src/liballoc/collections/btree/map.rs

   1 use core::borrow::Borrow;
   2 use core::cmp::Ordering;
   3 use core::fmt::Debug;
   4 use core::hash::{Hash, Hasher};
   5 use core::iter::{FromIterator, FusedIterator, Peekable};
   6 use core::marker::PhantomData;
   7 use core::mem::{self, ManuallyDrop};
   8 use core::ops::Bound::{Excluded, Included, Unbounded};
   9 use core::ops::{Index, RangeBounds};
  10 use core::{fmt, ptr};
  11
  12 use super::node::{self, marker, ForceResult::*, Handle, InsertResult::*, NodeRef};
  13 use super::search::{self, SearchResult::*};
  14 use super::unwrap_unchecked;
  15
  16 use Entry::*;
  17 use UnderflowResult::*;
  18
  19 /// A map based on a B-Tree.
  20 ///
  21 /// B-Trees represent a fundamental compromise between cache-efficiency and actually minimizing
  22 /// the amount of work performed in a search. In theory, a binary search tree (BST) is the optimal
  23 /// choice for a sorted map, as a perfectly balanced BST performs the theoretical minimum amount of
  24 /// comparisons necessary to find an element (log<sub>2</sub>n). However, in practice the way this
  25 /// is done is *very* inefficient for modern computer architectures. In particular, every element
  26 /// is stored in its own individually heap-allocated node. This means that every single insertion
  27 /// triggers a heap-allocation, and every single comparison should be a cache-miss. Since these
  28 /// are both notably expensive things to do in practice, we are forced to at very least reconsider
  29 /// the BST strategy.
  30 ///
  31 /// A B-Tree instead makes each node contain B-1 to 2B-1 elements in a contiguous array. By doing
  32 /// this, we reduce the number of allocations by a factor of B, and improve cache efficiency in
  33 /// searches. However, this does mean that searches will have to do *more* comparisons on average.
  34 /// The precise number of comparisons depends on the node search strategy used. For optimal cache
  35 /// efficiency, one could search the nodes linearly. For optimal comparisons, one could search
  36 /// the node using binary search. As a compromise, one could also perform a linear search
  37 /// that initially only checks every i<sup>th</sup> element for some choice of i.
  38 ///
  39 /// Currently, our implementation simply performs naive linear search. This provides excellent
  40 /// performance on *small* nodes of elements which are cheap to compare. However in the future we
  41 /// would like to further explore choosing the optimal search strategy based on the choice of B,
  42 /// and possibly other factors. Using linear search, searching for a random element is expected
  43 /// to take O(B * log(n)) comparisons, which is generally worse than a BST. In practice,
  44 /// however, performance is excellent.
  45 ///
  46 /// It is a logic error for a key to be modified in such a way that the key's ordering relative to
  47 /// any other key, as determined by the [`Ord`] trait, changes while it is in the map. This is
  48 /// normally only possible through [`Cell`], [`RefCell`], global state, I/O, or unsafe code.
  49 ///
  50 /// [`Ord`]: ../../std/cmp/trait.Ord.html
  51 /// [`Cell`]: ../../std/cell/struct.Cell.html
  52 /// [`RefCell`]: ../../std/cell/struct.RefCell.html
  53 ///
  54 /// # Examples
  55 ///
  56 /// ```
  57 /// use std::collections::BTreeMap;
  58 ///
  59 /// // type inference lets us omit an explicit type signature (which
  60 /// // would be `BTreeMap<&str, &str>` in this example).
  61 /// let mut movie_reviews = BTreeMap::new();
  62 ///
  63 /// // review some movies.
  64 /// movie_reviews.insert("Office Space",       "Deals with real issues in the workplace.");
  65 /// movie_reviews.insert("Pulp Fiction",       "Masterpiece.");
  66 /// movie_reviews.insert("The Godfather",      "Very enjoyable.");
  67 /// movie_reviews.insert("The Blues Brothers", "Eye lyked it a lot.");
  68 ///
  69 /// // check for a specific one.
  70 /// if !movie_reviews.contains_key("Les Misérables") {
  71 ///     println!("We've got {} reviews, but Les Misérables ain't one.",
  72 ///              movie_reviews.len());
  73 /// }
  74 ///
  75 /// // oops, this review has a lot of spelling mistakes, let's delete it.
  76 /// movie_reviews.remove("The Blues Brothers");
  77 ///
  78 /// // look up the values associated with some keys.
  79 /// let to_find = ["Up!", "Office Space"];
  80 /// for movie in &to_find {
  81 ///     match movie_reviews.get(movie) {
  82 ///        Some(review) => println!("{}: {}", movie, review),
  83 ///        None => println!("{} is unreviewed.", movie)
  84 ///     }
  85 /// }
  86 ///
  87 /// // Look up the value for a key (will panic if the key is not found).
  88 /// println!("Movie review: {}", movie_reviews["Office Space"]);
  89 ///
  90 /// // iterate over everything.
  91 /// for (movie, review) in &movie_reviews {
  92 ///     println!("{}: \"{}\"", movie, review);
  93 /// }
  94 /// ```
  95 ///
  96 /// `BTreeMap` also implements an [`Entry API`](#method.entry), which allows
  97 /// for more complex methods of getting, setting, updating and removing keys and
  98 /// their values:
  99 ///
 100 /// ```
 101 /// use std::collections::BTreeMap;
 102 ///
 103 /// // type inference lets us omit an explicit type signature (which
 104 /// // would be `BTreeMap<&str, u8>` in this example).
 105 /// let mut player_stats = BTreeMap::new();
 106 ///
 107 /// fn random_stat_buff() -> u8 {
 108 ///     // could actually return some random value here - let's just return
 109 ///     // some fixed value for now
 110 ///     42
 111 /// }
 112 ///
 113 /// // insert a key only if it doesn't already exist
 114 /// player_stats.entry("health").or_insert(100);
 115 ///
 116 /// // insert a key using a function that provides a new value only if it
 117 /// // doesn't already exist
 118 /// player_stats.entry("defence").or_insert_with(random_stat_buff);
 119 ///
 120 /// // update a key, guarding against the key possibly not being set
 121 /// let stat = player_stats.entry("attack").or_insert(100);
 122 /// *stat += random_stat_buff();
 123 /// ```
 124 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 125 pub struct BTreeMap<K, V> {
 126     root: Option<node::Root<K, V>>,
 127     length: usize,
 128 }
 129
 130 #[stable(feature = "btree_drop", since = "1.7.0")]
 131 unsafe impl<#[may_dangle] K, #[may_dangle] V> Drop for BTreeMap<K, V> {
 132     fn drop(&mut self) {
 133         unsafe {
 134             drop(ptr::read(self).into_iter());
 135         }
 136     }
 137 }
 138
 139 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 140 impl<K: Clone, V: Clone> Clone for BTreeMap<K, V> {
 141     fn clone(&self) -> BTreeMap<K, V> {
 142         fn clone_subtree<'a, K: Clone, V: Clone>(
 143             node: node::NodeRef<marker::Immut<'a>, K, V, marker::LeafOrInternal>,
 144         ) -> BTreeMap<K, V>
 145         where
 146             K: 'a,
 147             V: 'a,
 148         {
 149             match node.force() {
 150                 Leaf(leaf) => {
 151                     let mut out_tree = BTreeMap { root: Some(node::Root::new_leaf()), length: 0 };
 152
 153                     {
 154                         let root = out_tree.root.as_mut().unwrap();
 155                         let mut out_node = match root.as_mut().force() {
 156                             Leaf(leaf) => leaf,
 157                             Internal(_) => unreachable!(),
 158                         };
 159
 160                         let mut in_edge = leaf.first_edge();
 161                         while let Ok(kv) = in_edge.right_kv() {
 162                             let (k, v) = kv.into_kv();
 163                             in_edge = kv.right_edge();
 164
 165                             out_node.push(k.clone(), v.clone());
 166                             out_tree.length += 1;
 167                         }
 168                     }
 169
 170                     out_tree
 171                 }
 172                 Internal(internal) => {
 173                     let mut out_tree = clone_subtree(internal.first_edge().descend());
 174                     out_tree.ensure_root_is_owned();
 175
 176                     {
 177                         // Ideally we'd use the return of ensure_root_is_owned
 178                         // instead of re-unwrapping here but unfortunately that
 179                         // borrows all of out_tree and we need access to the
 180                         // length below.
 181                         let mut out_node = out_tree.root.as_mut().unwrap().push_level();
 182                         let mut in_edge = internal.first_edge();
 183                         while let Ok(kv) = in_edge.right_kv() {
 184                             let (k, v) = kv.into_kv();
 185                             in_edge = kv.right_edge();
 186
 187                             let k = (*k).clone();
 188                             let v = (*v).clone();
 189                             let subtree = clone_subtree(in_edge.descend());
 190
 191                             // We can't destructure subtree directly
 192                             // because BTreeMap implements Drop
 193                             let (subroot, sublength) = unsafe {
 194                                 let subtree = ManuallyDrop::new(subtree);
 195                                 let root = ptr::read(&subtree.root);
 196                                 let length = subtree.length;
 197                                 (root, length)
 198                             };
 199
 200                             out_node.push(k, v, subroot.unwrap_or_else(node::Root::new_leaf));
 201                             out_tree.length += 1 + sublength;
 202                         }
 203                     }
 204
 205                     out_tree
 206                 }
 207             }
 208         }
 209
 210         if self.is_empty() {
 211             // Ideally we'd call `BTreeMap::new` here, but that has the `K:
 212             // Ord` constraint, which this method lacks.
 213             BTreeMap { root: None, length: 0 }
 214         } else {
 215             clone_subtree(self.root.as_ref().unwrap().as_ref())
 216         }
 217     }
 218 }
 219
 220 impl<K, Q: ?Sized> super::Recover<Q> for BTreeMap<K, ()>
 221 where
 222     K: Borrow<Q> + Ord,
 223     Q: Ord,
 224 {
 225     type Key = K;
 226
 227     fn get(&self, key: &Q) -> Option<&K> {
 228         match search::search_tree(self.root.as_ref()?.as_ref(), key) {
 229             Found(handle) => Some(handle.into_kv().0),
 230             GoDown(_) => None,
 231         }
 232     }
 233
 234     fn take(&mut self, key: &Q) -> Option<K> {
 235         match search::search_tree(self.root.as_mut()?.as_mut(), key) {
 236             Found(handle) => Some(
 237                 OccupiedEntry { handle, length: &mut self.length, _marker: PhantomData }
 238                     .remove_kv()
 239                     .0,
 240             ),
 241             GoDown(_) => None,
 242         }
 243     }
 244
 245     fn replace(&mut self, key: K) -> Option<K> {
 246         self.ensure_root_is_owned();
 247         match search::search_tree::<marker::Mut<'_>, K, (), K>(self.root.as_mut()?.as_mut(), &key) {
 248             Found(handle) => Some(mem::replace(handle.into_kv_mut().0, key)),
 249             GoDown(handle) => {
 250                 VacantEntry { key, handle, length: &mut self.length, _marker: PhantomData }
 251                     .insert(());
 252                 None
 253             }
 254         }
 255     }
 256 }
 257
 258 /// An iterator over the entries of a `BTreeMap`.
 259 ///
 260 /// This `struct` is created by the [`iter`] method on [`BTreeMap`]. See its
 261 /// documentation for more.
 262 ///
 263 /// [`iter`]: struct.BTreeMap.html#method.iter
 264 /// [`BTreeMap`]: struct.BTreeMap.html
 265 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 266 pub struct Iter<'a, K: 'a, V: 'a> {
 267     range: Range<'a, K, V>,
 268     length: usize,
 269 }
 270
 271 #[stable(feature = "collection_debug", since = "1.17.0")]
 272 impl<K: fmt::Debug, V: fmt::Debug> fmt::Debug for Iter<'_, K, V> {
 273     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
 274         f.debug_list().entries(self.clone()).finish()
 275     }
 276 }
 277
 278 /// A mutable iterator over the entries of a `BTreeMap`.
 279 ///
 280 /// This `struct` is created by the [`iter_mut`] method on [`BTreeMap`]. See its
 281 /// documentation for more.
 282 ///
 283 /// [`iter_mut`]: struct.BTreeMap.html#method.iter_mut
 284 /// [`BTreeMap`]: struct.BTreeMap.html
 285 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 286 #[derive(Debug)]
 287 pub struct IterMut<'a, K: 'a, V: 'a> {
 288     range: RangeMut<'a, K, V>,
 289     length: usize,
 290 }
 291
 292 /// An owning iterator over the entries of a `BTreeMap`.
 293 ///
 294 /// This `struct` is created by the [`into_iter`] method on [`BTreeMap`]
 295 /// (provided by the `IntoIterator` trait). See its documentation for more.
 296 ///
 297 /// [`into_iter`]: struct.BTreeMap.html#method.into_iter
 298 /// [`BTreeMap`]: struct.BTreeMap.html
 299 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 300 pub struct IntoIter<K, V> {
 301     front: Option<Handle<NodeRef<marker::Owned, K, V, marker::Leaf>, marker::Edge>>,
 302     back: Option<Handle<NodeRef<marker::Owned, K, V, marker::Leaf>, marker::Edge>>,
 303     length: usize,
 304 }
 305
 306 #[stable(feature = "collection_debug", since = "1.17.0")]
 307 impl<K: fmt::Debug, V: fmt::Debug> fmt::Debug for IntoIter<K, V> {
 308     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
 309         let range = Range {
 310             front: self.front.as_ref().map(|f| f.reborrow()),
 311             back: self.back.as_ref().map(|b| b.reborrow()),
 312         };
 313         f.debug_list().entries(range).finish()
 314     }
 315 }
 316
 317 /// An iterator over the keys of a `BTreeMap`.
