src/liballoc/str.rs

   1 //! Unicode string slices.
   2 //!
   3 //! *[See also the `str` primitive type](../../std/primitive.str.html).*
   4 //!
   5 //! The `&str` type is one of the two main string types, the other being `String`.
   6 //! Unlike its `String` counterpart, its contents are borrowed.
   7 //!
   8 //! # Basic Usage
   9 //!
  10 //! A basic string declaration of `&str` type:
  11 //!
  12 //! ```
  13 //! let hello_world = "Hello, World!";
  14 //! ```
  15 //!
  16 //! Here we have declared a string literal, also known as a string slice.
  17 //! String literals have a static lifetime, which means the string `hello_world`
  18 //! is guaranteed to be valid for the duration of the entire program.
  19 //! We can explicitly specify `hello_world`'s lifetime as well:
  20 //!
  21 //! ```
  22 //! let hello_world: &'static str = "Hello, world!";
  23 //! ```
  24
  25 #![stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
  26
  27 // Many of the usings in this module are only used in the test configuration.
  28 // It's cleaner to just turn off the unused_imports warning than to fix them.
  29 #![allow(unused_imports)]
  30
  31 use core::borrow::Borrow;
  32 use core::str::pattern::{Pattern, Searcher, ReverseSearcher, DoubleEndedSearcher};
  33 use core::mem;
  34 use core::ptr;
  35 use core::iter::FusedIterator;
  36 use core::unicode::conversions;
  37
  38 use crate::borrow::ToOwned;
  39 use crate::boxed::Box;
  40 use crate::slice::{SliceConcatExt, SliceIndex};
  41 use crate::string::String;
  42 use crate::vec::Vec;
  43
  44 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
  45 pub use core::str::{FromStr, Utf8Error};
  46 #[allow(deprecated)]
  47 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
  48 pub use core::str::{Lines, LinesAny};
  49 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
  50 pub use core::str::{Split, RSplit};
  51 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
  52 pub use core::str::{SplitN, RSplitN};
  53 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
  54 pub use core::str::{SplitTerminator, RSplitTerminator};
  55 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
  56 pub use core::str::{Matches, RMatches};
  57 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
  58 pub use core::str::{MatchIndices, RMatchIndices};
  59 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
  60 pub use core::str::{from_utf8, from_utf8_mut, Chars, CharIndices, Bytes};
  61 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
  62 pub use core::str::{from_utf8_unchecked, from_utf8_unchecked_mut, ParseBoolError};
  63 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
  64 pub use core::str::SplitWhitespace;
  65 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
  66 pub use core::str::pattern;
  67 #[stable(feature = "encode_utf16", since = "1.8.0")]
  68 pub use core::str::EncodeUtf16;
  69 #[stable(feature = "split_ascii_whitespace", since = "1.34.0")]
  70 pub use core::str::SplitAsciiWhitespace;
  71 #[stable(feature = "str_escape", since = "1.34.0")]
  72 pub use core::str::{EscapeDebug, EscapeDefault, EscapeUnicode};
  73
  74 #[unstable(feature = "slice_concat_ext",
  75            reason = "trait should not have to exist",
  76            issue = "27747")]
  77 impl<S: Borrow<str>> SliceConcatExt<str> for [S] {
  78     type Output = String;
  79
  80     fn concat(&self) -> String {
  81         self.join("")
  82     }
  83
  84     fn join(&self, sep: &str) -> String {
  85         unsafe {
  86             String::from_utf8_unchecked( join_generic_copy(self, sep.as_bytes()) )
  87         }
  88     }
  89
  90     fn connect(&self, sep: &str) -> String {
  91         self.join(sep)
  92     }
  93 }
  94
  95 macro_rules! spezialize_for_lengths {
  96     ($separator:expr, $target:expr, $iter:expr; $($num:expr),*) => {
  97         let mut target = $target;
  98         let iter = $iter;
  99         let sep_bytes = $separator;
 100         match $separator.len() {
 101             $(
 102                 // loops with hardcoded sizes run much faster
 103                 // specialize the cases with small separator lengths
 104                 $num => {
 105                     for s in iter {
 106                         copy_slice_and_advance!(target, sep_bytes);
 107                         copy_slice_and_advance!(target, s.borrow().as_ref());
 108                     }
 109                 },
 110             )*
 111             _ => {
 112                 // arbitrary non-zero size fallback
 113                 for s in iter {
 114                     copy_slice_and_advance!(target, sep_bytes);
 115                     copy_slice_and_advance!(target, s.borrow().as_ref());
 116                 }
 117             }
 118         }
 119     };
 120 }
 121
 122 macro_rules! copy_slice_and_advance {
 123     ($target:expr, $bytes:expr) => {
 124         let len = $bytes.len();
 125         let (head, tail) = {$target}.split_at_mut(len);
 126         head.copy_from_slice($bytes);
 127         $target = tail;
 128     }
 129 }
 130
 131 // Optimized join implementation that works for both Vec<T> (T: Copy) and String's inner vec
 132 // Currently (2018-05-13) there is a bug with type inference and specialization (see issue #36262)
 133 // For this reason SliceConcatExt<T> is not specialized for T: Copy and SliceConcatExt<str> is the
 134 // only user of this function. It is left in place for the time when that is fixed.
