// If the closure returns false, the element will remain in the vector and will not be yielded
2682     /// by the iterator.
2683     ///
2684     /// Using this method is equivalent to the following code:
2685     ///
2686     /// ```
2687     /// # let some_predicate = |x: &mut i32| { *x == 2 || *x == 3 || *x == 6 };
2688     /// # let mut vec = vec![1, 2, 3, 4, 5, 6];
2689     /// let mut i = 0;
2690     /// while i != vec.len() {
2691     ///     if some_predicate(&mut vec[i]) {
2692     ///         let val = vec.remove(i);
2693     ///         // your code here
2694     ///     } else {
2695     ///         i += 1;
2696     ///     }
2697     /// }
2698     ///
2699     /// # assert_eq!(vec, vec![1, 4, 5]);
2700     /// ```
2701     ///
2702     /// But `drain_filter` is easier to use. `drain_filter` is also more efficient,
2703     /// because it can backshift the elements of the array in bulk.
2704     ///
2705     /// Note that `drain_filter` also lets you mutate every element in the filter closure,
2706     /// regardless of whether you choose to keep or remove it.
2707     ///
2708     /// # Examples
2709     ///
2710     /// Splitting an array into evens and odds, reusing the original allocation:
2711     ///
2712     /// ```
2713     /// #![feature(drain_filter)]
2714     /// let mut numbers = vec![1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 11, 13, 14, 15];
2715     ///
2716     /// let evens = numbers.drain_filter(|x| *x % 2 == 0).collect::<Vec<_>>();
2717     /// let odds = numbers;
2718     ///
2719     /// assert_eq!(evens, vec![2, 4, 6, 8, 14]);
2720     /// assert_eq!(odds, vec![1, 3, 5, 9, 11, 13, 15]);
2721     /// ```
2722     #[unstable(feature = "drain_filter", reason = "recently added", issue = "43244")]
2723     pub fn drain_filter<F>(&mut self, filter: F) -> DrainFilter<'_, T, F, A>
2724     where
2725         F: FnMut(&mut T) -> bool,
2726     {
2727         let old_len = self.len();
2728
2729         // Guard against us getting leaked (leak amplification)
2730         unsafe {
2731             self.set_len(0);
2732         }
2733
2734         DrainFilter { vec: self, idx: 0, del: 0, old_len, pred: filter, panic_flag: false }
2735     }
2736 }
2737
2738 /// Extend implementation that copies elements out of references before pushing them onto the Vec.
2739 ///
2740 /// This implementation is specialized for slice iterators, where it uses [`copy_from_slice`] to
2741 /// append the entire slice at once.
2742 ///
2743 /// [`copy_from_slice`]: ../../std/primitive.slice.html#method.copy_from_slice
2744 #[stable(feature = "extend_ref", since = "1.2.0")]
2745 impl<'a, T: Copy + 'a, A: Allocator + 'a> Extend<&'a T> for Vec<T, A> {
2746     fn extend<I: IntoIterator<Item = &'a T>>(&mut self, iter: I) {
2747         self.spec_extend(iter.into_iter())
2748     }
2749
2750     #[inline]
2751     fn extend_one(&mut self, &item: &'a T) {
2752         self.push(item);
2753     }
2754
2755     #[inline]
2756     fn extend_reserve(&mut self, additional: usize) {
2757         self.reserve(additional);
2758     }
2759 }
2760
2761 macro_rules! __impl_slice_eq1 {
2762     ([$($vars:tt)*] $lhs:ty, $rhs:ty $(where $ty:ty: $bound:ident)?, #[$stability:meta]) => {
2763         #[$stability]
2764         impl<T, U, $($vars)*> PartialEq<$rhs> for $lhs
2765         where
2766             T: PartialEq<U>,
2767             $($ty: $bound)?
2768         {
2769             #[inline]
2770             fn eq(&self, other: &$rhs) -> bool { self[..] == other[..] }
2771             #[inline]
2772             fn ne(&self, other: &$rhs) -> bool { self[..] != other[..] }
2773         }
2774     }
2775 }
2776
2777 __impl_slice_eq1! { [A: Allocator] Vec<T, A>, Vec<U, A>, #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")] }
2778 __impl_slice_eq1! { [A: Allocator] Vec<T, A>, &[U], #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")] }
2779 __impl_slice_eq1! { [A: Allocator] Vec<T, A>, &mut [U], #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")] }
2780 __impl_slice_eq1! { [A: Allocator] &[T], Vec<U, A>, #[stable(feature = "partialeq_vec_for_ref_slice", since = "1.46.0")] }
2781 __impl_slice_eq1! { [A: Allocator] &mut [T], Vec<U, A>, #[stable(feature = "partialeq_vec_for_ref_slice", since = "1.46.0")] }
2782 __impl_slice_eq1! { [A: Allocator] Vec<T, A>, [U], #[stable(feature = "partialeq_vec_for_slice", since = "1.48.0")]  }
2783 __impl_slice_eq1! { [A: Allocator] [T], Vec<U, A>, #[stable(feature = "partialeq_vec_for_slice", since = "1.48.0")]  }
2784 __impl_slice_eq1! { [A: Allocator] Cow<'_, [T]>, Vec<U, A> where T: Clone, #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")] }
2785 __impl_slice_eq1! { [] Cow<'_, [T]>, &[U] where T: Clone, #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")] }
2786 __impl_slice_eq1! { [] Cow<'_, [T]>, &mut [U] where T: Clone, #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")] }
2787 __impl_slice_eq1! { [A: Allocator, const N: usize] Vec<T, A>, [U; N], #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")] }
2788 __impl_slice_eq1! { [A: Allocator, const N: usize] Vec<T, A>, &[U; N], #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")] }
2789
2790 // NOTE: some less important impls are omitted to reduce code bloat
2791 // FIXME(Centril): Reconsider this?
