src/liballoc/vec.rs

   1 // ignore-tidy-filelength
   2 //! A contiguous growable array type with heap-allocated contents, written
   3 //! `Vec<T>`.
   4 //!
   5 //! Vectors have `O(1)` indexing, amortized `O(1)` push (to the end) and
   6 //! `O(1)` pop (from the end).
   7 //!
   8 //! Vectors ensure they never allocate more than `isize::MAX` bytes.
   9 //!
  10 //! # Examples
  11 //!
  12 //! You can explicitly create a [`Vec<T>`] with [`new`]:
  13 //!
  14 //! ```
  15 //! let v: Vec<i32> = Vec::new();
  16 //! ```
  17 //!
  18 //! ...or by using the [`vec!`] macro:
  19 //!
  20 //! ```
  21 //! let v: Vec<i32> = vec![];
  22 //!
  23 //! let v = vec![1, 2, 3, 4, 5];
  24 //!
  25 //! let v = vec![0; 10]; // ten zeroes
  26 //! ```
  27 //!
  28 //! You can [`push`] values onto the end of a vector (which will grow the vector
  29 //! as needed):
  30 //!
  31 //! ```
  32 //! let mut v = vec![1, 2];
  33 //!
  34 //! v.push(3);
  35 //! ```
  36 //!
  37 //! Popping values works in much the same way:
  38 //!
  39 //! ```
  40 //! let mut v = vec![1, 2];
  41 //!
  42 //! let two = v.pop();
  43 //! ```
  44 //!
  45 //! Vectors also support indexing (through the [`Index`] and [`IndexMut`] traits):
  46 //!
  47 //! ```
  48 //! let mut v = vec![1, 2, 3];
  49 //! let three = v[2];
  50 //! v[1] = v[1] + 5;
  51 //! ```
  52 //!
  53 //! [`Vec<T>`]: ../../std/vec/struct.Vec.html
  54 //! [`new`]: ../../std/vec/struct.Vec.html#method.new
  55 //! [`push`]: ../../std/vec/struct.Vec.html#method.push
  56 //! [`Index`]: ../../std/ops/trait.Index.html
  57 //! [`IndexMut`]: ../../std/ops/trait.IndexMut.html
  58 //! [`vec!`]: ../../std/macro.vec.html
  59
  60 #![stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
  61
  62 use core::array::LengthAtMost32;
  63 use core::cmp::{self, Ordering};
  64 use core::fmt;
  65 use core::hash::{Hash, Hasher};
  66 use core::intrinsics::{arith_offset, assume};
  67 use core::iter::{FromIterator, FusedIterator, TrustedLen};
  68 use core::marker::PhantomData;
  69 use core::mem::{self, ManuallyDrop};
  70 use core::ops::Bound::{Excluded, Included, Unbounded};
  71 use core::ops::{self, Index, IndexMut, RangeBounds};
  72 use core::ptr::{self, NonNull};
  73 use core::slice::{self, SliceIndex};
  74
  75 use crate::borrow::{Cow, ToOwned};
  76 use crate::boxed::Box;
  77 use crate::collections::TryReserveError;
  78 use crate::raw_vec::RawVec;
  79
  80 /// A contiguous growable array type, written `Vec<T>` but pronounced 'vector'.
  81 ///
  82 /// # Examples
  83 ///
  84 /// ```
  85 /// let mut vec = Vec::new();
  86 /// vec.push(1);
  87 /// vec.push(2);
  88 ///
  89 /// assert_eq!(vec.len(), 2);
  90 /// assert_eq!(vec[0], 1);
  91 ///
  92 /// assert_eq!(vec.pop(), Some(2));
  93 /// assert_eq!(vec.len(), 1);
  94 ///
  95 /// vec[0] = 7;
  96 /// assert_eq!(vec[0], 7);
  97 ///
  98 /// vec.extend([1, 2, 3].iter().copied());
  99 ///
 100 /// for x in &vec {
 101 ///     println!("{}", x);
 102 /// }
 103 /// assert_eq!(vec, [7, 1, 2, 3]);
 104 /// ```
 105 ///
 106 /// The [`vec!`] macro is provided to make initialization more convenient:
 107 ///
 108 /// ```
 109 /// let mut vec = vec![1, 2, 3];
 110 /// vec.push(4);
 111 /// assert_eq!(vec, [1, 2, 3, 4]);
 112 /// ```
 113 ///
 114 /// It can also initialize each element of a `Vec<T>` with a given value.
 115 /// This may be more efficient than performing allocation and initialization
 116 /// in separate steps, especially when initializing a vector of zeros:
 117 ///
 118 /// ```
 119 /// let vec = vec![0; 5];
 120 /// assert_eq!(vec, [0, 0, 0, 0, 0]);
 121 ///
 122 /// // The following is equivalent, but potentially slower:
 123 /// let mut vec1 = Vec::with_capacity(5);
 124 /// vec1.resize(5, 0);
 125 /// ```
 126 ///
 127 /// Use a `Vec<T>` as an efficient stack:
 128 ///
 129 /// ```
 130 /// let mut stack = Vec::new();
 131 ///
 132 /// stack.push(1);
 133 /// stack.push(2);
 134 /// stack.push(3);
 135 ///
 136 /// while let Some(top) = stack.pop() {
 137 ///     // Prints 3, 2, 1
 138 ///     println!("{}", top);
 139 /// }
 140 /// ```
 141 ///
 142 /// # Indexing
 143 ///
 144 /// The `Vec` type allows to access values by index, because it implements the
 145 /// [`Index`] trait. An example will be more explicit:
 146 ///
 147 /// ```
 148 /// let v = vec![0, 2, 4, 6];
 149 /// println!("{}", v[1]); // it will display '2'
 150 /// ```
 151 ///
 152 /// However be careful: if you try to access an index which isn't in the `Vec`,
 153 /// your software will panic! You cannot do this:
 154 ///
 155 /// ```should_panic
 156 /// let v = vec![0, 2, 4, 6];
 157 /// println!("{}", v[6]); // it will panic!