 318 ///
 319 /// This `struct` is created by the [`keys`] method on [`BTreeMap`]. See its
 320 /// documentation for more.
 321 ///
 322 /// [`keys`]: struct.BTreeMap.html#method.keys
 323 /// [`BTreeMap`]: struct.BTreeMap.html
 324 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 325 pub struct Keys<'a, K: 'a, V: 'a> {
 326     inner: Iter<'a, K, V>,
 327 }
 328
 329 #[stable(feature = "collection_debug", since = "1.17.0")]
 330 impl<K: fmt::Debug, V> fmt::Debug for Keys<'_, K, V> {
 331     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
 332         f.debug_list().entries(self.clone()).finish()
 333     }
 334 }
 335
 336 /// An iterator over the values of a `BTreeMap`.
 337 ///
 338 /// This `struct` is created by the [`values`] method on [`BTreeMap`]. See its
 339 /// documentation for more.
 340 ///
 341 /// [`values`]: struct.BTreeMap.html#method.values
 342 /// [`BTreeMap`]: struct.BTreeMap.html
 343 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 344 pub struct Values<'a, K: 'a, V: 'a> {
 345     inner: Iter<'a, K, V>,
 346 }
 347
 348 #[stable(feature = "collection_debug", since = "1.17.0")]
 349 impl<K, V: fmt::Debug> fmt::Debug for Values<'_, K, V> {
 350     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
 351         f.debug_list().entries(self.clone()).finish()
 352     }
 353 }
 354
 355 /// A mutable iterator over the values of a `BTreeMap`.
 356 ///
 357 /// This `struct` is created by the [`values_mut`] method on [`BTreeMap`]. See its
 358 /// documentation for more.
 359 ///
 360 /// [`values_mut`]: struct.BTreeMap.html#method.values_mut
 361 /// [`BTreeMap`]: struct.BTreeMap.html
 362 #[stable(feature = "map_values_mut", since = "1.10.0")]
 363 #[derive(Debug)]
 364 pub struct ValuesMut<'a, K: 'a, V: 'a> {
 365     inner: IterMut<'a, K, V>,
 366 }
 367
 368 /// An iterator over a sub-range of entries in a `BTreeMap`.
 369 ///
 370 /// This `struct` is created by the [`range`] method on [`BTreeMap`]. See its
 371 /// documentation for more.
 372 ///
 373 /// [`range`]: struct.BTreeMap.html#method.range
 374 /// [`BTreeMap`]: struct.BTreeMap.html
 375 #[stable(feature = "btree_range", since = "1.17.0")]
 376 pub struct Range<'a, K: 'a, V: 'a> {
 377     front: Option<Handle<NodeRef<marker::Immut<'a>, K, V, marker::Leaf>, marker::Edge>>,
 378     back: Option<Handle<NodeRef<marker::Immut<'a>, K, V, marker::Leaf>, marker::Edge>>,
 379 }
 380
 381 #[stable(feature = "collection_debug", since = "1.17.0")]
 382 impl<K: fmt::Debug, V: fmt::Debug> fmt::Debug for Range<'_, K, V> {
 383     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
 384         f.debug_list().entries(self.clone()).finish()
 385     }
 386 }
 387
 388 /// A mutable iterator over a sub-range of entries in a `BTreeMap`.
 389 ///
 390 /// This `struct` is created by the [`range_mut`] method on [`BTreeMap`]. See its
 391 /// documentation for more.
 392 ///
 393 /// [`range_mut`]: struct.BTreeMap.html#method.range_mut
 394 /// [`BTreeMap`]: struct.BTreeMap.html
 395 #[stable(feature = "btree_range", since = "1.17.0")]
 396 pub struct RangeMut<'a, K: 'a, V: 'a> {
 397     front: Option<Handle<NodeRef<marker::Mut<'a>, K, V, marker::Leaf>, marker::Edge>>,
 398     back: Option<Handle<NodeRef<marker::Mut<'a>, K, V, marker::Leaf>, marker::Edge>>,
 399
 400     // Be invariant in `K` and `V`
 401     _marker: PhantomData<&'a mut (K, V)>,
 402 }
 403
 404 #[stable(feature = "collection_debug", since = "1.17.0")]
 405 impl<K: fmt::Debug, V: fmt::Debug> fmt::Debug for RangeMut<'_, K, V> {
 406     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
 407         let range = Range {
 408             front: self.front.as_ref().map(|f| f.reborrow()),
 409             back: self.back.as_ref().map(|b| b.reborrow()),
 410         };
 411         f.debug_list().entries(range).finish()
 412     }
 413 }
 414
 415 /// A view into a single entry in a map, which may either be vacant or occupied.
 416 ///
 417 /// This `enum` is constructed from the [`entry`] method on [`BTreeMap`].
 418 ///
 419 /// [`BTreeMap`]: struct.BTreeMap.html
 420 /// [`entry`]: struct.BTreeMap.html#method.entry
 421 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 422 pub enum Entry<'a, K: 'a, V: 'a> {
 423     /// A vacant entry.
 424     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 425     Vacant(#[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")] VacantEntry<'a, K, V>),
 426
 427     /// An occupied entry.
 428     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 429     Occupied(#[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")] OccupiedEntry<'a, K, V>),
 430 }
 431
 432 #[stable(feature = "debug_btree_map", since = "1.12.0")]
 433 impl<K: Debug + Ord, V: Debug> Debug for Entry<'_, K, V> {
 434     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
 435         match *self {
 436             Vacant(ref v) => f.debug_tuple("Entry").field(v).finish(),
 437             Occupied(ref o) => f.debug_tuple("Entry").field(o).finish(),
 438         }
 439     }
 440 }
 441
 442 /// A view into a vacant entry in a `BTreeMap`.
 443 /// It is part of the [`Entry`] enum.
 444 ///
 445 /// [`Entry`]: enum.Entry.html
 446 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 447 pub struct VacantEntry<'a, K: 'a, V: 'a> {
 448     key: K,
 449     handle: Handle<NodeRef<marker::Mut<'a>, K, V, marker::Leaf>, marker::Edge>,
 450     length: &'a mut usize,
 451
 452     // Be invariant in `K` and `V`
 453     _marker: PhantomData<&'a mut (K, V)>,
 454 }
 455
 456 #[stable(feature = "debug_btree_map", since = "1.12.0")]
 457 impl<K: Debug + Ord, V> Debug for VacantEntry<'_, K, V> {
 458     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
 459         f.debug_tuple("VacantEntry").field(self.key()).finish()
 460     }
 461 }
 462
 463 /// A view into an occupied entry in a `BTreeMap`.
 464 /// It is part of the [`Entry`] enum.
 465 ///
 466 /// [`Entry`]: enum.Entry.html
 467 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 468 pub struct OccupiedEntry<'a, K: 'a, V: 'a> {
 469     handle: Handle<NodeRef<marker::Mut<'a>, K, V, marker::LeafOrInternal>, marker::KV>,
 470
 471     length: &'a mut usize,
 472
 473     // Be invariant in `K` and `V`
 474     _marker: PhantomData<&'a mut (K, V)>,
 475 }
 476
 477 #[stable(feature = "debug_btree_map", since = "1.12.0")]
 478 impl<K: Debug + Ord, V: Debug> Debug for OccupiedEntry<'_, K, V> {
 479     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
 480         f.debug_struct("OccupiedEntry").field("key", self.key()).field("value", self.get()).finish()
 481     }
 482 }
 483
 484 // An iterator for merging two sorted sequences into one
 485 struct MergeIter<K, V, I: Iterator<Item = (K, V)>> {
 486     left: Peekable<I>,
 487     right: Peekable<I>,
 488 }
 489
 490 impl<K: Ord, V> BTreeMap<K, V> {
 491     /// Makes a new empty BTreeMap.
 492     ///
 493     /// Does not allocate anything on its own.
 494     ///
 495     /// # Examples
 496     ///
 497     /// Basic usage:
 498     ///
 499     /// ```
 500     /// use std::collections::BTreeMap;
 501     ///
 502     /// let mut map = BTreeMap::new();
 503     ///
 504     /// // entries can now be inserted into the empty map
 505     /// map.insert(1, "a");
 506     /// ```
 507     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 508     #[rustc_const_unstable(feature = "const_btree_new", issue = "71835")]
 509     pub const fn new() -> BTreeMap<K, V> {
 510         BTreeMap { root: None, length: 0 }
 511     }
 512
 513     /// Clears the map, removing all elements.
 514     ///
 515     /// # Examples
 516     ///
 517     /// Basic usage:
 518     ///
 519     /// ```
 520     /// use std::collections::BTreeMap;
 521     ///
 522     /// let mut a = BTreeMap::new();
 523     /// a.insert(1, "a");
 524     /// a.clear();
 525     /// assert!(a.is_empty());
 526     /// ```
 527     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 528     pub fn clear(&mut self) {
 529         *self = BTreeMap::new();
 530     }
 531
 532     /// Returns a reference to the value corresponding to the key.
 533     ///
 534     /// The key may be any borrowed form of the map's key type, but the ordering
 535     /// on the borrowed form *must* match the ordering on the key type.
 536     ///
 537     /// # Examples
 538     ///
 539     /// Basic usage:
 540     ///
 541     /// ```
 542     /// use std::collections::BTreeMap;
 543     ///
 544     /// let mut map = BTreeMap::new();
 545     /// map.insert(1, "a");
 546     /// assert_eq!(map.get(&1), Some(&"a"));
 547     /// assert_eq!(map.get(&2), None);
 548     /// ```
 549     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 550     pub fn get<Q: ?Sized>(&self, key: &Q) -> Option<&V>
 551     where
 552         K: Borrow<Q>,
 553         Q: Ord,
 554     {
 555         match search::search_tree(self.root.as_ref()?.as_ref(), key) {
 556             Found(handle) => Some(handle.into_kv().1),
 557             GoDown(_) => None,
 558         }
 559     }
 560
 561     /// Returns the key-value pair corresponding to the supplied key.
 562     ///
 563     /// The supplied key may be any borrowed form of the map's key type, but the ordering
 564     /// on the borrowed form *must* match the ordering on the key type.
 565     ///
 566     /// # Examples
 567     ///
 568     /// ```
 569     /// use std::collections::BTreeMap;
 570     ///
 571     /// let mut map = BTreeMap::new();
 572     /// map.insert(1, "a");
 573     /// assert_eq!(map.get_key_value(&1), Some((&1, &"a")));
 574     /// assert_eq!(map.get_key_value(&2), None);
 575     /// ```
 576     #[stable(feature = "map_get_key_value", since = "1.40.0")]
 577     pub fn get_key_value<Q: ?Sized>(&self, k: &Q) -> Option<(&K, &V)>
 578     where
 579         K: Borrow<Q>,
 580         Q: Ord,
 581     {
 582         match search::search_tree(self.root.as_ref()?.as_ref(), k) {
 583             Found(handle) => Some(handle.into_kv()),
 584             GoDown(_) => None,
 585         }
 586     }
 587
 588     /// Returns the first key-value pair in the map.
 589     /// The key in this pair is the minimum key in the map.
 590     ///
 591     /// # Examples
 592     ///
 593     /// Basic usage:
 594     ///
 595     /// ```
 596     /// #![feature(map_first_last)]
 597     /// use std::collections::BTreeMap;
 598     ///
 599     /// let mut map = BTreeMap::new();
 600     /// assert_eq!(map.first_key_value(), None);
 601     /// map.insert(1, "b");
 602     /// map.insert(2, "a");
 603     /// assert_eq!(map.first_key_value(), Some((&1, &"b")));
 604     /// ```
 605     #[unstable(feature = "map_first_last", issue = "62924")]
 606     pub fn first_key_value(&self) -> Option<(&K, &V)> {
 607         let front = self.root.as_ref()?.as_ref().first_leaf_edge();
 608         front.right_kv().ok().map(Handle::into_kv)
 609     }
 610
 611     /// Returns the first entry in the map for in-place manipulation.
 612     /// The key of this entry is the minimum key in the map.
 613     ///
 614     /// # Examples
 615     ///
 616     /// ```
 617     /// #![feature(map_first_last)]
 618     /// use std::collections::BTreeMap;
 619     ///
 620     /// let mut map = BTreeMap::new();
 621     /// map.insert(1, "a");
 622     /// map.insert(2, "b");
 623     /// if let Some(mut entry) = map.first_entry() {
 624     ///     if *entry.key() > 0 {
 625     ///         entry.insert("first");
 626     ///     }
 627     /// }
 628     /// assert_eq!(*map.get(&1).unwrap(), "first");
 629     /// assert_eq!(*map.get(&2).unwrap(), "b");
 630     /// ```
 631     #[unstable(feature = "map_first_last", issue = "62924")]
 632     pub fn first_entry(&mut self) -> Option<OccupiedEntry<'_, K, V>> {
 633         let front = self.root.as_mut()?.as_mut().first_leaf_edge();
 634         let kv = front.right_kv().ok()?;
 635         Some(OccupiedEntry {
 636             handle: kv.forget_node_type(),
 637             length: &mut self.length,
 638             _marker: PhantomData,
 639         })
 640     }
 641
 642     /// Removes and returns the first element in the map.
 643     /// The key of this element is the minimum key that was in the map.
 644     ///
 645     /// # Examples
 646     ///
 647     /// Draining elements in ascending order, while keeping a usable map each iteration.