2792 //__impl_slice_eq1! { [const N: usize] Vec<A>, &mut [B; N], }
2793 //__impl_slice_eq1! { [const N: usize] [A; N], Vec<B>, }
2794 //__impl_slice_eq1! { [const N: usize] &[A; N], Vec<B>, }
2795 //__impl_slice_eq1! { [const N: usize] &mut [A; N], Vec<B>, }
2796 //__impl_slice_eq1! { [const N: usize] Cow<'a, [A]>, [B; N], }
2797 //__impl_slice_eq1! { [const N: usize] Cow<'a, [A]>, &[B; N], }
2798 //__impl_slice_eq1! { [const N: usize] Cow<'a, [A]>, &mut [B; N], }
2799
2800 /// Implements comparison of vectors, [lexicographically](core::cmp::Ord#lexicographical-comparison).
2801 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2802 impl<T: PartialOrd, A: Allocator> PartialOrd for Vec<T, A> {
2803     #[inline]
2804     fn partial_cmp(&self, other: &Self) -> Option<Ordering> {
2805         PartialOrd::partial_cmp(&**self, &**other)
2806     }
2807 }
2808
2809 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2810 impl<T: Eq, A: Allocator> Eq for Vec<T, A> {}
2811
2812 /// Implements ordering of vectors, [lexicographically](core::cmp::Ord#lexicographical-comparison).
2813 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2814 impl<T: Ord, A: Allocator> Ord for Vec<T, A> {
2815     #[inline]
2816     fn cmp(&self, other: &Self) -> Ordering {
2817         Ord::cmp(&**self, &**other)
2818     }
2819 }
2820
2821 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2822 unsafe impl<#[may_dangle] T, A: Allocator> Drop for Vec<T, A> {
2823     fn drop(&mut self) {
2824         unsafe {
2825             // use drop for [T]
2826             // use a raw slice to refer to the elements of the vector as weakest necessary type;
2827             // could avoid questions of validity in certain cases
2828             ptr::drop_in_place(ptr::slice_from_raw_parts_mut(self.as_mut_ptr(), self.len))
2829         }
2830         // RawVec handles deallocation
2831     }
2832 }
2833
2834 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2835 impl<T> Default for Vec<T> {
2836     /// Creates an empty `Vec<T>`.
2837     fn default() -> Vec<T> {
2838         Vec::new()
2839     }
2840 }
2841
2842 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2843 impl<T: fmt::Debug, A: Allocator> fmt::Debug for Vec<T, A> {
2844     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
2845         fmt::Debug::fmt(&**self, f)
2846     }
2847 }
2848
2849 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2850 impl<T, A: Allocator> AsRef<Vec<T, A>> for Vec<T, A> {
2851     fn as_ref(&self) -> &Vec<T, A> {
2852         self
2853     }
2854 }
2855
2856 #[stable(feature = "vec_as_mut", since = "1.5.0")]
2857 impl<T, A: Allocator> AsMut<Vec<T, A>> for Vec<T, A> {
2858     fn as_mut(&mut self) -> &mut Vec<T, A> {
2859         self
2860     }
2861 }
2862
2863 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2864 impl<T, A: Allocator> AsRef<[T]> for Vec<T, A> {
2865     fn as_ref(&self) -> &[T] {
2866         self
2867     }
2868 }
2869
2870 #[stable(feature = "vec_as_mut", since = "1.5.0")]
2871 impl<T, A: Allocator> AsMut<[T]> for Vec<T, A> {
2872     fn as_mut(&mut self) -> &mut [T] {
2873         self
2874     }
2875 }
2876
2877 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2878 impl<T: Clone> From<&[T]> for Vec<T> {
2879     #[cfg(not(test))]
2880     fn from(s: &[T]) -> Vec<T> {
2881         s.to_vec()
2882     }
2883     #[cfg(test)]
2884     fn from(s: &[T]) -> Vec<T> {
2885         crate::slice::to_vec(s, Global)
2886     }
2887 }
2888
2889 #[stable(feature = "vec_from_mut", since = "1.19.0")]
2890 impl<T: Clone> From<&mut [T]> for Vec<T> {
2891     #[cfg(not(test))]
2892     fn from(s: &mut [T]) -> Vec<T> {
2893         s.to_vec()
2894     }
2895     #[cfg(test)]
2896     fn from(s: &mut [T]) -> Vec<T> {
2897         crate::slice::to_vec(s, Global)
2898     }
2899 }
2900
2901 #[stable(feature = "vec_from_array", since = "1.44.0")]
2902 impl<T, const N: usize> From<[T; N]> for Vec<T> {
2903     #[cfg(not(test))]
2904     fn from(s: [T; N]) -> Vec<T> {
2905         <[T]>::into_vec(box s)
2906     }
2907     #[cfg(test)]
2908     fn from(s: [T; N]) -> Vec<T> {
2909         crate::slice::into_vec(box s)
2910     }
2911 }
2912
2913 #[stable(feature = "vec_from_cow_slice", since = "1.14.0")]
2914 impl<'a, T> From<Cow<'a, [T]>> for Vec<T>
2915 where
2916     [T]: ToOwned<Owned = Vec<T>>,
2917 {
2918     fn from(s: Cow<'a, [T]>) -> Vec<T> {