 135 //
 136 // the bounds for String-join are S: Borrow<str> and for Vec-join Borrow<[T]>
 137 // [T] and str both impl AsRef<[T]> for some T
 138 // => s.borrow().as_ref() and we always have slices
 139 fn join_generic_copy<B, T, S>(slice: &[S], sep: &[T]) -> Vec<T>
 140 where
 141     T: Copy,
 142     B: AsRef<[T]> + ?Sized,
 143     S: Borrow<B>,
 144 {
 145     let sep_len = sep.len();
 146     let mut iter = slice.iter();
 147
 148     // the first slice is the only one without a separator preceding it
 149     let first = match iter.next() {
 150         Some(first) => first,
 151         None => return vec![],
 152     };
 153
 154     // compute the exact total length of the joined Vec
 155     // if the `len` calculation overflows, we'll panic
 156     // we would have run out of memory anyway and the rest of the function requires
 157     // the entire Vec pre-allocated for safety
 158     let len =  sep_len.checked_mul(iter.len()).and_then(|n| {
 159             slice.iter()
 160                 .map(|s| s.borrow().as_ref().len())
 161                 .try_fold(n, usize::checked_add)
 162         }).expect("attempt to join into collection with len > usize::MAX");
 163
 164     // crucial for safety
 165     let mut result = Vec::with_capacity(len);
 166     assert!(result.capacity() >= len);
 167
 168     result.extend_from_slice(first.borrow().as_ref());
 169
 170     unsafe {
 171         {
 172             let pos = result.len();
 173             let target = result.get_unchecked_mut(pos..len);
 174
 175             // copy separator and slices over without bounds checks
 176             // generate loops with hardcoded offsets for small separators
 177             // massive improvements possible (~ x2)
 178             spezialize_for_lengths!(sep, target, iter; 0, 1, 2, 3, 4);
 179         }
 180         result.set_len(len);
 181     }
 182     result
 183 }
 184
 185 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 186 impl Borrow<str> for String {
 187     #[inline]
 188     fn borrow(&self) -> &str {
 189         &self[..]
 190     }
 191 }
 192
 193 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 194 impl ToOwned for str {
 195     type Owned = String;
 196     #[inline]
 197     fn to_owned(&self) -> String {
 198         unsafe { String::from_utf8_unchecked(self.as_bytes().to_owned()) }
 199     }
 200
 201     fn clone_into(&self, target: &mut String) {
 202         let mut b = mem::replace(target, String::new()).into_bytes();
 203         self.as_bytes().clone_into(&mut b);
 204         *target = unsafe { String::from_utf8_unchecked(b) }
 205     }
 206 }
 207
 208 /// Methods for string slices.
 209 #[lang = "str_alloc"]
 210 #[cfg(not(test))]
 211 impl str {
 212     /// Converts a `Box<str>` into a `Box<[u8]>` without copying or allocating.
 213     ///
 214     /// # Examples
 215     ///
 216     /// Basic usage:
 217     ///
 218     /// ```
 219     /// let s = "this is a string";
 220     /// let boxed_str = s.to_owned().into_boxed_str();
 221     /// let boxed_bytes = boxed_str.into_boxed_bytes();
 222     /// assert_eq!(*boxed_bytes, *s.as_bytes());
 223     /// ```
 224     #[stable(feature = "str_box_extras", since = "1.20.0")]
 225     #[inline]
 226     pub fn into_boxed_bytes(self: Box<str>) -> Box<[u8]> {
 227         self.into()
 228     }
 229
 230     /// Replaces all matches of a pattern with another string.
 231     ///
 232     /// `replace` creates a new [`String`], and copies the data from this string slice into it.
 233     /// While doing so, it attempts to find matches of a pattern. If it finds any, it
 234     /// replaces them with the replacement string slice.