 648     ///
 649     /// ```
 650     /// #![feature(map_first_last)]
 651     /// use std::collections::BTreeMap;
 652     ///
 653     /// let mut map = BTreeMap::new();
 654     /// map.insert(1, "a");
 655     /// map.insert(2, "b");
 656     /// while let Some((key, _val)) = map.pop_first() {
 657     ///     assert!(map.iter().all(|(k, _v)| *k > key));
 658     /// }
 659     /// assert!(map.is_empty());
 660     /// ```
 661     #[unstable(feature = "map_first_last", issue = "62924")]
 662     pub fn pop_first(&mut self) -> Option<(K, V)> {
 663         self.first_entry().map(|entry| entry.remove_entry())
 664     }
 665
 666     /// Returns the last key-value pair in the map.
 667     /// The key in this pair is the maximum key in the map.
 668     ///
 669     /// # Examples
 670     ///
 671     /// Basic usage:
 672     ///
 673     /// ```
 674     /// #![feature(map_first_last)]
 675     /// use std::collections::BTreeMap;
 676     ///
 677     /// let mut map = BTreeMap::new();
 678     /// map.insert(1, "b");
 679     /// map.insert(2, "a");
 680     /// assert_eq!(map.last_key_value(), Some((&2, &"a")));
 681     /// ```
 682     #[unstable(feature = "map_first_last", issue = "62924")]
 683     pub fn last_key_value(&self) -> Option<(&K, &V)> {
 684         let back = self.root.as_ref()?.as_ref().last_leaf_edge();
 685         back.left_kv().ok().map(Handle::into_kv)
 686     }
 687
 688     /// Returns the last entry in the map for in-place manipulation.
 689     /// The key of this entry is the maximum key in the map.
 690     ///
 691     /// # Examples
 692     ///
 693     /// ```
 694     /// #![feature(map_first_last)]
 695     /// use std::collections::BTreeMap;
 696     ///
 697     /// let mut map = BTreeMap::new();
 698     /// map.insert(1, "a");
 699     /// map.insert(2, "b");
 700     /// if let Some(mut entry) = map.last_entry() {
 701     ///     if *entry.key() > 0 {
 702     ///         entry.insert("last");
 703     ///     }
 704     /// }
 705     /// assert_eq!(*map.get(&1).unwrap(), "a");
 706     /// assert_eq!(*map.get(&2).unwrap(), "last");
 707     /// ```
 708     #[unstable(feature = "map_first_last", issue = "62924")]
 709     pub fn last_entry(&mut self) -> Option<OccupiedEntry<'_, K, V>> {
 710         let back = self.root.as_mut()?.as_mut().last_leaf_edge();
 711         let kv = back.left_kv().ok()?;
 712         Some(OccupiedEntry {
 713             handle: kv.forget_node_type(),
 714             length: &mut self.length,
 715             _marker: PhantomData,
 716         })
 717     }
 718
 719     /// Removes and returns the last element in the map.
 720     /// The key of this element is the maximum key that was in the map.
 721     ///
 722     /// # Examples
 723     ///
 724     /// Draining elements in descending order, while keeping a usable map each iteration.
 725     ///
 726     /// ```
 727     /// #![feature(map_first_last)]
 728     /// use std::collections::BTreeMap;
 729     ///
 730     /// let mut map = BTreeMap::new();
 731     /// map.insert(1, "a");
 732     /// map.insert(2, "b");
 733     /// while let Some((key, _val)) = map.pop_last() {
 734     ///     assert!(map.iter().all(|(k, _v)| *k < key));
 735     /// }
 736     /// assert!(map.is_empty());
 737     /// ```
 738     #[unstable(feature = "map_first_last", issue = "62924")]
 739     pub fn pop_last(&mut self) -> Option<(K, V)> {
 740         self.last_entry().map(|entry| entry.remove_entry())
 741     }
 742
 743     /// Returns `true` if the map contains a value for the specified key.
 744     ///
 745     /// The key may be any borrowed form of the map's key type, but the ordering
 746     /// on the borrowed form *must* match the ordering on the key type.
 747     ///
 748     /// # Examples
 749     ///
 750     /// Basic usage:
 751     ///
 752     /// ```
 753     /// use std::collections::BTreeMap;
 754     ///
 755     /// let mut map = BTreeMap::new();
 756     /// map.insert(1, "a");
 757     /// assert_eq!(map.contains_key(&1), true);
 758     /// assert_eq!(map.contains_key(&2), false);
 759     /// ```
 760     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 761     pub fn contains_key<Q: ?Sized>(&self, key: &Q) -> bool
 762     where
 763         K: Borrow<Q>,
 764         Q: Ord,
 765     {
 766         self.get(key).is_some()
 767     }
 768
 769     /// Returns a mutable reference to the value corresponding to the key.
 770     ///
 771     /// The key may be any borrowed form of the map's key type, but the ordering
 772     /// on the borrowed form *must* match the ordering on the key type.
 773     ///
 774     /// # Examples
 775     ///
 776     /// Basic usage:
 777     ///
 778     /// ```
 779     /// use std::collections::BTreeMap;
 780     ///
 781     /// let mut map = BTreeMap::new();
 782     /// map.insert(1, "a");
 783     /// if let Some(x) = map.get_mut(&1) {
 784     ///     *x = "b";
 785     /// }
 786     /// assert_eq!(map[&1], "b");
 787     /// ```
 788     // See `get` for implementation notes, this is basically a copy-paste with mut's added
 789     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 790     pub fn get_mut<Q: ?Sized>(&mut self, key: &Q) -> Option<&mut V>
 791     where
 792         K: Borrow<Q>,
 793         Q: Ord,
 794     {
 795         match search::search_tree(self.root.as_mut()?.as_mut(), key) {
 796             Found(handle) => Some(handle.into_kv_mut().1),
 797             GoDown(_) => None,
 798         }
 799     }
 800
 801     /// Inserts a key-value pair into the map.
 802     ///
 803     /// If the map did not have this key present, `None` is returned.
 804     ///
 805     /// If the map did have this key present, the value is updated, and the old
 806     /// value is returned. The key is not updated, though; this matters for
 807     /// types that can be `==` without being identical. See the [module-level
 808     /// documentation] for more.
 809     ///
 810     /// [module-level documentation]: index.html#insert-and-complex-keys
 811     ///
 812     /// # Examples
 813     ///
 814     /// Basic usage:
 815     ///
 816     /// ```
 817     /// use std::collections::BTreeMap;
 818     ///
 819     /// let mut map = BTreeMap::new();
 820     /// assert_eq!(map.insert(37, "a"), None);
 821     /// assert_eq!(map.is_empty(), false);
 822     ///
 823     /// map.insert(37, "b");
 824     /// assert_eq!(map.insert(37, "c"), Some("b"));
 825     /// assert_eq!(map[&37], "c");
 826     /// ```
 827     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 828     pub fn insert(&mut self, key: K, value: V) -> Option<V> {
 829         match self.entry(key) {
 830             Occupied(mut entry) => Some(entry.insert(value)),
 831             Vacant(entry) => {
 832                 entry.insert(value);
 833                 None
 834             }
 835         }
 836     }
 837
 838     /// Removes a key from the map, returning the value at the key if the key
 839     /// was previously in the map.
 840     ///
 841     /// The key may be any borrowed form of the map's key type, but the ordering
 842     /// on the borrowed form *must* match the ordering on the key type.
 843     ///
 844     /// # Examples
 845     ///
 846     /// Basic usage:
 847     ///
 848     /// ```
 849     /// use std::collections::BTreeMap;
 850     ///
 851     /// let mut map = BTreeMap::new();
 852     /// map.insert(1, "a");
 853     /// assert_eq!(map.remove(&1), Some("a"));
 854     /// assert_eq!(map.remove(&1), None);
 855     /// ```
 856     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 857     pub fn remove<Q: ?Sized>(&mut self, key: &Q) -> Option<V>
 858     where
 859         K: Borrow<Q>,
 860         Q: Ord,
 861     {
 862         self.remove_entry(key).map(|(_, v)| v)
 863     }
 864
 865     /// Removes a key from the map, returning the stored key and value if the key
 866     /// was previously in the map.
 867     ///
 868     /// The key may be any borrowed form of the map's key type, but the ordering
 869     /// on the borrowed form *must* match the ordering on the key type.
 870     ///
 871     /// # Examples
 872     ///
 873     /// Basic usage:
 874     ///
 875     /// ```
 876     /// use std::collections::BTreeMap;
 877     ///
 878     /// let mut map = BTreeMap::new();
 879     /// map.insert(1, "a");
 880     /// assert_eq!(map.remove_entry(&1), Some((1, "a")));
 881     /// assert_eq!(map.remove_entry(&1), None);
 882     /// ```
 883     #[stable(feature = "btreemap_remove_entry", since = "1.45.0")]
 884     pub fn remove_entry<Q: ?Sized>(&mut self, key: &Q) -> Option<(K, V)>
 885     where
 886         K: Borrow<Q>,
 887         Q: Ord,
 888     {
 889         match search::search_tree(self.root.as_mut()?.as_mut(), key) {
 890             Found(handle) => Some(
 891                 OccupiedEntry { handle, length: &mut self.length, _marker: PhantomData }
 892                     .remove_entry(),
 893             ),
 894             GoDown(_) => None,
 895         }
 896     }
 897
 898     /// Moves all elements from `other` into `Self`, leaving `other` empty.
 899     ///
 900     /// # Examples
 901     ///
 902     /// ```
 903     /// use std::collections::BTreeMap;
 904     ///
 905     /// let mut a = BTreeMap::new();
 906     /// a.insert(1, "a");
 907     /// a.insert(2, "b");
 908     /// a.insert(3, "c");
 909     ///
 910     /// let mut b = BTreeMap::new();
 911     /// b.insert(3, "d");
 912     /// b.insert(4, "e");
 913     /// b.insert(5, "f");
 914     ///
 915     /// a.append(&mut b);
 916     ///
 917     /// assert_eq!(a.len(), 5);
 918     /// assert_eq!(b.len(), 0);
 919     ///
 920     /// assert_eq!(a[&1], "a");
 921     /// assert_eq!(a[&2], "b");
 922     /// assert_eq!(a[&3], "d");
 923     /// assert_eq!(a[&4], "e");
 924     /// assert_eq!(a[&5], "f");
 925     /// ```
 926     #[stable(feature = "btree_append", since = "1.11.0")]
 927     pub fn append(&mut self, other: &mut Self) {
 928         // Do we have to append anything at all?
 929         if other.is_empty() {
 930             return;
 931         }
 932
 933         // We can just swap `self` and `other` if `self` is empty.
 934         if self.is_empty() {
 935             mem::swap(self, other);
 936             return;
 937         }
 938
 939         // First, we merge `self` and `other` into a sorted sequence in linear time.
 940         let self_iter = mem::take(self).into_iter();
 941         let other_iter = mem::take(other).into_iter();
 942         let iter = MergeIter { left: self_iter.peekable(), right: other_iter.peekable() };
 943
 944         // Second, we build a tree from the sorted sequence in linear time.
 945         self.from_sorted_iter(iter);
 946         self.fix_right_edge();
 947     }
 948
 949     /// Constructs a double-ended iterator over a sub-range of elements in the map.
 950     /// The simplest way is to use the range syntax `min..max`, thus `range(min..max)` will
 951     /// yield elements from min (inclusive) to max (exclusive).
 952     /// The range may also be entered as `(Bound<T>, Bound<T>)`, so for example
 953     /// `range((Excluded(4), Included(10)))` will yield a left-exclusive, right-inclusive
 954     /// range from 4 to 10.
 955     ///
 956     /// # Panics
 957     ///
 958     /// Panics if range `start > end`.
 959     /// Panics if range `start == end` and both bounds are `Excluded`.
 960     ///
 961     /// # Examples
 962     ///
 963     /// Basic usage:
 964     ///
 965     /// ```
 966     /// use std::collections::BTreeMap;
 967     /// use std::ops::Bound::Included;
 968     ///
 969     /// let mut map = BTreeMap::new();
 970     /// map.insert(3, "a");
 971     /// map.insert(5, "b");
 972     /// map.insert(8, "c");
 973     /// for (&key, &value) in map.range((Included(&4), Included(&8))) {
 974     ///     println!("{}: {}", key, value);
 975     /// }
 976     /// assert_eq!(Some((&5, &"b")), map.range(4..).next());
 977     /// ```
 978     #[stable(feature = "btree_range", since = "1.17.0")]
 979     pub fn range<T: ?Sized, R>(&self, range: R) -> Range<'_, K, V>
 980     where
 981         T: Ord,
 982         K: Borrow<T>,
 983         R: RangeBounds<T>,
 984     {
 985         if let Some(root) = &self.root {
 986             let (f, b) = range_search(root.as_ref(), range);
 987
 988             Range { front: Some(f), back: Some(b) }
 989         } else {
 990             Range { front: None, back: None }
 991         }
 992     }
 993
 994     /// Constructs a mutable double-ended iterator over a sub-range of elements in the map.
 995     /// The simplest way is to use the range syntax `min..max`, thus `range(min..max)` will
 996     /// yield elements from min (inclusive) to max (exclusive).
 997     /// The range may also be entered as `(Bound<T>, Bound<T>)`, so for example
 998     /// `range((Excluded(4), Included(10)))` will yield a left-exclusive, right-inclusive
 999     /// range from 4 to 10.
1000     ///
1001     /// # Panics
1002     ///
1003     /// Panics if range `start > end`.
1004     /// Panics if range `start == end` and both bounds are `Excluded`.