2919         s.into_owned()
2920     }
2921 }
2922
2923 // note: test pulls in libstd, which causes errors here
2924 #[cfg(not(test))]
2925 #[stable(feature = "vec_from_box", since = "1.18.0")]
2926 impl<T, A: Allocator> From<Box<[T], A>> for Vec<T, A> {
2927     fn from(s: Box<[T], A>) -> Self {
2928         let len = s.len();
2929         Self { buf: RawVec::from_box(s), len }
2930     }
2931 }
2932
2933 // note: test pulls in libstd, which causes errors here
2934 #[cfg(not(test))]
2935 #[stable(feature = "box_from_vec", since = "1.20.0")]
2936 impl<T, A: Allocator> From<Vec<T, A>> for Box<[T], A> {
2937     fn from(v: Vec<T, A>) -> Self {
2938         v.into_boxed_slice()
2939     }
2940 }
2941
2942 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2943 impl From<&str> for Vec<u8> {
2944     fn from(s: &str) -> Vec<u8> {
2945         From::from(s.as_bytes())
2946     }
2947 }
2948
2949 #[stable(feature = "array_try_from_vec", since = "1.48.0")]
2950 impl<T, A: Allocator, const N: usize> TryFrom<Vec<T, A>> for [T; N] {
2951     type Error = Vec<T, A>;
2952
2953     /// Gets the entire contents of the `Vec<T>` as an array,
2954     /// if its size exactly matches that of the requested array.
2955     ///
2956     /// # Examples
2957     ///
2958     /// ```
2959     /// use std::convert::TryInto;
2960     /// assert_eq!(vec![1, 2, 3].try_into(), Ok([1, 2, 3]));
2961     /// assert_eq!(<Vec<i32>>::new().try_into(), Ok([]));
2962     /// ```
2963     ///
2964     /// If the length doesn't match, the input comes back in `Err`:
2965     /// ```
2966     /// use std::convert::TryInto;
2967     /// let r: Result<[i32; 4], _> = (0..10).collect::<Vec<_>>().try_into();
2968     /// assert_eq!(r, Err(vec![0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]));
2969     /// ```
2970     ///
2971     /// If you're fine with just getting a prefix of the `Vec<T>`,
2972     /// you can call [`.truncate(N)`](Vec::truncate) first.
2973     /// ```
2974     /// use std::convert::TryInto;
2975     /// let mut v = String::from("hello world").into_bytes();
2976     /// v.sort();
2977     /// v.truncate(2);
2978     /// let [a, b]: [_; 2] = v.try_into().unwrap();
2979     /// assert_eq!(a, b' ');
2980     /// assert_eq!(b, b'd');
2981     /// ```
2982     fn try_from(mut vec: Vec<T, A>) -> Result<[T; N], Vec<T, A>> {
2983         if vec.len() != N {
2984             return Err(vec);
2985         }
2986
2987         // SAFETY: `.set_len(0)` is always sound.
2988         unsafe { vec.set_len(0) };
2989
2990         // SAFETY: A `Vec`'s pointer is always aligned properly, and
2991         // the alignment the array needs is the same as the items.
2992         // We checked earlier that we have sufficient items.
2993         // The items will not double-drop as the `set_len`
2994         // tells the `Vec` not to also drop them.
2995         let array = unsafe { ptr::read(vec.as_ptr() as *const [T; N]) };
2996         Ok(array)
2997     }
2998 }
2999
3000 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
3001 // Clone-on-write
3002 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
3003
3004 #[stable(feature = "cow_from_vec", since = "1.8.0")]
3005 impl<'a, T: Clone> From<&'a [T]> for Cow<'a, [T]> {
3006     fn from(s: &'a [T]) -> Cow<'a, [T]> {
3007         Cow::Borrowed(s)
3008     }
3009 }
3010
3011 #[stable(feature = "cow_from_vec", since = "1.8.0")]
3012 impl<'a, T: Clone> From<Vec<T>> for Cow<'a, [T]> {
3013     fn from(v: Vec<T>) -> Cow<'a, [T]> {
3014         Cow::Owned(v)
3015     }
3016 }
3017
3018 #[stable(feature = "cow_from_vec_ref", since = "1.28.0")]
3019 impl<'a, T: Clone> From<&'a Vec<T>> for Cow<'a, [T]> {
3020     fn from(v: &'a Vec<T>) -> Cow<'a, [T]> {
3021         Cow::Borrowed(v.as_slice())
3022     }
3023 }
3024
3025 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
3026 impl<'a, T> FromIterator<T> for Cow<'a, [T]>
3027 where
3028     T: Clone,
3029 {
3030     fn from_iter<I: IntoIterator<Item = T>>(it: I) -> Cow<'a, [T]> {
3031         Cow::Owned(FromIterator::from_iter(it))
3032     }
3033 }
3034
3035 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
3036 // Iterators
3037 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
3038
3039 /// An iterator that moves out of a vector.
3040 ///
3041 /// This `struct` is created by the `into_iter` method on [`Vec`] (provided
3042 /// by the [`IntoIterator`] trait).