 235     ///
 236     /// [`String`]: string/struct.String.html
 237     ///
 238     /// # Examples
 239     ///
 240     /// Basic usage:
 241     ///
 242     /// ```
 243     /// let s = "this is old";
 244     ///
 245     /// assert_eq!("this is new", s.replace("old", "new"));
 246     /// ```
 247     ///
 248     /// When the pattern doesn't match:
 249     ///
 250     /// ```
 251     /// let s = "this is old";
 252     /// assert_eq!(s, s.replace("cookie monster", "little lamb"));
 253     /// ```
 254     #[must_use = "this returns the replaced string as a new allocation, \
 255                   without modifying the original"]
 256     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 257     #[inline]
 258     pub fn replace<'a, P: Pattern<'a>>(&'a self, from: P, to: &str) -> String {
 259         let mut result = String::new();
 260         let mut last_end = 0;
 261         for (start, part) in self.match_indices(from) {
 262             result.push_str(unsafe { self.get_unchecked(last_end..start) });
 263             result.push_str(to);
 264             last_end = start + part.len();
 265         }
 266         result.push_str(unsafe { self.get_unchecked(last_end..self.len()) });
 267         result
 268     }
 269
 270     /// Replaces first N matches of a pattern with another string.
 271     ///
 272     /// `replacen` creates a new [`String`], and copies the data from this string slice into it.
 273     /// While doing so, it attempts to find matches of a pattern. If it finds any, it
 274     /// replaces them with the replacement string slice at most `count` times.
 275     ///
 276     /// [`String`]: string/struct.String.html
 277     ///
 278     /// # Examples
 279     ///
 280     /// Basic usage:
 281     ///
 282     /// ```
 283     /// let s = "foo foo 123 foo";
 284     /// assert_eq!("new new 123 foo", s.replacen("foo", "new", 2));
 285     /// assert_eq!("faa fao 123 foo", s.replacen('o', "a", 3));
 286     /// assert_eq!("foo foo new23 foo", s.replacen(char::is_numeric, "new", 1));
 287     /// ```
 288     ///
 289     /// When the pattern doesn't match:
 290     ///
 291     /// ```
 292     /// let s = "this is old";
 293     /// assert_eq!(s, s.replacen("cookie monster", "little lamb", 10));
 294     /// ```
 295     #[must_use = "this returns the replaced string as a new allocation, \
 296                   without modifying the original"]
 297     #[stable(feature = "str_replacen", since = "1.16.0")]
 298     pub fn replacen<'a, P: Pattern<'a>>(&'a self, pat: P, to: &str, count: usize) -> String {
 299         // Hope to reduce the times of re-allocation
 300         let mut result = String::with_capacity(32);
 301         let mut last_end = 0;
 302         for (start, part) in self.match_indices(pat).take(count) {
 303             result.push_str(unsafe { self.get_unchecked(last_end..start) });
 304             result.push_str(to);
 305             last_end = start + part.len();
 306         }
 307         result.push_str(unsafe { self.get_unchecked(last_end..self.len()) });
 308         result
 309     }
 310
 311     /// Returns the lowercase equivalent of this string slice, as a new [`String`].
 312     ///
 313     /// 'Lowercase' is defined according to the terms of the Unicode Derived Core Property
 314     /// `Lowercase`.
 315     ///
 316     /// Since some characters can expand into multiple characters when changing
 317     /// the case, this function returns a [`String`] instead of modifying the
 318     /// parameter in-place.
 319     ///
 320     /// [`String`]: string/struct.String.html
 321     ///
 322     /// # Examples
 323     ///
 324     /// Basic usage:
 325     ///
 326     /// ```
 327     /// let s = "HELLO";
 328     ///
 329     /// assert_eq!("hello", s.to_lowercase());
 330     /// ```
 331     ///
 332     /// A tricky example, with sigma:
 333     ///
 334     /// ```
 335     /// let sigma = "Σ";
 336     ///
 337     /// assert_eq!("σ", sigma.to_lowercase());
 338     ///
 339     /// // but at the end of a word, it's ς, not σ:
 340     /// let odysseus = "ὈΔΥΣΣΕΎΣ";
 341     ///
 342     /// assert_eq!("ὀδυσσεύς", odysseus.to_lowercase());
 343     /// ```
 344     ///
 345     /// Languages without case are not changed:
 346     ///
 347     /// ```
 348     /// let new_year = "农历新年";
 349     ///
 350     /// assert_eq!(new_year, new_year.to_lowercase());
 351     /// ```
 352     #[stable(feature = "unicode_case_mapping", since = "1.2.0")]
 353     pub fn to_lowercase(&self) -> String {
 354         let mut s = String::with_capacity(self.len());
 355         for (i, c) in self[..].char_indices() {
 356             if c == 'Σ' {
 357                 // Σ maps to σ, except at the end of a word where it maps to ς.