1005     ///
1006     /// # Examples
1007     ///
1008     /// Basic usage:
1009     ///
1010     /// ```
1011     /// use std::collections::BTreeMap;
1012     ///
1013     /// let mut map: BTreeMap<&str, i32> = ["Alice", "Bob", "Carol", "Cheryl"]
1014     ///     .iter()
1015     ///     .map(|&s| (s, 0))
1016     ///     .collect();
1017     /// for (_, balance) in map.range_mut("B".."Cheryl") {
1018     ///     *balance += 100;
1019     /// }
1020     /// for (name, balance) in &map {
1021     ///     println!("{} => {}", name, balance);
1022     /// }
1023     /// ```
1024     #[stable(feature = "btree_range", since = "1.17.0")]
1025     pub fn range_mut<T: ?Sized, R>(&mut self, range: R) -> RangeMut<'_, K, V>
1026     where
1027         T: Ord,
1028         K: Borrow<T>,
1029         R: RangeBounds<T>,
1030     {
1031         if let Some(root) = &mut self.root {
1032             let (f, b) = range_search(root.as_mut(), range);
1033
1034             RangeMut { front: Some(f), back: Some(b), _marker: PhantomData }
1035         } else {
1036             RangeMut { front: None, back: None, _marker: PhantomData }
1037         }
1038     }
1039
1040     /// Gets the given key's corresponding entry in the map for in-place manipulation.
1041     ///
1042     /// # Examples
1043     ///
1044     /// Basic usage:
1045     ///
1046     /// ```
1047     /// use std::collections::BTreeMap;
1048     ///
1049     /// let mut count: BTreeMap<&str, usize> = BTreeMap::new();
1050     ///
1051     /// // count the number of occurrences of letters in the vec
1052     /// for x in vec!["a","b","a","c","a","b"] {
1053     ///     *count.entry(x).or_insert(0) += 1;
1054     /// }
1055     ///
1056     /// assert_eq!(count["a"], 3);
1057     /// ```
1058     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1059     pub fn entry(&mut self, key: K) -> Entry<'_, K, V> {
1060         // FIXME(@porglezomp) Avoid allocating if we don't insert
1061         self.ensure_root_is_owned();
1062         match search::search_tree(self.root.as_mut().unwrap().as_mut(), &key) {
1063             Found(handle) => {
1064                 Occupied(OccupiedEntry { handle, length: &mut self.length, _marker: PhantomData })
1065             }
1066             GoDown(handle) => {
1067                 Vacant(VacantEntry { key, handle, length: &mut self.length, _marker: PhantomData })
1068             }
1069         }
1070     }
1071
1072     fn from_sorted_iter<I: Iterator<Item = (K, V)>>(&mut self, iter: I) {
1073         self.ensure_root_is_owned();
1074         let mut cur_node = self.root.as_mut().unwrap().as_mut().last_leaf_edge().into_node();
1075         // Iterate through all key-value pairs, pushing them into nodes at the right level.
1076         for (key, value) in iter {
1077             // Try to push key-value pair into the current leaf node.
1078             if cur_node.len() < node::CAPACITY {
1079                 cur_node.push(key, value);
1080             } else {
1081                 // No space left, go up and push there.
1082                 let mut open_node;
1083                 let mut test_node = cur_node.forget_type();
1084                 loop {
1085                     match test_node.ascend() {
1086                         Ok(parent) => {
1087                             let parent = parent.into_node();
1088                             if parent.len() < node::CAPACITY {
1089                                 // Found a node with space left, push here.
1090                                 open_node = parent;
1091                                 break;
1092                             } else {
1093                                 // Go up again.
1094                                 test_node = parent.forget_type();
1095                             }
1096                         }
1097                         Err(node) => {
1098                             // We are at the top, create a new root node and push there.
1099                             open_node = node.into_root_mut().push_level();
1100                             break;
1101                         }
1102                     }
1103                 }
1104
1105                 // Push key-value pair and new right subtree.
1106                 let tree_height = open_node.height() - 1;
1107                 let mut right_tree = node::Root::new_leaf();
1108                 for _ in 0..tree_height {
1109                     right_tree.push_level();
1110                 }
1111                 open_node.push(key, value, right_tree);
1112
1113                 // Go down to the right-most leaf again.
1114                 cur_node = open_node.forget_type().last_leaf_edge().into_node();
1115             }
1116
1117             self.length += 1;
1118         }
1119     }
1120
1121     fn fix_right_edge(&mut self) {
1122         // Handle underfull nodes, start from the top.
1123         let mut cur_node = self.root.as_mut().unwrap().as_mut();
1124         while let Internal(internal) = cur_node.force() {
1125             // Check if right-most child is underfull.
1126             let mut last_edge = internal.last_edge();
1127             let right_child_len = last_edge.reborrow().descend().len();
1128             if right_child_len < node::MIN_LEN {
1129                 // We need to steal.
1130                 let mut last_kv = match last_edge.left_kv() {
1131                     Ok(left) => left,
1132                     Err(_) => unreachable!(),
1133                 };
1134                 last_kv.bulk_steal_left(node::MIN_LEN - right_child_len);
1135                 last_edge = last_kv.right_edge();
1136             }
1137
1138             // Go further down.
1139             cur_node = last_edge.descend();
1140         }
1141     }
1142
1143     /// Splits the collection into two at the given key. Returns everything after the given key,
1144     /// including the key.
1145     ///
1146     /// # Examples
1147     ///
1148     /// Basic usage:
1149     ///
1150     /// ```
1151     /// use std::collections::BTreeMap;
1152     ///
1153     /// let mut a = BTreeMap::new();
1154     /// a.insert(1, "a");
1155     /// a.insert(2, "b");
1156     /// a.insert(3, "c");
1157     /// a.insert(17, "d");
1158     /// a.insert(41, "e");
1159     ///
1160     /// let b = a.split_off(&3);
1161     ///
1162     /// assert_eq!(a.len(), 2);
1163     /// assert_eq!(b.len(), 3);
1164     ///
1165     /// assert_eq!(a[&1], "a");
1166     /// assert_eq!(a[&2], "b");
1167     ///
1168     /// assert_eq!(b[&3], "c");
1169     /// assert_eq!(b[&17], "d");
1170     /// assert_eq!(b[&41], "e");
1171     /// ```
1172     #[stable(feature = "btree_split_off", since = "1.11.0")]
1173     pub fn split_off<Q: ?Sized + Ord>(&mut self, key: &Q) -> Self
1174     where
1175         K: Borrow<Q>,
1176     {
1177         if self.is_empty() {
1178             return Self::new();
1179         }
1180
1181         let total_num = self.len();
1182
1183         let mut right = Self::new();
1184         let right_root = right.ensure_root_is_owned();
1185         for _ in 0..(self.root.as_ref().unwrap().as_ref().height()) {
1186             right_root.push_level();
1187         }
1188
1189         {
1190             let mut left_node = self.root.as_mut().unwrap().as_mut();
1191             let mut right_node = right.root.as_mut().unwrap().as_mut();
1192
1193             loop {
1194                 let mut split_edge = match search::search_node(left_node, key) {
1195                     // key is going to the right tree
1196                     Found(handle) => handle.left_edge(),
1197                     GoDown(handle) => handle,
1198                 };
1199
1200                 split_edge.move_suffix(&mut right_node);
1201
1202                 match (split_edge.force(), right_node.force()) {
1203                     (Internal(edge), Internal(node)) => {
1204                         left_node = edge.descend();
1205                         right_node = node.first_edge().descend();
1206                     }
1207                     (Leaf(_), Leaf(_)) => {
1208                         break;
1209                     }
1210                     _ => {
1211                         unreachable!();
1212                     }
1213                 }
1214             }
1215         }
1216
1217         self.fix_right_border();
1218         right.fix_left_border();
1219
1220         if self.root.as_ref().unwrap().as_ref().height()
1221             < right.root.as_ref().unwrap().as_ref().height()
1222         {
1223             self.recalc_length();
1224             right.length = total_num - self.len();
1225         } else {
1226             right.recalc_length();
1227             self.length = total_num - right.len();
1228         }
1229
1230         right
1231     }
1232
1233     /// Creates an iterator which uses a closure to determine if an element should be removed.
1234     ///
1235     /// If the closure returns true, the element is removed from the map and yielded.
1236     /// If the closure returns false, or panics, the element remains in the map and will not be
1237     /// yielded.
1238     ///
1239     /// Note that `drain_filter` lets you mutate every value in the filter closure, regardless of
1240     /// whether you choose to keep or remove it.
1241     ///
1242     /// If the iterator is only partially consumed or not consumed at all, each of the remaining
1243     /// elements will still be subjected to the closure and removed and dropped if it returns true.
1244     ///
1245     /// It is unspecified how many more elements will be subjected to the closure
1246     /// if a panic occurs in the closure, or a panic occurs while dropping an element,
1247     /// or if the `DrainFilter` value is leaked.
1248     ///
1249     /// # Examples
1250     ///
1251     /// Splitting a map into even and odd keys, reusing the original map:
1252     ///
1253     /// ```
1254     /// #![feature(btree_drain_filter)]
1255     /// use std::collections::BTreeMap;
1256     ///
1257     /// let mut map: BTreeMap<i32, i32> = (0..8).map(|x| (x, x)).collect();
1258     /// let evens: BTreeMap<_, _> = map.drain_filter(|k, _v| k % 2 == 0).collect();
1259     /// let odds = map;
1260     /// assert_eq!(evens.keys().copied().collect::<Vec<_>>(), vec![0, 2, 4, 6]);
1261     /// assert_eq!(odds.keys().copied().collect::<Vec<_>>(), vec![1, 3, 5, 7]);
1262     /// ```
1263     #[unstable(feature = "btree_drain_filter", issue = "70530")]
1264     pub fn drain_filter<F>(&mut self, pred: F) -> DrainFilter<'_, K, V, F>
1265     where
1266         F: FnMut(&K, &mut V) -> bool,
1267     {
1268         DrainFilter { pred, inner: self.drain_filter_inner() }
1269     }
1270     pub(super) fn drain_filter_inner(&mut self) -> DrainFilterInner<'_, K, V> {
1271         let front = self.root.as_mut().map(|r| r.as_mut().first_leaf_edge());
1272         DrainFilterInner { length: &mut self.length, cur_leaf_edge: front }
1273     }
1274
1275     /// Calculates the number of elements if it is incorrect.
1276     fn recalc_length(&mut self) {
1277         fn dfs<'a, K, V>(node: NodeRef<marker::Immut<'a>, K, V, marker::LeafOrInternal>) -> usize
1278         where
1279             K: 'a,
1280             V: 'a,
1281         {
1282             let mut res = node.len();
1283
1284             if let Internal(node) = node.force() {
1285                 let mut edge = node.first_edge();
1286                 loop {
1287                     res += dfs(edge.reborrow().descend());
1288                     match edge.right_kv() {
1289                         Ok(right_kv) => {
1290                             edge = right_kv.right_edge();
1291                         }
1292                         Err(_) => {
1293                             break;
1294                         }
1295                     }
1296                 }
1297             }
1298
1299             res
1300         }
1301
1302         self.length = dfs(self.root.as_ref().unwrap().as_ref());
1303     }
1304
1305     /// Removes empty levels on the top.
1306     fn fix_top(&mut self) {
1307         loop {
1308             {
1309                 let node = self.root.as_ref().unwrap().as_ref();
1310                 if node.height() == 0 || node.len() > 0 {
1311                     break;
1312                 }
1313             }
1314             self.root.as_mut().unwrap().pop_level();
1315         }
1316     }
1317
1318     fn fix_right_border(&mut self) {
1319         self.fix_top();
1320
1321         {
1322             let mut cur_node = self.root.as_mut().unwrap().as_mut();
1323
1324             while let Internal(node) = cur_node.force() {
1325                 let mut last_kv = node.last_kv();
1326
1327                 if last_kv.can_merge() {
1328                     cur_node = last_kv.merge().descend();
1329                 } else {
1330                     let right_len = last_kv.reborrow().right_edge().descend().len();
1331                     // `MINLEN + 1` to avoid readjust if merge happens on the next level.
1332                     if right_len < node::MIN_LEN + 1 {
1333                         last_kv.bulk_steal_left(node::MIN_LEN + 1 - right_len);
1334                     }
1335                     cur_node = last_kv.right_edge().descend();
1336                 }
1337             }
1338         }
1339
1340         self.fix_top();
1341     }
1342
1343     /// The symmetric clone of `fix_right_border`.