3043 ///
3044 /// # Example
3045 ///
3046 /// ```
3047 /// let v = vec![0, 1, 2];
3048 /// let iter: std::vec::IntoIter<_> = v.into_iter();
3049 /// ```
3050 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
3051 pub struct IntoIter<
3052     T,
3053     #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")] A: Allocator = Global,
3054 > {
3055     buf: NonNull<T>,
3056     phantom: PhantomData<T>,
3057     cap: usize,
3058     alloc: A,
3059     ptr: *const T,
3060     end: *const T,
3061 }
3062
3063 #[stable(feature = "vec_intoiter_debug", since = "1.13.0")]
3064 impl<T: fmt::Debug, A: Allocator> fmt::Debug for IntoIter<T, A> {
3065     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3066         f.debug_tuple("IntoIter").field(&self.as_slice()).finish()
3067     }
3068 }
3069
3070 impl<T, A: Allocator> IntoIter<T, A> {
3071     /// Returns the remaining items of this iterator as a slice.
3072     ///
3073     /// # Examples
3074     ///
3075     /// ```
3076     /// let vec = vec!['a', 'b', 'c'];
3077     /// let mut into_iter = vec.into_iter();
3078     /// assert_eq!(into_iter.as_slice(), &['a', 'b', 'c']);
3079     /// let _ = into_iter.next().unwrap();
3080     /// assert_eq!(into_iter.as_slice(), &['b', 'c']);
3081     /// ```
3082     #[stable(feature = "vec_into_iter_as_slice", since = "1.15.0")]
3083     pub fn as_slice(&self) -> &[T] {
3084         unsafe { slice::from_raw_parts(self.ptr, self.len()) }
3085     }
3086
3087     /// Returns the remaining items of this iterator as a mutable slice.
3088     ///
3089     /// # Examples
3090     ///
3091     /// ```
3092     /// let vec = vec!['a', 'b', 'c'];
3093     /// let mut into_iter = vec.into_iter();
3094     /// assert_eq!(into_iter.as_slice(), &['a', 'b', 'c']);
3095     /// into_iter.as_mut_slice()[2] = 'z';
3096     /// assert_eq!(into_iter.next().unwrap(), 'a');
3097     /// assert_eq!(into_iter.next().unwrap(), 'b');
3098     /// assert_eq!(into_iter.next().unwrap(), 'z');
3099     /// ```
3100     #[stable(feature = "vec_into_iter_as_slice", since = "1.15.0")]
3101     pub fn as_mut_slice(&mut self) -> &mut [T] {
3102         unsafe { &mut *self.as_raw_mut_slice() }
3103     }
3104
3105     /// Returns a reference to the underlying allocator.
3106     #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")]
3107     #[inline]
3108     pub fn allocator(&self) -> &A {
3109         &self.alloc
3110     }
3111
3112     fn as_raw_mut_slice(&mut self) -> *mut [T] {
3113         ptr::slice_from_raw_parts_mut(self.ptr as *mut T, self.len())
3114     }
3115
3116     fn drop_remaining(&mut self) {
3117         unsafe {
3118             ptr::drop_in_place(self.as_mut_slice());
3119         }
3120         self.ptr = self.end;
3121     }
3122
3123     /// Relinquishes the backing allocation, equivalent to
3124     /// `ptr::write(&mut self, Vec::new().into_iter())`
3125     fn forget_allocation(&mut self) {
3126         self.cap = 0;
3127         self.buf = unsafe { NonNull::new_unchecked(RawVec::NEW.ptr()) };
3128         self.ptr = self.buf.as_ptr();
3129         self.end = self.buf.as_ptr();
3130     }
3131 }
3132
3133 #[stable(feature = "vec_intoiter_as_ref", since = "1.46.0")]
3134 impl<T, A: Allocator> AsRef<[T]> for IntoIter<T, A> {
3135     fn as_ref(&self) -> &[T] {
3136         self.as_slice()
3137     }
3138 }
3139
3140 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
3141 unsafe impl<T: Send, A: Allocator + Send> Send for IntoIter<T, A> {}
3142 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
3143 unsafe impl<T: Sync, A: Allocator> Sync for IntoIter<T, A> {}
3144
3145 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
3146 impl<T, A: Allocator> Iterator for IntoIter<T, A> {
3147     type Item = T;
3148
3149     #[inline]
3150     fn next(&mut self) -> Option<T> {
3151         if self.ptr as *const _ == self.end {
3152             None
3153         } else if mem::size_of::<T>() == 0 {
3154             // purposefully don't use 'ptr.offset' because for
3155             // vectors with 0-size elements this would return the
3156             // same pointer.
3157             self.ptr = unsafe { arith_offset(self.ptr as *const i8, 1) as *mut T };
3158
3159             // Make up a value of this ZST.