 358                 // This is the only conditional (contextual) but language-independent mapping
 359                 // in `SpecialCasing.txt`,
 360                 // so hard-code it rather than have a generic "condition" mechanism.
 361                 // See https://github.com/rust-lang/rust/issues/26035
 362                 map_uppercase_sigma(self, i, &mut s)
 363             } else {
 364                 match conversions::to_lower(c) {
 365                     [a, '\0', _] => s.push(a),
 366                     [a, b, '\0'] => {
 367                         s.push(a);
 368                         s.push(b);
 369                     }
 370                     [a, b, c] => {
 371                         s.push(a);
 372                         s.push(b);
 373                         s.push(c);
 374                     }
 375                 }
 376             }
 377         }
 378         return s;
 379
 380         fn map_uppercase_sigma(from: &str, i: usize, to: &mut String) {
 381             // See http://www.unicode.org/versions/Unicode7.0.0/ch03.pdf#G33992
 382             // for the definition of `Final_Sigma`.
 383             debug_assert!('Σ'.len_utf8() == 2);
 384             let is_word_final = case_ignoreable_then_cased(from[..i].chars().rev()) &&
 385                                 !case_ignoreable_then_cased(from[i + 2..].chars());
 386             to.push_str(if is_word_final { "ς" } else { "σ" });
 387         }
 388
 389         fn case_ignoreable_then_cased<I: Iterator<Item = char>>(iter: I) -> bool {
 390             use core::unicode::derived_property::{Cased, Case_Ignorable};
 391             match iter.skip_while(|&c| Case_Ignorable(c)).next() {
 392                 Some(c) => Cased(c),
 393                 None => false,
 394             }
 395         }
 396     }
 397
 398     /// Returns the uppercase equivalent of this string slice, as a new [`String`].
 399     ///
 400     /// 'Uppercase' is defined according to the terms of the Unicode Derived Core Property
 401     /// `Uppercase`.
 402     ///
 403     /// Since some characters can expand into multiple characters when changing
 404     /// the case, this function returns a [`String`] instead of modifying the
 405     /// parameter in-place.
 406     ///
 407     /// [`String`]: string/struct.String.html
 408     ///
 409     /// # Examples
 410     ///
 411     /// Basic usage:
 412     ///
 413     /// ```
 414     /// let s = "hello";
 415     ///
 416     /// assert_eq!("HELLO", s.to_uppercase());
 417     /// ```
 418     ///
 419     /// Scripts without case are not changed:
 420     ///
 421     /// ```
 422     /// let new_year = "农历新年";
 423     ///
 424     /// assert_eq!(new_year, new_year.to_uppercase());
 425     /// ```
 426     #[stable(feature = "unicode_case_mapping", since = "1.2.0")]
 427     pub fn to_uppercase(&self) -> String {
 428         let mut s = String::with_capacity(self.len());
 429         for c in self[..].chars() {
 430             match conversions::to_upper(c) {
 431                 [a, '\0', _] => s.push(a),
 432                 [a, b, '\0'] => {
 433                     s.push(a);
 434                     s.push(b);
 435                 }
 436                 [a, b, c] => {
 437                     s.push(a);
 438                     s.push(b);
 439                     s.push(c);
 440                 }
 441             }
 442         }
 443         return s;
 444     }
 445
 446     /// Converts a [`Box<str>`] into a [`String`] without copying or allocating.
 447     ///
 448     /// [`String`]: string/struct.String.html
 449     /// [`Box<str>`]: boxed/struct.Box.html
 450     ///
 451     /// # Examples
 452     ///
 453     /// Basic usage:
 454     ///
 455     /// ```
 456     /// let string = String::from("birthday gift");
 457     /// let boxed_str = string.clone().into_boxed_str();
 458     ///
 459     /// assert_eq!(boxed_str.into_string(), string);
 460     /// ```
 461     #[stable(feature = "box_str", since = "1.4.0")]
 462     #[inline]
 463     pub fn into_string(self: Box<str>) -> String {
 464         let slice = Box::<[u8]>::from(self);
 465         unsafe { String::from_utf8_unchecked(slice.into_vec()) }
 466     }
 467
 468     /// Creates a new [`String`] by repeating a string `n` times.