1344     fn fix_left_border(&mut self) {
1345         self.fix_top();
1346
1347         {
1348             let mut cur_node = self.root.as_mut().unwrap().as_mut();
1349
1350             while let Internal(node) = cur_node.force() {
1351                 let mut first_kv = node.first_kv();
1352
1353                 if first_kv.can_merge() {
1354                     cur_node = first_kv.merge().descend();
1355                 } else {
1356                     let left_len = first_kv.reborrow().left_edge().descend().len();
1357                     if left_len < node::MIN_LEN + 1 {
1358                         first_kv.bulk_steal_right(node::MIN_LEN + 1 - left_len);
1359                     }
1360                     cur_node = first_kv.left_edge().descend();
1361                 }
1362             }
1363         }
1364
1365         self.fix_top();
1366     }
1367 }
1368
1369 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1370 impl<'a, K: 'a, V: 'a> IntoIterator for &'a BTreeMap<K, V> {
1371     type Item = (&'a K, &'a V);
1372     type IntoIter = Iter<'a, K, V>;
1373
1374     fn into_iter(self) -> Iter<'a, K, V> {
1375         self.iter()
1376     }
1377 }
1378
1379 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1380 impl<'a, K: 'a, V: 'a> Iterator for Iter<'a, K, V> {
1381     type Item = (&'a K, &'a V);
1382
1383     fn next(&mut self) -> Option<(&'a K, &'a V)> {
1384         if self.length == 0 {
1385             None
1386         } else {
1387             self.length -= 1;
1388             unsafe { Some(self.range.next_unchecked()) }
1389         }
1390     }
1391
1392     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
1393         (self.length, Some(self.length))
1394     }
1395
1396     fn last(mut self) -> Option<(&'a K, &'a V)> {
1397         self.next_back()
1398     }
1399
1400     fn min(mut self) -> Option<(&'a K, &'a V)> {
1401         self.next()
1402     }
1403
1404     fn max(mut self) -> Option<(&'a K, &'a V)> {
1405         self.next_back()
1406     }
1407 }
1408
1409 #[stable(feature = "fused", since = "1.26.0")]
1410 impl<K, V> FusedIterator for Iter<'_, K, V> {}
1411
1412 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1413 impl<'a, K: 'a, V: 'a> DoubleEndedIterator for Iter<'a, K, V> {
1414     fn next_back(&mut self) -> Option<(&'a K, &'a V)> {
1415         if self.length == 0 {
1416             None
1417         } else {
1418             self.length -= 1;
1419             unsafe { Some(self.range.next_back_unchecked()) }
1420         }
1421     }
1422 }
1423
1424 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1425 impl<K, V> ExactSizeIterator for Iter<'_, K, V> {
1426     fn len(&self) -> usize {
1427         self.length
1428     }
1429 }
1430
1431 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1432 impl<K, V> Clone for Iter<'_, K, V> {
1433     fn clone(&self) -> Self {
1434         Iter { range: self.range.clone(), length: self.length }
1435     }
1436 }
1437
1438 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1439 impl<'a, K: 'a, V: 'a> IntoIterator for &'a mut BTreeMap<K, V> {
1440     type Item = (&'a K, &'a mut V);
1441     type IntoIter = IterMut<'a, K, V>;
1442
1443     fn into_iter(self) -> IterMut<'a, K, V> {
1444         self.iter_mut()
1445     }
1446 }
1447
1448 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1449 impl<'a, K: 'a, V: 'a> Iterator for IterMut<'a, K, V> {
1450     type Item = (&'a K, &'a mut V);
1451
1452     fn next(&mut self) -> Option<(&'a K, &'a mut V)> {
1453         if self.length == 0 {
1454             None
1455         } else {
1456             self.length -= 1;
1457             let (k, v) = unsafe { self.range.next_unchecked() };
1458             Some((k, v)) // coerce k from `&mut K` to `&K`
1459         }
1460     }
1461
1462     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
1463         (self.length, Some(self.length))
1464     }
1465
1466     fn last(mut self) -> Option<(&'a K, &'a mut V)> {
1467         self.next_back()
1468     }
1469
1470     fn min(mut self) -> Option<(&'a K, &'a mut V)> {
1471         self.next()
1472     }
1473
1474     fn max(mut self) -> Option<(&'a K, &'a mut V)> {
1475         self.next_back()
1476     }
1477 }
1478
1479 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1480 impl<'a, K: 'a, V: 'a> DoubleEndedIterator for IterMut<'a, K, V> {
1481     fn next_back(&mut self) -> Option<(&'a K, &'a mut V)> {
1482         if self.length == 0 {
1483             None
1484         } else {
1485             self.length -= 1;
1486             let (k, v) = unsafe { self.range.next_back_unchecked() };
1487             Some((k, v)) // coerce k from `&mut K` to `&K`
1488         }
1489     }
1490 }
1491
1492 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1493 impl<K, V> ExactSizeIterator for IterMut<'_, K, V> {
1494     fn len(&self) -> usize {
1495         self.length
1496     }
1497 }
1498
1499 #[stable(feature = "fused", since = "1.26.0")]
1500 impl<K, V> FusedIterator for IterMut<'_, K, V> {}
1501
1502 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1503 impl<K, V> IntoIterator for BTreeMap<K, V> {
1504     type Item = (K, V);
1505     type IntoIter = IntoIter<K, V>;
1506
1507     fn into_iter(self) -> IntoIter<K, V> {
1508         let mut me = ManuallyDrop::new(self);
1509         if let Some(root) = me.root.take() {
1510             let (f, b) = full_range_search(root.into_ref());
1511
1512             IntoIter { front: Some(f), back: Some(b), length: me.length }
1513         } else {
1514             IntoIter { front: None, back: None, length: 0 }
1515         }
1516     }
1517 }
1518
1519 #[stable(feature = "btree_drop", since = "1.7.0")]
1520 impl<K, V> Drop for IntoIter<K, V> {
1521     fn drop(&mut self) {
1522         struct DropGuard<'a, K, V>(&'a mut IntoIter<K, V>);
1523
1524         impl<'a, K, V> Drop for DropGuard<'a, K, V> {
1525             fn drop(&mut self) {
1526                 // Continue the same loop we perform below. This only runs when unwinding, so we
1527                 // don't have to care about panics this time (they'll abort).
1528                 while let Some(_) = self.0.next() {}
1529
1530                 unsafe {
1531                     let mut node =
1532                         unwrap_unchecked(ptr::read(&self.0.front)).into_node().forget_type();
1533                     while let Some(parent) = node.deallocate_and_ascend() {
1534                         node = parent.into_node().forget_type();
1535                     }
1536                 }
1537             }
1538         }
1539
1540         while let Some(pair) = self.next() {
1541             let guard = DropGuard(self);
1542             drop(pair);
1543             mem::forget(guard);
1544         }
1545
1546         unsafe {
1547             if let Some(front) = ptr::read(&self.front) {
1548                 let mut node = front.into_node().forget_type();
1549                 // Most of the nodes have been deallocated while traversing
1550                 // but one pile from a leaf up to the root is left standing.
1551                 while let Some(parent) = node.deallocate_and_ascend() {
1552                     node = parent.into_node().forget_type();
1553                 }
1554             }
1555         }
1556     }
1557 }
1558
1559 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1560 impl<K, V> Iterator for IntoIter<K, V> {
1561     type Item = (K, V);
1562
1563     fn next(&mut self) -> Option<(K, V)> {
1564         if self.length == 0 {
1565             None
1566         } else {
1567             self.length -= 1;
1568             Some(unsafe { self.front.as_mut().unwrap().next_unchecked() })
1569         }
1570     }
1571
1572     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
1573         (self.length, Some(self.length))
1574     }
1575 }
1576
1577 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1578 impl<K, V> DoubleEndedIterator for IntoIter<K, V> {
1579     fn next_back(&mut self) -> Option<(K, V)> {
1580         if self.length == 0 {
1581             None
1582         } else {
1583             self.length -= 1;
1584             Some(unsafe { self.back.as_mut().unwrap().next_back_unchecked() })
1585         }
1586     }
1587 }
1588
1589 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1590 impl<K, V> ExactSizeIterator for IntoIter<K, V> {
1591     fn len(&self) -> usize {
1592         self.length
1593     }
1594 }
1595
1596 #[stable(feature = "fused", since = "1.26.0")]
1597 impl<K, V> FusedIterator for IntoIter<K, V> {}
1598
1599 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1600 impl<'a, K, V> Iterator for Keys<'a, K, V> {
1601     type Item = &'a K;
1602
1603     fn next(&mut self) -> Option<&'a K> {
1604         self.inner.next().map(|(k, _)| k)
1605     }
1606
1607     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
1608         self.inner.size_hint()
1609     }
1610
1611     fn last(mut self) -> Option<&'a K> {
1612         self.next_back()
1613     }
1614
1615     fn min(mut self) -> Option<&'a K> {
1616         self.next()
1617     }
1618
1619     fn max(mut self) -> Option<&'a K> {
1620         self.next_back()
1621     }
1622 }
1623
1624 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1625 impl<'a, K, V> DoubleEndedIterator for Keys<'a, K, V> {
1626     fn next_back(&mut self) -> Option<&'a K> {
1627         self.inner.next_back().map(|(k, _)| k)
1628     }
1629 }
1630
1631 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1632 impl<K, V> ExactSizeIterator for Keys<'_, K, V> {
1633     fn len(&self) -> usize {
1634         self.inner.len()
1635     }
1636 }
1637
1638 #[stable(feature = "fused", since = "1.26.0")]
1639 impl<K, V> FusedIterator for Keys<'_, K, V> {}
1640
1641 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1642 impl<K, V> Clone for Keys<'_, K, V> {
1643     fn clone(&self) -> Self {
1644         Keys { inner: self.inner.clone() }
1645     }
1646 }
1647
1648 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1649 impl<'a, K, V> Iterator for Values<'a, K, V> {
1650     type Item = &'a V;
1651
1652     fn next(&mut self) -> Option<&'a V> {
1653         self.inner.next().map(|(_, v)| v)
1654     }
1655
1656     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
1657         self.inner.size_hint()
1658     }
1659
1660     fn last(mut self) -> Option<&'a V> {
1661         self.next_back()
1662     }
1663 }
1664
1665 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1666 impl<'a, K, V> DoubleEndedIterator for Values<'a, K, V> {
1667     fn next_back(&mut self) -> Option<&'a V> {
1668         self.inner.next_back().map(|(_, v)| v)
1669     }
1670 }
1671
1672 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1673 impl<K, V> ExactSizeIterator for Values<'_, K, V> {
1674     fn len(&self) -> usize {
1675         self.inner.len()
1676     }
1677 }
1678
1679 #[stable(feature = "fused", since = "1.26.0")]
1680 impl<K, V> FusedIterator for Values<'_, K, V> {}
1681
1682 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1683 impl<K, V> Clone for Values<'_, K, V> {
1684     fn clone(&self) -> Self {
1685         Values { inner: self.inner.clone() }
1686     }
1687 }
1688
1689 /// An iterator produced by calling `drain_filter` on BTreeMap.
1690 #[unstable(feature = "btree_drain_filter", issue = "70530")]
1691 pub struct DrainFilter<'a, K, V, F>
1692 where
1693     K: 'a,
1694     V: 'a,
1695     F: 'a + FnMut(&K, &mut V) -> bool,
1696 {
1697     pred: F,
1698     inner: DrainFilterInner<'a, K, V>,
1699 }
1700 pub(super) struct DrainFilterInner<'a, K: 'a, V: 'a> {
1701     length: &'a mut usize,
1702     cur_leaf_edge: Option<Handle<NodeRef<marker::Mut<'a>, K, V, marker::Leaf>, marker::Edge>>,
1703 }
1704
1705 #[unstable(feature = "btree_drain_filter", issue = "70530")]
1706 impl<K, V, F> Drop for DrainFilter<'_, K, V, F>
1707 where
1708     F: FnMut(&K, &mut V) -> bool,
1709 {
1710     fn drop(&mut self) {
1711         self.for_each(drop);
1712     }
1713 }
1714
1715 #[unstable(feature = "btree_drain_filter", issue = "70530")]
1716 impl<K, V, F> fmt::Debug for DrainFilter<'_, K, V, F>
1717 where
1718     K: fmt::Debug,
1719     V: fmt::Debug,
1720     F: FnMut(&K, &mut V) -> bool,
1721 {
1722     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1723         f.debug_tuple("DrainFilter").field(&self.inner.peek()).finish()
1724     }
1725 }
1726
1727 #[unstable(feature = "btree_drain_filter", issue = "70530")]
1728 impl<K, V, F> Iterator for DrainFilter<'_, K, V, F>
1729 where
1730     F: FnMut(&K, &mut V) -> bool,
1731 {
1732     type Item = (K, V);
1733
1734     fn next(&mut self) -> Option<(K, V)> {
1735         self.inner.next(&mut self.pred)
1736     }
1737
1738     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
1739         self.inner.size_hint()
1740     }
1741 }
1742
1743 impl<'a, K: 'a, V: 'a> DrainFilterInner<'a, K, V> {
1744     /// Allow Debug implementations to predict the next element.
1745     pub(super) fn peek(&self) -> Option<(&K, &V)> {
1746         let edge = self.cur_leaf_edge.as_ref()?;
1747         edge.reborrow().next_kv().ok().map(|kv| kv.into_kv())
1748     }
1749
1750     unsafe fn next_kv(
1751         &mut self,
1752     ) -> Option<Handle<NodeRef<marker::Mut<'a>, K, V, marker::LeafOrInternal>, marker::KV>> {
1753         let edge = self.cur_leaf_edge.as_ref()?;
1754         unsafe { ptr::read(edge).next_kv().ok() }
1755     }
1756
1757     /// Implementation of a typical `DrainFilter::next` method, given the predicate.
1758     pub(super) fn next<F>(&mut self, pred: &mut F) -> Option<(K, V)>
1759     where
1760         F: FnMut(&K, &mut V) -> bool,
1761     {
1762         while let Some(mut kv) = unsafe { self.next_kv() } {
1763             let (k, v) = kv.kv_mut();
1764             if pred(k, v) {
1765                 *self.length -= 1;
1766                 let (k, v, leaf_edge_location) = kv.remove_kv_tracking();
1767                 self.cur_leaf_edge = Some(leaf_edge_location);
1768                 return Some((k, v));
1769             }
1770             self.cur_leaf_edge = Some(kv.next_leaf_edge());
1771         }
1772         None
1773     }
1774
1775     /// Implementation of a typical `DrainFilter::size_hint` method.