3160             Some(unsafe { mem::zeroed() })
3161         } else {
3162             let old = self.ptr;
3163             self.ptr = unsafe { self.ptr.offset(1) };
3164
3165             Some(unsafe { ptr::read(old) })
3166         }
3167     }
3168
3169     #[inline]
3170     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
3171         let exact = if mem::size_of::<T>() == 0 {
3172             (self.end as usize).wrapping_sub(self.ptr as usize)
3173         } else {
3174             unsafe { self.end.offset_from(self.ptr) as usize }
3175         };
3176         (exact, Some(exact))
3177     }
3178
3179     #[inline]
3180     fn count(self) -> usize {
3181         self.len()
3182     }
3183
3184     unsafe fn __iterator_get_unchecked(&mut self, i: usize) -> Self::Item
3185     where
3186         Self: TrustedRandomAccess,
3187     {
3188         // SAFETY: the caller must guarantee that `i` is in bounds of the
3189         // `Vec<T>`, so `i` cannot overflow an `isize`, and the `self.ptr.add(i)`
3190         // is guaranteed to pointer to an element of the `Vec<T>` and
3191         // thus guaranteed to be valid to dereference.
3192         //
3193         // Also note the implementation of `Self: TrustedRandomAccess` requires
3194         // that `T: Copy` so reading elements from the buffer doesn't invalidate
3195         // them for `Drop`.
3196         unsafe {
3197             if mem::size_of::<T>() == 0 { mem::zeroed() } else { ptr::read(self.ptr.add(i)) }
3198         }
3199     }
3200 }
3201
3202 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
3203 impl<T, A: Allocator> DoubleEndedIterator for IntoIter<T, A> {
3204     #[inline]
3205     fn next_back(&mut self) -> Option<T> {
3206         if self.end == self.ptr {
3207             None
3208         } else if mem::size_of::<T>() == 0 {
3209             // See above for why 'ptr.offset' isn't used
3210             self.end = unsafe { arith_offset(self.end as *const i8, -1) as *mut T };
3211
3212             // Make up a value of this ZST.
3213             Some(unsafe { mem::zeroed() })
3214         } else {
3215             self.end = unsafe { self.end.offset(-1) };
3216
3217             Some(unsafe { ptr::read(self.end) })
3218         }
3219     }
3220 }
3221
3222 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
3223 impl<T, A: Allocator> ExactSizeIterator for IntoIter<T, A> {
3224     fn is_empty(&self) -> bool {
3225         self.ptr == self.end
3226     }
3227 }
3228
3229 #[stable(feature = "fused", since = "1.26.0")]
3230 impl<T, A: Allocator> FusedIterator for IntoIter<T, A> {}
3231
3232 #[unstable(feature = "trusted_len", issue = "37572")]
3233 unsafe impl<T, A: Allocator> TrustedLen for IntoIter<T, A> {}
3234
3235 #[doc(hidden)]
3236 #[unstable(issue = "none", feature = "std_internals")]
3237 // T: Copy as approximation for !Drop since get_unchecked does not advance self.ptr
3238 // and thus we can't implement drop-handling
3239 unsafe impl<T, A: Allocator> TrustedRandomAccess for IntoIter<T, A>
3240 where
3241     T: Copy,
3242 {
3243     fn may_have_side_effect() -> bool {
3244         false
3245     }
3246 }
3247
3248 #[stable(feature = "vec_into_iter_clone", since = "1.8.0")]
3249 impl<T: Clone, A: Allocator + Clone> Clone for IntoIter<T, A> {
3250     #[cfg(not(test))]
3251     fn clone(&self) -> Self {
3252         self.as_slice().to_vec_in(self.alloc.clone()).into_iter()
3253     }
3254     #[cfg(test)]
3255     fn clone(&self) -> Self {
3256         crate::slice::to_vec(self.as_slice(), self.alloc.clone()).into_iter()
3257     }
3258 }
3259
3260 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
3261 unsafe impl<#[may_dangle] T, A: Allocator> Drop for IntoIter<T, A> {
3262     fn drop(&mut self) {
3263         struct DropGuard<'a, T, A: Allocator>(&'a mut IntoIter<T, A>);
3264
3265         impl<T, A: Allocator> Drop for DropGuard<'_, T, A> {
3266             fn drop(&mut self) {
3267                 unsafe {
3268                     // `IntoIter::alloc` is not used anymore after this
3269                     let alloc = ptr::read(&self.0.alloc);
3270                     // RawVec handles deallocation
3271                     let _ = RawVec::from_raw_parts_in(self.0.buf.as_ptr(), self.0.cap, alloc);
3272                 }
3273             }
3274         }
3275
3276         let guard = DropGuard(self);
3277         // destroy the remaining elements
3278         unsafe {
3279             ptr::drop_in_place(guard.0.as_raw_mut_slice());
3280         }
3281         // now `guard` will be dropped and do the rest
3282     }
3283 }
3284
3285 #[unstable(issue = "none", feature = "inplace_iteration")]
3286 unsafe impl<T, A: Allocator> InPlaceIterable for IntoIter<T, A> {}
3287
3288 #[unstable(issue = "none", feature = "inplace_iteration")]
3289 unsafe impl<T, A: Allocator> SourceIter for IntoIter<T, A> {
3290     type Source = Self;
3291
3292     #[inline]
3293     unsafe fn as_inner(&mut self) -> &mut Self::Source {
3294         self
3295     }
3296 }
3297
3298 // internal helper trait for in-place iteration specialization.
3299 #[rustc_specialization_trait]
3300 pub(crate) trait AsIntoIter {
3301     type Item;
3302     fn as_into_iter(&mut self) -> &mut IntoIter<Self::Item>;
3303 }
3304
3305 impl<T> AsIntoIter for IntoIter<T> {
3306     type Item = T;
3307
3308     fn as_into_iter(&mut self) -> &mut IntoIter<Self::Item> {
3309         self
3310     }
3311 }
3312
3313 /// A draining iterator for `Vec<T>`.