 469     ///
 470     /// # Panics
 471     ///
 472     /// This function will panic if the capacity would overflow.
 473     ///
 474     /// [`String`]: string/struct.String.html
 475     ///
 476     /// # Examples
 477     ///
 478     /// Basic usage:
 479     ///
 480     /// ```
 481     /// assert_eq!("abc".repeat(4), String::from("abcabcabcabc"));
 482     /// ```
 483     ///
 484     /// A panic upon overflow:
 485     ///
 486     /// ```should_panic
 487     /// fn main() {
 488     ///     // this will panic at runtime
 489     ///     "0123456789abcdef".repeat(usize::max_value());
 490     /// }
 491     /// ```
 492     #[stable(feature = "repeat_str", since = "1.16.0")]
 493     pub fn repeat(&self, n: usize) -> String {
 494         unsafe { String::from_utf8_unchecked(self.as_bytes().repeat(n)) }
 495     }
 496
 497     /// Returns a copy of this string where each character is mapped to its
 498     /// ASCII upper case equivalent.
 499     ///
 500     /// ASCII letters 'a' to 'z' are mapped to 'A' to 'Z',
 501     /// but non-ASCII letters are unchanged.
 502     ///
 503     /// To uppercase the value in-place, use [`make_ascii_uppercase`].
 504     ///
 505     /// To uppercase ASCII characters in addition to non-ASCII characters, use
 506     /// [`to_uppercase`].
 507     ///
 508     /// # Examples
 509     ///
 510     /// ```
 511     /// let s = "Grüße, Jürgen ❤";
 512     ///
 513     /// assert_eq!("GRüßE, JüRGEN ❤", s.to_ascii_uppercase());
 514     /// ```
 515     ///
 516     /// [`make_ascii_uppercase`]: #method.make_ascii_uppercase
 517     /// [`to_uppercase`]: #method.to_uppercase
 518     #[stable(feature = "ascii_methods_on_intrinsics", since = "1.23.0")]
 519     #[inline]
 520     pub fn to_ascii_uppercase(&self) -> String {
 521         let mut bytes = self.as_bytes().to_vec();
 522         bytes.make_ascii_uppercase();
 523         // make_ascii_uppercase() preserves the UTF-8 invariant.
 524         unsafe { String::from_utf8_unchecked(bytes) }
 525     }
 526
 527     /// Returns a copy of this string where each character is mapped to its
 528     /// ASCII lower case equivalent.
 529     ///
 530     /// ASCII letters 'A' to 'Z' are mapped to 'a' to 'z',
 531     /// but non-ASCII letters are unchanged.
 532     ///
 533     /// To lowercase the value in-place, use [`make_ascii_lowercase`].
 534     ///
 535     /// To lowercase ASCII characters in addition to non-ASCII characters, use
 536     /// [`to_lowercase`].
 537     ///
 538     /// # Examples
 539     ///
 540     /// ```
 541     /// let s = "Grüße, Jürgen ❤";
 542     ///
 543     /// assert_eq!("grüße, jürgen ❤", s.to_ascii_lowercase());
 544     /// ```
 545     ///
 546     /// [`make_ascii_lowercase`]: #method.make_ascii_lowercase
 547     /// [`to_lowercase`]: #method.to_lowercase
 548     #[stable(feature = "ascii_methods_on_intrinsics", since = "1.23.0")]
 549     #[inline]
 550     pub fn to_ascii_lowercase(&self) -> String {
 551         let mut bytes = self.as_bytes().to_vec();
 552         bytes.make_ascii_lowercase();
 553         // make_ascii_lowercase() preserves the UTF-8 invariant.
 554         unsafe { String::from_utf8_unchecked(bytes) }
 555     }
 556 }
 557
 558 /// Converts a boxed slice of bytes to a boxed string slice without checking
 559 /// that the string contains valid UTF-8.
 560 ///
 561 /// # Examples
 562 ///
 563 /// Basic usage:
 564 ///
 565 /// ```
 566 /// let smile_utf8 = Box::new([226, 152, 186]);
 567 /// let smile = unsafe { std::str::from_boxed_utf8_unchecked(smile_utf8) };
 568 ///
 569 /// assert_eq!("☺", &*smile);
 570 /// ```
 571 #[stable(feature = "str_box_extras", since = "1.20.0")]
 572 #[inline]
 573 pub unsafe fn from_boxed_utf8_unchecked(v: Box<[u8]>) -> Box<str> {
 574     Box::from_raw(Box::into_raw(v) as *mut str)
 575 }