1776     pub(super) fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
1777         (0, Some(*self.length))
1778     }
1779 }
1780
1781 #[unstable(feature = "btree_drain_filter", issue = "70530")]
1782 impl<K, V, F> FusedIterator for DrainFilter<'_, K, V, F> where F: FnMut(&K, &mut V) -> bool {}
1783
1784 #[stable(feature = "btree_range", since = "1.17.0")]
1785 impl<'a, K, V> Iterator for Range<'a, K, V> {
1786     type Item = (&'a K, &'a V);
1787
1788     fn next(&mut self) -> Option<(&'a K, &'a V)> {
1789         if self.is_empty() { None } else { unsafe { Some(self.next_unchecked()) } }
1790     }
1791
1792     fn last(mut self) -> Option<(&'a K, &'a V)> {
1793         self.next_back()
1794     }
1795
1796     fn min(mut self) -> Option<(&'a K, &'a V)> {
1797         self.next()
1798     }
1799
1800     fn max(mut self) -> Option<(&'a K, &'a V)> {
1801         self.next_back()
1802     }
1803 }
1804
1805 #[stable(feature = "map_values_mut", since = "1.10.0")]
1806 impl<'a, K, V> Iterator for ValuesMut<'a, K, V> {
1807     type Item = &'a mut V;
1808
1809     fn next(&mut self) -> Option<&'a mut V> {
1810         self.inner.next().map(|(_, v)| v)
1811     }
1812
1813     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
1814         self.inner.size_hint()
1815     }
1816
1817     fn last(mut self) -> Option<&'a mut V> {
1818         self.next_back()
1819     }
1820 }
1821
1822 #[stable(feature = "map_values_mut", since = "1.10.0")]
1823 impl<'a, K, V> DoubleEndedIterator for ValuesMut<'a, K, V> {
1824     fn next_back(&mut self) -> Option<&'a mut V> {
1825         self.inner.next_back().map(|(_, v)| v)
1826     }
1827 }
1828
1829 #[stable(feature = "map_values_mut", since = "1.10.0")]
1830 impl<K, V> ExactSizeIterator for ValuesMut<'_, K, V> {
1831     fn len(&self) -> usize {
1832         self.inner.len()
1833     }
1834 }
1835
1836 #[stable(feature = "fused", since = "1.26.0")]
1837 impl<K, V> FusedIterator for ValuesMut<'_, K, V> {}
1838
1839 impl<'a, K, V> Range<'a, K, V> {
1840     fn is_empty(&self) -> bool {
1841         self.front == self.back
1842     }
1843
1844     unsafe fn next_unchecked(&mut self) -> (&'a K, &'a V) {
1845         unsafe { unwrap_unchecked(self.front.as_mut()).next_unchecked() }
1846     }
1847 }
1848
1849 #[stable(feature = "btree_range", since = "1.17.0")]
1850 impl<'a, K, V> DoubleEndedIterator for Range<'a, K, V> {
1851     fn next_back(&mut self) -> Option<(&'a K, &'a V)> {
1852         if self.is_empty() { None } else { Some(unsafe { self.next_back_unchecked() }) }
1853     }
1854 }
1855
1856 impl<'a, K, V> Range<'a, K, V> {
1857     unsafe fn next_back_unchecked(&mut self) -> (&'a K, &'a V) {
1858         unsafe { unwrap_unchecked(self.back.as_mut()).next_back_unchecked() }
1859     }
1860 }
1861
1862 #[stable(feature = "fused", since = "1.26.0")]
1863 impl<K, V> FusedIterator for Range<'_, K, V> {}
1864
1865 #[stable(feature = "btree_range", since = "1.17.0")]
1866 impl<K, V> Clone for Range<'_, K, V> {
1867     fn clone(&self) -> Self {
1868         Range { front: self.front, back: self.back }
1869     }
1870 }
1871
1872 #[stable(feature = "btree_range", since = "1.17.0")]
1873 impl<'a, K, V> Iterator for RangeMut<'a, K, V> {
1874     type Item = (&'a K, &'a mut V);
1875
1876     fn next(&mut self) -> Option<(&'a K, &'a mut V)> {
1877         if self.is_empty() {
1878             None
1879         } else {
1880             let (k, v) = unsafe { self.next_unchecked() };
1881             Some((k, v)) // coerce k from `&mut K` to `&K`
1882         }
1883     }
1884
1885     fn last(mut self) -> Option<(&'a K, &'a mut V)> {
1886         self.next_back()
1887     }
1888
1889     fn min(mut self) -> Option<(&'a K, &'a mut V)> {
1890         self.next()
1891     }
1892
1893     fn max(mut self) -> Option<(&'a K, &'a mut V)> {
1894         self.next_back()
1895     }
1896 }
1897
1898 impl<'a, K, V> RangeMut<'a, K, V> {
1899     fn is_empty(&self) -> bool {
1900         self.front == self.back
1901     }
1902
1903     unsafe fn next_unchecked(&mut self) -> (&'a mut K, &'a mut V) {
1904         unsafe { unwrap_unchecked(self.front.as_mut()).next_unchecked() }
1905     }
1906 }
1907
1908 #[stable(feature = "btree_range", since = "1.17.0")]
1909 impl<'a, K, V> DoubleEndedIterator for RangeMut<'a, K, V> {
1910     fn next_back(&mut self) -> Option<(&'a K, &'a mut V)> {
1911         if self.is_empty() {
1912             None
1913         } else {
1914             let (k, v) = unsafe { self.next_back_unchecked() };
1915             Some((k, v)) // coerce k from `&mut K` to `&K`
1916         }
1917     }
1918 }
1919
1920 #[stable(feature = "fused", since = "1.26.0")]
1921 impl<K, V> FusedIterator for RangeMut<'_, K, V> {}
1922
1923 impl<'a, K, V> RangeMut<'a, K, V> {
1924     unsafe fn next_back_unchecked(&mut self) -> (&'a mut K, &'a mut V) {
1925         unsafe { unwrap_unchecked(self.back.as_mut()).next_back_unchecked() }
1926     }
1927 }
1928
1929 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1930 impl<K: Ord, V> FromIterator<(K, V)> for BTreeMap<K, V> {
1931     fn from_iter<T: IntoIterator<Item = (K, V)>>(iter: T) -> BTreeMap<K, V> {
1932         let mut map = BTreeMap::new();
1933         map.extend(iter);
1934         map
1935     }
1936 }
1937
1938 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1939 impl<K: Ord, V> Extend<(K, V)> for BTreeMap<K, V> {
1940     #[inline]
1941     fn extend<T: IntoIterator<Item = (K, V)>>(&mut self, iter: T) {
1942         iter.into_iter().for_each(move |(k, v)| {
1943             self.insert(k, v);
1944         });
1945     }
1946
1947     #[inline]
1948     fn extend_one(&mut self, (k, v): (K, V)) {
1949         self.insert(k, v);
1950     }
1951 }
1952
1953 #[stable(feature = "extend_ref", since = "1.2.0")]
1954 impl<'a, K: Ord + Copy, V: Copy> Extend<(&'a K, &'a V)> for BTreeMap<K, V> {
1955     fn extend<I: IntoIterator<Item = (&'a K, &'a V)>>(&mut self, iter: I) {
1956         self.extend(iter.into_iter().map(|(&key, &value)| (key, value)));
1957     }
1958
1959     #[inline]
1960     fn extend_one(&mut self, (&k, &v): (&'a K, &'a V)) {
1961         self.insert(k, v);
1962     }
1963 }
1964
1965 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1966 impl<K: Hash, V: Hash> Hash for BTreeMap<K, V> {
1967     fn hash<H: Hasher>(&self, state: &mut H) {
1968         for elt in self {
1969             elt.hash(state);
1970         }
1971     }
1972 }
1973
1974 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1975 impl<K: Ord, V> Default for BTreeMap<K, V> {
1976     /// Creates an empty `BTreeMap<K, V>`.
1977     fn default() -> BTreeMap<K, V> {
1978         BTreeMap::new()
1979     }
1980 }
1981
1982 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1983 impl<K: PartialEq, V: PartialEq> PartialEq for BTreeMap<K, V> {
1984     fn eq(&self, other: &BTreeMap<K, V>) -> bool {
1985         self.len() == other.len() && self.iter().zip(other).all(|(a, b)| a == b)
1986     }
1987 }
1988
1989 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1990 impl<K: Eq, V: Eq> Eq for BTreeMap<K, V> {}
1991
1992 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1993 impl<K: PartialOrd, V: PartialOrd> PartialOrd for BTreeMap<K, V> {
1994     #[inline]
1995     fn partial_cmp(&self, other: &BTreeMap<K, V>) -> Option<Ordering> {
1996         self.iter().partial_cmp(other.iter())
1997     }
1998 }
1999
2000 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2001 impl<K: Ord, V: Ord> Ord for BTreeMap<K, V> {
2002     #[inline]
2003     fn cmp(&self, other: &BTreeMap<K, V>) -> Ordering {
2004         self.iter().cmp(other.iter())
2005     }
2006 }
2007
2008 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2009 impl<K: Debug, V: Debug> Debug for BTreeMap<K, V> {
2010     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
2011         f.debug_map().entries(self.iter()).finish()
2012     }
2013 }
2014
2015 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2016 impl<K: Ord, Q: ?Sized, V> Index<&Q> for BTreeMap<K, V>
2017 where
2018     K: Borrow<Q>,
2019     Q: Ord,
2020 {
2021     type Output = V;
2022
2023     /// Returns a reference to the value corresponding to the supplied key.
2024     ///
2025     /// # Panics
2026     ///
2027     /// Panics if the key is not present in the `BTreeMap`.
2028     #[inline]
2029     fn index(&self, key: &Q) -> &V {
2030         self.get(key).expect("no entry found for key")
2031     }
2032 }
2033
2034 /// Finds the leaf edges delimiting a specified range in or underneath a node.
2035 fn range_search<BorrowType, K, V, Q: ?Sized, R: RangeBounds<Q>>(
2036     root: NodeRef<BorrowType, K, V, marker::LeafOrInternal>,
2037     range: R,
2038 ) -> (
2039     Handle<NodeRef<BorrowType, K, V, marker::Leaf>, marker::Edge>,
2040     Handle<NodeRef<BorrowType, K, V, marker::Leaf>, marker::Edge>,
2041 )
2042 where
2043     Q: Ord,
2044     K: Borrow<Q>,
2045 {
2046     match (range.start_bound(), range.end_bound()) {
2047         (Excluded(s), Excluded(e)) if s == e => {
2048             panic!("range start and end are equal and excluded in BTreeMap")
2049         }
2050         (Included(s) | Excluded(s), Included(e) | Excluded(e)) if s > e => {
2051             panic!("range start is greater than range end in BTreeMap")
2052         }
2053         _ => {}
2054     };
2055
2056     // We duplicate the root NodeRef here -- we will never access it in a way
2057     // that overlaps references obtained from the root.
2058     let mut min_node = unsafe { ptr::read(&root) };
2059     let mut max_node = root;
2060     let mut min_found = false;
2061     let mut max_found = false;
2062
2063     loop {
2064         let front = match (min_found, range.start_bound()) {
2065             (false, Included(key)) => match search::search_node(min_node, key) {
2066                 Found(kv) => {
2067                     min_found = true;
2068                     kv.left_edge()
2069                 }
2070                 GoDown(edge) => edge,
2071             },
2072             (false, Excluded(key)) => match search::search_node(min_node, key) {
2073                 Found(kv) => {
2074                     min_found = true;
2075                     kv.right_edge()
2076                 }
2077                 GoDown(edge) => edge,
2078             },
2079             (true, Included(_)) => min_node.last_edge(),
2080             (true, Excluded(_)) => min_node.first_edge(),
2081             (_, Unbounded) => min_node.first_edge(),
2082         };
2083
2084         let back = match (max_found, range.end_bound()) {
2085             (false, Included(key)) => match search::search_node(max_node, key) {
2086                 Found(kv) => {
2087                     max_found = true;
2088                     kv.right_edge()
2089                 }
2090                 GoDown(edge) => edge,
2091             },
2092             (false, Excluded(key)) => match search::search_node(max_node, key) {
2093                 Found(kv) => {
2094                     max_found = true;
2095                     kv.left_edge()
2096                 }
2097                 GoDown(edge) => edge,
2098             },
2099             (true, Included(_)) => max_node.first_edge(),
2100             (true, Excluded(_)) => max_node.last_edge(),
2101             (_, Unbounded) => max_node.last_edge(),
2102         };
2103
2104         if front.partial_cmp(&back) == Some(Ordering::Greater) {
2105             panic!("Ord is ill-defined in BTreeMap range");
2106         }
2107         match (front.force(), back.force()) {
2108             (Leaf(f), Leaf(b)) => {
2109                 return (f, b);
2110             }
2111             (Internal(min_int), Internal(max_int)) => {
2112                 min_node = min_int.descend();
2113                 max_node = max_int.descend();
2114             }
2115             _ => unreachable!("BTreeMap has different depths"),
2116         };
2117     }
2118 }
2119
2120 /// Equivalent to `range_search(k, v, ..)` without the `Ord` bound.
2121 fn full_range_search<BorrowType, K, V>(
2122     root: NodeRef<BorrowType, K, V, marker::LeafOrInternal>,
2123 ) -> (
2124     Handle<NodeRef<BorrowType, K, V, marker::Leaf>, marker::Edge>,
2125     Handle<NodeRef<BorrowType, K, V, marker::Leaf>, marker::Edge>,
2126 ) {
2127     // We duplicate the root NodeRef here -- we will never access it in a way
2128     // that overlaps references obtained from the root.