3314 ///
3315 /// This `struct` is created by [`Vec::drain`].
3316 /// See its documentation for more.
3317 ///
3318 /// # Example
3319 ///
3320 /// ```
3321 /// let mut v = vec![0, 1, 2];
3322 /// let iter: std::vec::Drain<_> = v.drain(..);
3323 /// ```
3324 #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
3325 pub struct Drain<
3326     'a,
3327     T: 'a,
3328     #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")] A: Allocator + 'a = Global,
3329 > {
3330     /// Index of tail to preserve
3331     tail_start: usize,
3332     /// Length of tail
3333     tail_len: usize,
3334     /// Current remaining range to remove
3335     iter: slice::Iter<'a, T>,
3336     vec: NonNull<Vec<T, A>>,
3337 }
3338
3339 #[stable(feature = "collection_debug", since = "1.17.0")]
3340 impl<T: fmt::Debug, A: Allocator> fmt::Debug for Drain<'_, T, A> {
3341     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3342         f.debug_tuple("Drain").field(&self.iter.as_slice()).finish()
3343     }
3344 }
3345
3346 impl<'a, T, A: Allocator> Drain<'a, T, A> {
3347     /// Returns the remaining items of this iterator as a slice.
3348     ///
3349     /// # Examples
3350     ///
3351     /// ```
3352     /// let mut vec = vec!['a', 'b', 'c'];
3353     /// let mut drain = vec.drain(..);
3354     /// assert_eq!(drain.as_slice(), &['a', 'b', 'c']);
3355     /// let _ = drain.next().unwrap();
3356     /// assert_eq!(drain.as_slice(), &['b', 'c']);
3357     /// ```
3358     #[stable(feature = "vec_drain_as_slice", since = "1.46.0")]
3359     pub fn as_slice(&self) -> &[T] {
3360         self.iter.as_slice()
3361     }
3362
3363     /// Returns a reference to the underlying allocator.
3364     #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")]
3365     #[inline]
3366     pub fn allocator(&self) -> &A {
3367         unsafe { self.vec.as_ref().allocator() }
3368     }
3369 }
3370
3371 #[stable(feature = "vec_drain_as_slice", since = "1.46.0")]
3372 impl<'a, T, A: Allocator> AsRef<[T]> for Drain<'a, T, A> {
3373     fn as_ref(&self) -> &[T] {
3374         self.as_slice()
3375     }
3376 }
3377
3378 #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
3379 unsafe impl<T: Sync, A: Sync + Allocator> Sync for Drain<'_, T, A> {}
3380 #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
3381 unsafe impl<T: Send, A: Send + Allocator> Send for Drain<'_, T, A> {}
3382
3383 #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
3384 impl<T, A: Allocator> Iterator for Drain<'_, T, A> {
3385     type Item = T;
3386
3387     #[inline]
3388     fn next(&mut self) -> Option<T> {
3389         self.iter.next().map(|elt| unsafe { ptr::read(elt as *const _) })
3390     }
3391
3392     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
3393         self.iter.size_hint()
3394     }
3395 }
3396
3397 #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
3398 impl<T, A: Allocator> DoubleEndedIterator for Drain<'_, T, A> {
3399     #[inline]
3400     fn next_back(&mut self) -> Option<T> {
3401         self.iter.next_back().map(|elt| unsafe { ptr::read(elt as *const _) })
3402     }
3403 }
3404
3405 #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
3406 impl<T, A: Allocator> Drop for Drain<'_, T, A> {
3407     fn drop(&mut self) {
3408         /// Continues dropping the remaining elements in the `Drain`, then moves back the
3409         /// un-`Drain`ed elements to restore the original `Vec`.
3410         struct DropGuard<'r, 'a, T, A: Allocator>(&'r mut Drain<'a, T, A>);
3411
3412         impl<'r, 'a, T, A: Allocator> Drop for DropGuard<'r, 'a, T, A> {
3413             fn drop(&mut self) {
3414                 // Continue the same loop we have below. If the loop already finished, this does
3415                 // nothing.
3416                 self.0.for_each(drop);
3417
3418                 if self.0.tail_len > 0 {
3419                     unsafe {
3420                         let source_vec = self.0.vec.as_mut();
3421                         // memmove back untouched tail, update to new length
3422                         let start = source_vec.len();
3423                         let tail = self.0.tail_start;
3424                         if tail != start {
3425                             let src = source_vec.as_ptr().add(tail);
3426                             let dst = source_vec.as_mut_ptr().add(start);
3427                             ptr::copy(src, dst, self.0.tail_len);
3428                         }
3429                         source_vec.set_len(start + self.0.tail_len);
3430                     }
3431                 }
3432             }
3433         }
3434
3435         // exhaust self first
3436         while let Some(item) = self.next() {
3437             let guard = DropGuard(self);
3438             drop(item);
3439             mem::forget(guard);
3440         }
3441
3442         // Drop a `DropGuard` to move back the non-drained tail of `self`.
3443         DropGuard(self);
3444     }
3445 }
3446
3447 #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
3448 impl<T, A: Allocator> ExactSizeIterator for Drain<'_, T, A> {
3449     fn is_empty(&self) -> bool {
3450         self.iter.is_empty()
3451     }
3452 }
3453
3454 #[unstable(feature = "trusted_len", issue = "37572")]
3455 unsafe impl<T, A: Allocator> TrustedLen for Drain<'_, T, A> {}
3456
3457 #[stable(feature = "fused", since = "1.26.0")]
3458 impl<T, A: Allocator> FusedIterator for Drain<'_, T, A> {}
3459
3460 /// A splicing iterator for `Vec`.