2129     let mut min_node = unsafe { ptr::read(&root) };
2130     let mut max_node = root;
2131     loop {
2132         let front = min_node.first_edge();
2133         let back = max_node.last_edge();
2134         match (front.force(), back.force()) {
2135             (Leaf(f), Leaf(b)) => {
2136                 return (f, b);
2137             }
2138             (Internal(min_int), Internal(max_int)) => {
2139                 min_node = min_int.descend();
2140                 max_node = max_int.descend();
2141             }
2142             _ => unreachable!("BTreeMap has different depths"),
2143         };
2144     }
2145 }
2146
2147 impl<K, V> BTreeMap<K, V> {
2148     /// Gets an iterator over the entries of the map, sorted by key.
2149     ///
2150     /// # Examples
2151     ///
2152     /// Basic usage:
2153     ///
2154     /// ```
2155     /// use std::collections::BTreeMap;
2156     ///
2157     /// let mut map = BTreeMap::new();
2158     /// map.insert(3, "c");
2159     /// map.insert(2, "b");
2160     /// map.insert(1, "a");
2161     ///
2162     /// for (key, value) in map.iter() {
2163     ///     println!("{}: {}", key, value);
2164     /// }
2165     ///
2166     /// let (first_key, first_value) = map.iter().next().unwrap();
2167     /// assert_eq!((*first_key, *first_value), (1, "a"));
2168     /// ```
2169     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2170     pub fn iter(&self) -> Iter<'_, K, V> {
2171         if let Some(root) = &self.root {
2172             let (f, b) = full_range_search(root.as_ref());
2173
2174             Iter { range: Range { front: Some(f), back: Some(b) }, length: self.length }
2175         } else {
2176             Iter { range: Range { front: None, back: None }, length: 0 }
2177         }
2178     }
2179
2180     /// Gets a mutable iterator over the entries of the map, sorted by key.
2181     ///
2182     /// # Examples
2183     ///
2184     /// Basic usage:
2185     ///
2186     /// ```
2187     /// use std::collections::BTreeMap;
2188     ///
2189     /// let mut map = BTreeMap::new();
2190     /// map.insert("a", 1);
2191     /// map.insert("b", 2);
2192     /// map.insert("c", 3);
2193     ///
2194     /// // add 10 to the value if the key isn't "a"
2195     /// for (key, value) in map.iter_mut() {
2196     ///     if key != &"a" {
2197     ///         *value += 10;
2198     ///     }
2199     /// }
2200     /// ```
2201     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2202     pub fn iter_mut(&mut self) -> IterMut<'_, K, V> {
2203         if let Some(root) = &mut self.root {
2204             let (f, b) = full_range_search(root.as_mut());
2205
2206             IterMut {
2207                 range: RangeMut { front: Some(f), back: Some(b), _marker: PhantomData },
2208                 length: self.length,
2209             }
2210         } else {
2211             IterMut { range: RangeMut { front: None, back: None, _marker: PhantomData }, length: 0 }
2212         }
2213     }
2214
2215     /// Gets an iterator over the keys of the map, in sorted order.
2216     ///
2217     /// # Examples
2218     ///
2219     /// Basic usage:
2220     ///
2221     /// ```
2222     /// use std::collections::BTreeMap;
2223     ///
2224     /// let mut a = BTreeMap::new();
2225     /// a.insert(2, "b");
2226     /// a.insert(1, "a");
2227     ///
2228     /// let keys: Vec<_> = a.keys().cloned().collect();
2229     /// assert_eq!(keys, [1, 2]);
2230     /// ```
2231     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2232     pub fn keys(&self) -> Keys<'_, K, V> {
2233         Keys { inner: self.iter() }
2234     }
2235
2236     /// Gets an iterator over the values of the map, in order by key.
2237     ///
2238     /// # Examples
2239     ///
2240     /// Basic usage:
2241     ///
2242     /// ```
2243     /// use std::collections::BTreeMap;
2244     ///
2245     /// let mut a = BTreeMap::new();
2246     /// a.insert(1, "hello");
2247     /// a.insert(2, "goodbye");
2248     ///
2249     /// let values: Vec<&str> = a.values().cloned().collect();
2250     /// assert_eq!(values, ["hello", "goodbye"]);
2251     /// ```
2252     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2253     pub fn values(&self) -> Values<'_, K, V> {
2254         Values { inner: self.iter() }
2255     }
2256
2257     /// Gets a mutable iterator over the values of the map, in order by key.
2258     ///
2259     /// # Examples
2260     ///
2261     /// Basic usage:
2262     ///
2263     /// ```
2264     /// use std::collections::BTreeMap;
2265     ///
2266     /// let mut a = BTreeMap::new();
2267     /// a.insert(1, String::from("hello"));
2268     /// a.insert(2, String::from("goodbye"));
2269     ///
2270     /// for value in a.values_mut() {
2271     ///     value.push_str("!");
2272     /// }
2273     ///
2274     /// let values: Vec<String> = a.values().cloned().collect();
2275     /// assert_eq!(values, [String::from("hello!"),
2276     ///                     String::from("goodbye!")]);
2277     /// ```
2278     #[stable(feature = "map_values_mut", since = "1.10.0")]
2279     pub fn values_mut(&mut self) -> ValuesMut<'_, K, V> {
2280         ValuesMut { inner: self.iter_mut() }
2281     }
2282
2283     /// Returns the number of elements in the map.
2284     ///
2285     /// # Examples
2286     ///
2287     /// Basic usage:
2288     ///
2289     /// ```
2290     /// use std::collections::BTreeMap;
2291     ///
2292     /// let mut a = BTreeMap::new();
2293     /// assert_eq!(a.len(), 0);
2294     /// a.insert(1, "a");
2295     /// assert_eq!(a.len(), 1);
2296     /// ```
2297     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2298     pub fn len(&self) -> usize {
2299         self.length
2300     }
2301
2302     /// Returns `true` if the map contains no elements.
2303     ///
2304     /// # Examples
2305     ///
2306     /// Basic usage:
2307     ///
2308     /// ```
2309     /// use std::collections::BTreeMap;
2310     ///
2311     /// let mut a = BTreeMap::new();
2312     /// assert!(a.is_empty());
2313     /// a.insert(1, "a");
2314     /// assert!(!a.is_empty());
2315     /// ```
2316     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2317     pub fn is_empty(&self) -> bool {
2318         self.len() == 0
2319     }
2320
2321     /// If the root node is the empty (non-allocated) root node, allocate our
2322     /// own node.
2323     fn ensure_root_is_owned(&mut self) -> &mut node::Root<K, V> {
2324         self.root.get_or_insert_with(node::Root::new_leaf)
2325     }
2326 }
2327
2328 impl<'a, K: Ord, V> Entry<'a, K, V> {
2329     /// Ensures a value is in the entry by inserting the default if empty, and returns
2330     /// a mutable reference to the value in the entry.
2331     ///
2332     /// # Examples
2333     ///
2334     /// ```
2335     /// use std::collections::BTreeMap;
2336     ///
2337     /// let mut map: BTreeMap<&str, usize> = BTreeMap::new();
2338     /// map.entry("poneyland").or_insert(12);
2339     ///
2340     /// assert_eq!(map["poneyland"], 12);
2341     /// ```
2342     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2343     pub fn or_insert(self, default: V) -> &'a mut V {
2344         match self {
2345             Occupied(entry) => entry.into_mut(),
2346             Vacant(entry) => entry.insert(default),
2347         }
2348     }
2349
2350     /// Ensures a value is in the entry by inserting the result of the default function if empty,
2351     /// and returns a mutable reference to the value in the entry.
2352     ///
2353     /// # Examples
2354     ///
2355     /// ```
2356     /// use std::collections::BTreeMap;
2357     ///
2358     /// let mut map: BTreeMap<&str, String> = BTreeMap::new();
2359     /// let s = "hoho".to_string();
2360     ///
2361     /// map.entry("poneyland").or_insert_with(|| s);
2362     ///
2363     /// assert_eq!(map["poneyland"], "hoho".to_string());
2364     /// ```
2365     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2366     pub fn or_insert_with<F: FnOnce() -> V>(self, default: F) -> &'a mut V {
2367         match self {
2368             Occupied(entry) => entry.into_mut(),
2369             Vacant(entry) => entry.insert(default()),
2370         }
2371     }
2372
2373     #[unstable(feature = "or_insert_with_key", issue = "71024")]
2374     /// Ensures a value is in the entry by inserting, if empty, the result of the default function,
2375     /// which takes the key as its argument, and returns a mutable reference to the value in the
2376     /// entry.
2377     ///
2378     /// # Examples
2379     ///
2380     /// ```
2381     /// #![feature(or_insert_with_key)]
2382     /// use std::collections::BTreeMap;
2383     ///
2384     /// let mut map: BTreeMap<&str, usize> = BTreeMap::new();
2385     ///
2386     /// map.entry("poneyland").or_insert_with_key(|key| key.chars().count());
2387     ///
2388     /// assert_eq!(map["poneyland"], 9);
2389     /// ```
2390     #[inline]
2391     pub fn or_insert_with_key<F: FnOnce(&K) -> V>(self, default: F) -> &'a mut V {
2392         match self {
2393             Occupied(entry) => entry.into_mut(),
2394             Vacant(entry) => {
2395                 let value = default(entry.key());
2396                 entry.insert(value)
2397             }
2398         }
2399     }
2400
2401     /// Returns a reference to this entry's key.
2402     ///
2403     /// # Examples
2404     ///
2405     /// ```
2406     /// use std::collections::BTreeMap;
2407     ///
2408     /// let mut map: BTreeMap<&str, usize> = BTreeMap::new();
2409     /// assert_eq!(map.entry("poneyland").key(), &"poneyland");
2410     /// ```
2411     #[stable(feature = "map_entry_keys", since = "1.10.0")]
2412     pub fn key(&self) -> &K {
2413         match *self {
2414             Occupied(ref entry) => entry.key(),
2415             Vacant(ref entry) => entry.key(),
2416         }
2417     }
2418
2419     /// Provides in-place mutable access to an occupied entry before any
2420     /// potential inserts into the map.
2421     ///
2422     /// # Examples
2423     ///
2424     /// ```
2425     /// use std::collections::BTreeMap;
2426     ///
2427     /// let mut map: BTreeMap<&str, usize> = BTreeMap::new();
2428     ///
2429     /// map.entry("poneyland")
2430     ///    .and_modify(|e| { *e += 1 })
2431     ///    .or_insert(42);
2432     /// assert_eq!(map["poneyland"], 42);
2433     ///
2434     /// map.entry("poneyland")
2435     ///    .and_modify(|e| { *e += 1 })
2436     ///    .or_insert(42);
2437     /// assert_eq!(map["poneyland"], 43);
2438     /// ```
2439     #[stable(feature = "entry_and_modify", since = "1.26.0")]
2440     pub fn and_modify<F>(self, f: F) -> Self
2441     where
2442         F: FnOnce(&mut V),
2443     {
2444         match self {
2445             Occupied(mut entry) => {
2446                 f(entry.get_mut());
2447                 Occupied(entry)
2448             }
2449             Vacant(entry) => Vacant(entry),
2450         }
2451     }
2452 }
2453
2454 impl<'a, K: Ord, V: Default> Entry<'a, K, V> {
2455     #[stable(feature = "entry_or_default", since = "1.28.0")]
2456     /// Ensures a value is in the entry by inserting the default value if empty,
2457     /// and returns a mutable reference to the value in the entry.
2458     ///
2459     /// # Examples
2460     ///
2461     /// ```
2462     /// use std::collections::BTreeMap;
2463     ///
2464     /// let mut map: BTreeMap<&str, Option<usize>> = BTreeMap::new();
2465     /// map.entry("poneyland").or_default();
2466     ///
2467     /// assert_eq!(map["poneyland"], None);
2468     /// ```
2469     pub fn or_default(self) -> &'a mut V {
2470         match self {
2471             Occupied(entry) => entry.into_mut(),
2472             Vacant(entry) => entry.insert(Default::default()),
2473         }
2474     }
2475 }
2476
2477 impl<'a, K: Ord, V> VacantEntry<'a, K, V> {
2478     /// Gets a reference to the key that would be used when inserting a value
2479     /// through the VacantEntry.
2480     ///
2481     /// # Examples
2482     ///
2483     /// ```
2484     /// use std::collections::BTreeMap;
2485     ///
2486     /// let mut map: BTreeMap<&str, usize> = BTreeMap::new();
2487     /// assert_eq!(map.entry("poneyland").key(), &"poneyland");
2488     /// ```
2489     #[stable(feature = "map_entry_keys", since = "1.10.0")]
2490     pub fn key(&self) -> &K {
2491         &self.key
2492     }
2493
2494     /// Take ownership of the key.
2495     ///
2496     /// # Examples
2497     ///
2498     /// ```
2499     /// use std::collections::BTreeMap;
2500     /// use std::collections::btree_map::Entry;
2501     ///
2502     /// let mut map: BTreeMap<&str, usize> = BTreeMap::new();
2503     ///
2504     /// if let Entry::Vacant(v) = map.entry("poneyland") {
2505     ///     v.into_key();
2506     /// }
2507     /// ```
2508     #[stable(feature = "map_entry_recover_keys2", since = "1.12.0")]
2509     pub fn into_key(self) -> K {
2510         self.key
2511     }
2512
2513     /// Sets the value of the entry with the `VacantEntry`'s key,
2514     /// and returns a mutable reference to it.