3461 ///
3462 /// This struct is created by [`Vec::splice()`].
3463 /// See its documentation for more.
3464 ///
3465 /// # Example
3466 ///
3467 /// ```
3468 /// let mut v = vec![0, 1, 2];
3469 /// let new = [7, 8];
3470 /// let iter: std::vec::Splice<_> = v.splice(1.., new.iter().cloned());
3471 /// ```
3472 #[derive(Debug)]
3473 #[stable(feature = "vec_splice", since = "1.21.0")]
3474 pub struct Splice<
3475     'a,
3476     I: Iterator + 'a,
3477     #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")] A: Allocator + 'a = Global,
3478 > {
3479     drain: Drain<'a, I::Item, A>,
3480     replace_with: I,
3481 }
3482
3483 #[stable(feature = "vec_splice", since = "1.21.0")]
3484 impl<I: Iterator, A: Allocator> Iterator for Splice<'_, I, A> {
3485     type Item = I::Item;
3486
3487     fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
3488         self.drain.next()
3489     }
3490
3491     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
3492         self.drain.size_hint()
3493     }
3494 }
3495
3496 #[stable(feature = "vec_splice", since = "1.21.0")]
3497 impl<I: Iterator, A: Allocator> DoubleEndedIterator for Splice<'_, I, A> {
3498     fn next_back(&mut self) -> Option<Self::Item> {
3499         self.drain.next_back()
3500     }
3501 }
3502
3503 #[stable(feature = "vec_splice", since = "1.21.0")]
3504 impl<I: Iterator, A: Allocator> ExactSizeIterator for Splice<'_, I, A> {}
3505
3506 #[stable(feature = "vec_splice", since = "1.21.0")]
3507 impl<I: Iterator, A: Allocator> Drop for Splice<'_, I, A> {
3508     fn drop(&mut self) {
3509         self.drain.by_ref().for_each(drop);
3510
3511         unsafe {
3512             if self.drain.tail_len == 0 {
3513                 self.drain.vec.as_mut().extend(self.replace_with.by_ref());
3514                 return;
3515             }
3516
3517             // First fill the range left by drain().
3518             if !self.drain.fill(&mut self.replace_with) {
3519                 return;
3520             }
3521
3522             // There may be more elements. Use the lower bound as an estimate.
3523             // FIXME: Is the upper bound a better guess? Or something else?
3524             let (lower_bound, _upper_bound) = self.replace_with.size_hint();
3525             if lower_bound > 0 {
3526                 self.drain.move_tail(lower_bound);
3527                 if !self.drain.fill(&mut self.replace_with) {
3528                     return;
3529                 }
3530             }
3531
3532             // Collect any remaining elements.
3533             // This is a zero-length vector which does not allocate if `lower_bound` was exact.
3534             let mut collected = self.replace_with.by_ref().collect::<Vec<I::Item>>().into_iter();
3535             // Now we have an exact count.
3536             if collected.len() > 0 {
3537                 self.drain.move_tail(collected.len());
3538                 let filled = self.drain.fill(&mut collected);
3539                 debug_assert!(filled);
3540                 debug_assert_eq!(collected.len(), 0);
3541             }
3542         }
3543         // Let `Drain::drop` move the tail back if necessary and restore `vec.len`.
3544     }
3545 }
3546
3547 /// Private helper methods for `Splice::drop`
3548 impl<T, A: Allocator> Drain<'_, T, A> {
3549     /// The range from `self.vec.len` to `self.tail_start` contains elements
3550     /// that have been moved out.
3551     /// Fill that range as much as possible with new elements from the `replace_with` iterator.
3552     /// Returns `true` if we filled the entire range. (`replace_with.next()` didn’t return `None`.)
3553     unsafe fn fill<I: Iterator<Item = T>>(&mut self, replace_with: &mut I) -> bool {
3554         let vec = unsafe { self.vec.as_mut() };
3555         let range_start = vec.len;
3556         let range_end = self.tail_start;
3557         let range_slice = unsafe {
3558             slice::from_raw_parts_mut(vec.as_mut_ptr().add(range_start), range_end - range_start)
3559         };
3560
3561         for place in range_slice {
3562             if let Some(new_item) = replace_with.next() {
3563                 unsafe { ptr::write(place, new_item) };
3564                 vec.len += 1;
3565             } else {
3566                 return false;
3567             }
3568         }
3569         true
3570     }
3571
3572     /// Makes room for inserting more elements before the tail.
3573     unsafe fn move_tail(&mut self, additional: usize) {
3574         let vec = unsafe { self.vec.as_mut() };
3575         let len = self.tail_start + self.tail_len;
3576         vec.buf.reserve(len, additional);
3577
3578         let new_tail_start = self.tail_start + additional;
3579         unsafe {
3580             let src = vec.as_ptr().add(self.tail_start);
3581             let dst = vec.as_mut_ptr().add(new_tail_start);
3582             ptr::copy(src, dst, self.tail_len);
3583         }
3584         self.tail_start = new_tail_start;
3585     }
3586 }
3587
3588 /// An iterator which uses a closure to determine if an element should be removed.