2515     ///
2516     /// # Examples
2517     ///
2518     /// ```
2519     /// use std::collections::BTreeMap;
2520     /// use std::collections::btree_map::Entry;
2521     ///
2522     /// let mut map: BTreeMap<&str, u32> = BTreeMap::new();
2523     ///
2524     /// if let Entry::Vacant(o) = map.entry("poneyland") {
2525     ///     o.insert(37);
2526     /// }
2527     /// assert_eq!(map["poneyland"], 37);
2528     /// ```
2529     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2530     pub fn insert(self, value: V) -> &'a mut V {
2531         *self.length += 1;
2532
2533         let out_ptr;
2534
2535         let mut ins_k;
2536         let mut ins_v;
2537         let mut ins_edge;
2538
2539         let mut cur_parent = match self.handle.insert(self.key, value) {
2540             (Fit(handle), _) => return handle.into_kv_mut().1,
2541             (Split(left, k, v, right), ptr) => {
2542                 ins_k = k;
2543                 ins_v = v;
2544                 ins_edge = right;
2545                 out_ptr = ptr;
2546                 left.ascend().map_err(|n| n.into_root_mut())
2547             }
2548         };
2549
2550         loop {
2551             match cur_parent {
2552                 Ok(parent) => match parent.insert(ins_k, ins_v, ins_edge) {
2553                     Fit(_) => return unsafe { &mut *out_ptr },
2554                     Split(left, k, v, right) => {
2555                         ins_k = k;
2556                         ins_v = v;
2557                         ins_edge = right;
2558                         cur_parent = left.ascend().map_err(|n| n.into_root_mut());
2559                     }
2560                 },
2561                 Err(root) => {
2562                     root.push_level().push(ins_k, ins_v, ins_edge);
2563                     return unsafe { &mut *out_ptr };
2564                 }
2565             }
2566         }
2567     }
2568 }
2569
2570 impl<'a, K: Ord, V> OccupiedEntry<'a, K, V> {
2571     /// Gets a reference to the key in the entry.
2572     ///
2573     /// # Examples
2574     ///
2575     /// ```
2576     /// use std::collections::BTreeMap;
2577     ///
2578     /// let mut map: BTreeMap<&str, usize> = BTreeMap::new();
2579     /// map.entry("poneyland").or_insert(12);
2580     /// assert_eq!(map.entry("poneyland").key(), &"poneyland");
2581     /// ```
2582     #[stable(feature = "map_entry_keys", since = "1.10.0")]
2583     pub fn key(&self) -> &K {
2584         self.handle.reborrow().into_kv().0
2585     }
2586
2587     /// Take ownership of the key and value from the map.
2588     ///
2589     /// # Examples
2590     ///
2591     /// ```
2592     /// use std::collections::BTreeMap;
2593     /// use std::collections::btree_map::Entry;
2594     ///
2595     /// let mut map: BTreeMap<&str, usize> = BTreeMap::new();
2596     /// map.entry("poneyland").or_insert(12);
2597     ///
2598     /// if let Entry::Occupied(o) = map.entry("poneyland") {
2599     ///     // We delete the entry from the map.
2600     ///     o.remove_entry();
2601     /// }
2602     ///
2603     /// // If now try to get the value, it will panic:
2604     /// // println!("{}", map["poneyland"]);
2605     /// ```
2606     #[stable(feature = "map_entry_recover_keys2", since = "1.12.0")]
2607     pub fn remove_entry(self) -> (K, V) {
2608         self.remove_kv()
2609     }
2610
2611     /// Gets a reference to the value in the entry.
2612     ///
2613     /// # Examples
2614     ///
2615     /// ```
2616     /// use std::collections::BTreeMap;
2617     /// use std::collections::btree_map::Entry;
2618     ///
2619     /// let mut map: BTreeMap<&str, usize> = BTreeMap::new();
2620     /// map.entry("poneyland").or_insert(12);
2621     ///
2622     /// if let Entry::Occupied(o) = map.entry("poneyland") {
2623     ///     assert_eq!(o.get(), &12);
2624     /// }
2625     /// ```
2626     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2627     pub fn get(&self) -> &V {
2628         self.handle.reborrow().into_kv().1
2629     }
2630
2631     /// Gets a mutable reference to the value in the entry.
2632     ///
2633     /// If you need a reference to the `OccupiedEntry` that may outlive the
2634     /// destruction of the `Entry` value, see [`into_mut`].
2635     ///
2636     /// [`into_mut`]: #method.into_mut
2637     ///
2638     /// # Examples
2639     ///
2640     /// ```
2641     /// use std::collections::BTreeMap;
2642     /// use std::collections::btree_map::Entry;
2643     ///
2644     /// let mut map: BTreeMap<&str, usize> = BTreeMap::new();
2645     /// map.entry("poneyland").or_insert(12);
2646     ///
2647     /// assert_eq!(map["poneyland"], 12);
2648     /// if let Entry::Occupied(mut o) = map.entry("poneyland") {
2649     ///     *o.get_mut() += 10;
2650     ///     assert_eq!(*o.get(), 22);
2651     ///
2652     ///     // We can use the same Entry multiple times.
2653     ///     *o.get_mut() += 2;
2654     /// }
2655     /// assert_eq!(map["poneyland"], 24);
2656     /// ```
2657     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2658     pub fn get_mut(&mut self) -> &mut V {
2659         self.handle.kv_mut().1
2660     }
2661
2662     /// Converts the entry into a mutable reference to its value.
2663     ///
2664     /// If you need multiple references to the `OccupiedEntry`, see [`get_mut`].
2665     ///
2666     /// [`get_mut`]: #method.get_mut
2667     ///
2668     /// # Examples
2669     ///
2670     /// ```
2671     /// use std::collections::BTreeMap;
2672     /// use std::collections::btree_map::Entry;
2673     ///
2674     /// let mut map: BTreeMap<&str, usize> = BTreeMap::new();
2675     /// map.entry("poneyland").or_insert(12);
2676     ///
2677     /// assert_eq!(map["poneyland"], 12);
2678     /// if let Entry::Occupied(o) = map.entry("poneyland") {
2679     ///     *o.into_mut() += 10;
2680     /// }
2681     /// assert_eq!(map["poneyland"], 22);
2682     /// ```
2683     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2684     pub fn into_mut(self) -> &'a mut V {
2685         self.handle.into_kv_mut().1
2686     }
2687
2688     /// Sets the value of the entry with the `OccupiedEntry`'s key,
2689     /// and returns the entry's old value.
2690     ///
2691     /// # Examples
2692     ///
2693     /// ```
2694     /// use std::collections::BTreeMap;
2695     /// use std::collections::btree_map::Entry;
2696     ///
2697     /// let mut map: BTreeMap<&str, usize> = BTreeMap::new();
2698     /// map.entry("poneyland").or_insert(12);
2699     ///
2700     /// if let Entry::Occupied(mut o) = map.entry("poneyland") {
2701     ///     assert_eq!(o.insert(15), 12);
2702     /// }
2703     /// assert_eq!(map["poneyland"], 15);
2704     /// ```
2705     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2706     pub fn insert(&mut self, value: V) -> V {
2707         mem::replace(self.get_mut(), value)
2708     }
2709
2710     /// Takes the value of the entry out of the map, and returns it.
2711     ///
2712     /// # Examples
2713     ///
2714     /// ```
2715     /// use std::collections::BTreeMap;
2716     /// use std::collections::btree_map::Entry;
2717     ///
2718     /// let mut map: BTreeMap<&str, usize> = BTreeMap::new();
2719     /// map.entry("poneyland").or_insert(12);
2720     ///
2721     /// if let Entry::Occupied(o) = map.entry("poneyland") {
2722     ///     assert_eq!(o.remove(), 12);
2723     /// }
2724     /// // If we try to get "poneyland"'s value, it'll panic:
2725     /// // println!("{}", map["poneyland"]);
2726     /// ```
2727     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2728     pub fn remove(self) -> V {
2729         self.remove_kv().1
2730     }
2731
2732     fn remove_kv(self) -> (K, V) {
2733         *self.length -= 1;
2734
2735         let (old_key, old_val, _) = self.handle.remove_kv_tracking();
2736         (old_key, old_val)
2737     }
2738 }
2739
2740 impl<'a, K: 'a, V: 'a> Handle<NodeRef<marker::Mut<'a>, K, V, marker::LeafOrInternal>, marker::KV> {
2741     /// Removes a key/value-pair from the map, and returns that pair, as well as
2742     /// the leaf edge corresponding to that former pair.
2743     fn remove_kv_tracking(
2744         self,
2745     ) -> (K, V, Handle<NodeRef<marker::Mut<'a>, K, V, marker::Leaf>, marker::Edge>) {
2746         let (mut pos, old_key, old_val, was_internal) = match self.force() {
2747             Leaf(leaf) => {
2748                 let (hole, old_key, old_val) = leaf.remove();
2749                 (hole, old_key, old_val, false)
2750             }
2751             Internal(mut internal) => {
2752                 // Replace the location freed in the internal node with the next KV,
2753                 // and remove that next KV from its leaf.
2754
2755                 let key_loc = internal.kv_mut().0 as *mut K;
2756                 let val_loc = internal.kv_mut().1 as *mut V;
2757
2758                 // Deleting from the left side is typically faster since we can
2759                 // just pop an element from the end of the KV array without
2760                 // needing to shift the other values.
2761                 let to_remove = internal.left_edge().descend().last_leaf_edge().left_kv().ok();
2762                 let to_remove = unsafe { unwrap_unchecked(to_remove) };
2763
2764                 let (hole, key, val) = to_remove.remove();
2765
2766                 let old_key = unsafe { mem::replace(&mut *key_loc, key) };
2767                 let old_val = unsafe { mem::replace(&mut *val_loc, val) };
2768
2769                 (hole, old_key, old_val, true)
2770             }
2771         };
2772
2773         // Handle underflow
2774         let mut cur_node = unsafe { ptr::read(&pos).into_node().forget_type() };
2775         let mut at_leaf = true;
2776         while cur_node.len() < node::MIN_LEN {
2777             match handle_underfull_node(cur_node) {
2778                 AtRoot => break,
2779                 Merged(edge, merged_with_left, offset) => {
2780                     // If we merged with our right sibling then our tracked
2781                     // position has not changed. However if we merged with our
2782                     // left sibling then our tracked position is now dangling.
2783                     if at_leaf && merged_with_left {
2784                         let idx = pos.idx() + offset;
2785                         let node = match unsafe { ptr::read(&edge).descend().force() } {
2786                             Leaf(leaf) => leaf,
2787                             Internal(_) => unreachable!(),
2788                         };
2789                         pos = unsafe { Handle::new_edge(node, idx) };
2790                     }
2791
2792                     let parent = edge.into_node();
2793                     if parent.len() == 0 {
2794                         // We must be at the root
2795                         parent.into_root_mut().pop_level();
2796                         break;
2797                     } else {
2798                         cur_node = parent.forget_type();
2799                         at_leaf = false;
2800                     }
2801                 }
2802                 Stole(stole_from_left) => {
2803                     // Adjust the tracked position if we stole from a left sibling
2804                     if stole_from_left && at_leaf {
2805                         // SAFETY: This is safe since we just added an element to our node.
2806                         unsafe {
2807                             pos.next_unchecked();
2808                         }
2809                     }
2810                     break;
2811                 }
2812             }
2813         }
2814
2815         // If we deleted from an internal node then we need to compensate for
2816         // the earlier swap and adjust the tracked position to point to the
2817         // next element.
2818         if was_internal {
2819             pos = unsafe { unwrap_unchecked(pos.next_kv().ok()).next_leaf_edge() };
2820         }
2821
2822         (old_key, old_val, pos)
2823     }
2824 }
2825
2826 enum UnderflowResult<'a, K, V> {
2827     AtRoot,
2828     Merged(Handle<NodeRef<marker::Mut<'a>, K, V, marker::Internal>, marker::Edge>, bool, usize),
2829     Stole(bool),
2830 }
2831
2832 fn handle_underfull_node<K, V>(
2833     node: NodeRef<marker::Mut<'_>, K, V, marker::LeafOrInternal>,
2834 ) -> UnderflowResult<'_, K, V> {
2835     let parent = match node.ascend() {
2836         Ok(parent) => parent,
2837         Err(_) => return AtRoot,
2838     };
2839
2840     let (is_left, mut handle) = match parent.left_kv() {
2841         Ok(left) => (true, left),
2842         Err(parent) => {
2843             let right = unsafe { unwrap_unchecked(parent.right_kv().ok()) };
2844             (false, right)
2845         }
2846     };
2847
2848     if handle.can_merge() {
2849         let offset = if is_left { handle.reborrow().left_edge().descend().len() + 1 } else { 0 };
2850         Merged(handle.merge(), is_left, offset)
2851     } else {
2852         if is_left {
2853             handle.steal_left();
2854         } else {
2855             handle.steal_right();
2856         }
2857         Stole(is_left)
2858     }
2859 }
2860
2861 impl<K: Ord, V, I: Iterator<Item = (K, V)>> Iterator for MergeIter<K, V, I> {
2862     type Item = (K, V);
2863
2864     fn next(&mut self) -> Option<(K, V)> {
2865         let res = match (self.left.peek(), self.right.peek()) {
2866             (Some(&(ref left_key, _)), Some(&(ref right_key, _))) => left_key.cmp(right_key),
2867             (Some(_), None) => Ordering::Less,
2868             (None, Some(_)) => Ordering::Greater,
2869             (None, None) => return None,
2870         };
2871
2872         // Check which elements comes first and only advance the corresponding iterator.
2873         // If two keys are equal, take the value from `right`.
2874         match res {
2875             Ordering::Less => self.left.next(),
2876             Ordering::Greater => self.right.next(),
2877             Ordering::Equal => {
2878                 self.left.next();
2879                 self.right.next()
2880             }
2881         }
2882     }
2883 }