3589 ///
3590 /// This struct is created by [`Vec::drain_filter`].
3591 /// See its documentation for more.
3592 ///
3593 /// # Example
3594 ///
3595 /// ```
3596 /// #![feature(drain_filter)]
3597 ///
3598 /// let mut v = vec![0, 1, 2];
3599 /// let iter: std::vec::DrainFilter<_, _> = v.drain_filter(|x| *x % 2 == 0);
3600 /// ```
3601 #[unstable(feature = "drain_filter", reason = "recently added", issue = "43244")]
3602 #[derive(Debug)]
3603 pub struct DrainFilter<
3604     'a,
3605     T,
3606     F,
3607     #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")] A: Allocator = Global,
3608 > where
3609     F: FnMut(&mut T) -> bool,
3610 {
3611     vec: &'a mut Vec<T, A>,
3612     /// The index of the item that will be inspected by the next call to `next`.
3613     idx: usize,
3614     /// The number of items that have been drained (removed) thus far.
3615     del: usize,
3616     /// The original length of `vec` prior to draining.
3617     old_len: usize,
3618     /// The filter test predicate.
3619     pred: F,
3620     /// A flag that indicates a panic has occurred in the filter test predicate.
3621     /// This is used as a hint in the drop implementation to prevent consumption
3622     /// of the remainder of the `DrainFilter`. Any unprocessed items will be
3623     /// backshifted in the `vec`, but no further items will be dropped or
3624     /// tested by the filter predicate.
3625     panic_flag: bool,
3626 }
3627
3628 impl<T, F, A: Allocator> DrainFilter<'_, T, F, A>
3629 where
3630     F: FnMut(&mut T) -> bool,
3631 {
3632     /// Returns a reference to the underlying allocator.
3633     #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")]
3634     #[inline]
3635     pub fn allocator(&self) -> &A {
3636         self.vec.allocator()
3637     }
3638 }
3639
3640 #[unstable(feature = "drain_filter", reason = "recently added", issue = "43244")]
3641 impl<T, F, A: Allocator> Iterator for DrainFilter<'_, T, F, A>
3642 where
3643     F: FnMut(&mut T) -> bool,
3644 {
3645     type Item = T;
3646
3647     fn next(&mut self) -> Option<T> {
3648         unsafe {
3649             while self.idx < self.old_len {
3650                 let i = self.idx;
3651                 let v = slice::from_raw_parts_mut(self.vec.as_mut_ptr(), self.old_len);
3652                 self.panic_flag = true;
3653                 let drained = (self.pred)(&mut v[i]);
3654                 self.panic_flag = false;
3655                 // Update the index *after* the predicate is called. If the index
3656                 // is updated prior and the predicate panics, the element at this
3657                 // index would be leaked.
3658                 self.idx += 1;
3659                 if drained {
3660                     self.del += 1;
3661                     return Some(ptr::read(&v[i]));
3662                 } else if self.del > 0 {
3663                     let del = self.del;
3664                     let src: *const T = &v[i];
3665                     let dst: *mut T = &mut v[i - del];
3666                     ptr::copy_nonoverlapping(src, dst, 1);
3667                 }
3668             }
3669             None
3670         }
3671     }
3672
3673     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
3674         (0, Some(self.old_len - self.idx))
3675     }
3676 }
3677
3678 #[unstable(feature = "drain_filter", reason = "recently added", issue = "43244")]
3679 impl<T, F, A: Allocator> Drop for DrainFilter<'_, T, F, A>
3680 where
3681     F: FnMut(&mut T) -> bool,
3682 {
3683     fn drop(&mut self) {
3684         struct BackshiftOnDrop<'a, 'b, T, F, A: Allocator>
3685         where
3686             F: FnMut(&mut T) -> bool,
3687         {
3688             drain: &'b mut DrainFilter<'a, T, F, A>,
3689         }
3690
3691         impl<'a, 'b, T, F, A: Allocator> Drop for BackshiftOnDrop<'a, 'b, T, F, A>
3692         where
3693             F: FnMut(&mut T) -> bool,
3694         {
3695             fn drop(&mut self) {
3696                 unsafe {
3697                     if self.drain.idx < self.drain.old_len && self.drain.del > 0 {
3698                         // This is a pretty messed up state, and there isn't really an
3699                         // obviously right thing to do. We don't want to keep trying
3700                         // to execute `pred`, so we just backshift all the unprocessed
3701                         // elements and tell the vec that they still exist. The backshift
3702                         // is required to prevent a double-drop of the last successfully
3703                         // drained item prior to a panic in the predicate.
3704                         let ptr = self.drain.vec.as_mut_ptr();
3705                         let src = ptr.add(self.drain.idx);
3706                         let dst = src.sub(self.drain.del);
3707                         let tail_len = self.drain.old_len - self.drain.idx;
3708                         src.copy_to(dst, tail_len);
3709                     }
3710                     self.drain.vec.set_len(self.drain.old_len - self.drain.del);
3711                 }
3712             }
3713         }
3714
3715         let backshift = BackshiftOnDrop { drain: self };
3716
3717         // Attempt to consume any remaining elements if the filter predicate
3718         // has not yet panicked. We'll backshift any remaining elements
3719         // whether we've already panicked or if the consumption here panics.
3720         if !backshift.drain.panic_flag {
3721             backshift.drain.for_each(drop);
3722         }
3723     }
3724 }