 158 /// ```
 159 ///
 160 /// Use [`get`] and [`get_mut`] if you want to check whether the index is in
 161 /// the `Vec`.
 162 ///
 163 /// # Slicing
 164 ///
 165 /// A `Vec` can be mutable. Slices, on the other hand, are read-only objects.
 166 /// To get a slice, use `&`. Example:
 167 ///
 168 /// ```
 169 /// fn read_slice(slice: &[usize]) {
 170 ///     // ...
 171 /// }
 172 ///
 173 /// let v = vec![0, 1];
 174 /// read_slice(&v);
 175 ///
 176 /// // ... and that's all!
 177 /// // you can also do it like this:
 178 /// let x : &[usize] = &v;
 179 /// ```
 180 ///
 181 /// In Rust, it's more common to pass slices as arguments rather than vectors
 182 /// when you just want to provide read access. The same goes for [`String`] and
 183 /// [`&str`].
 184 ///
 185 /// # Capacity and reallocation
 186 ///
 187 /// The capacity of a vector is the amount of space allocated for any future
 188 /// elements that will be added onto the vector. This is not to be confused with
 189 /// the *length* of a vector, which specifies the number of actual elements
 190 /// within the vector. If a vector's length exceeds its capacity, its capacity
 191 /// will automatically be increased, but its elements will have to be
 192 /// reallocated.
 193 ///
 194 /// For example, a vector with capacity 10 and length 0 would be an empty vector
 195 /// with space for 10 more elements. Pushing 10 or fewer elements onto the
 196 /// vector will not change its capacity or cause reallocation to occur. However,
 197 /// if the vector's length is increased to 11, it will have to reallocate, which
 198 /// can be slow. For this reason, it is recommended to use [`Vec::with_capacity`]
 199 /// whenever possible to specify how big the vector is expected to get.
 200 ///
 201 /// # Guarantees
 202 ///
 203 /// Due to its incredibly fundamental nature, `Vec` makes a lot of guarantees
 204 /// about its design. This ensures that it's as low-overhead as possible in
 205 /// the general case, and can be correctly manipulated in primitive ways
 206 /// by unsafe code. Note that these guarantees refer to an unqualified `Vec<T>`.
 207 /// If additional type parameters are added (e.g., to support custom allocators),
 208 /// overriding their defaults may change the behavior.
 209 ///
 210 /// Most fundamentally, `Vec` is and always will be a (pointer, capacity, length)
 211 /// triplet. No more, no less. The order of these fields is completely
 212 /// unspecified, and you should use the appropriate methods to modify these.
 213 /// The pointer will never be null, so this type is null-pointer-optimized.
 214 ///
 215 /// However, the pointer may not actually point to allocated memory. In particular,
 216 /// if you construct a `Vec` with capacity 0 via [`Vec::new`], [`vec![]`][`vec!`],
 217 /// [`Vec::with_capacity(0)`][`Vec::with_capacity`], or by calling [`shrink_to_fit`]
 218 /// on an empty Vec, it will not allocate memory. Similarly, if you store zero-sized
 219 /// types inside a `Vec`, it will not allocate space for them. *Note that in this case
 220 /// the `Vec` may not report a [`capacity`] of 0*. `Vec` will allocate if and only
 221 /// if [`mem::size_of::<T>`]`() * capacity() > 0`. In general, `Vec`'s allocation
 222 /// details are very subtle &mdash; if you intend to allocate memory using a `Vec`
 223 /// and use it for something else (either to pass to unsafe code, or to build your
 224 /// own memory-backed collection), be sure to deallocate this memory by using
 225 /// `from_raw_parts` to recover the `Vec` and then dropping it.
 226 ///
 227 /// If a `Vec` *has* allocated memory, then the memory it points to is on the heap
 228 /// (as defined by the allocator Rust is configured to use by default), and its
 229 /// pointer points to [`len`] initialized, contiguous elements in order (what
 230 /// you would see if you coerced it to a slice), followed by [`capacity`]` -
 231 /// `[`len`] logically uninitialized, contiguous elements.
 232 ///
 233 /// `Vec` will never perform a "small optimization" where elements are actually
 234 /// stored on the stack for two reasons:
 235 ///
 236 /// * It would make it more difficult for unsafe code to correctly manipulate
 237 ///   a `Vec`. The contents of a `Vec` wouldn't have a stable address if it were
 238 ///   only moved, and it would be more difficult to determine if a `Vec` had
 239 ///   actually allocated memory.
 240 ///
 241 /// * It would penalize the general case, incurring an additional branch
 242 ///   on every access.
 243 ///
 244 /// `Vec` will never automatically shrink itself, even if completely empty. This
 245 /// ensures no unnecessary allocations or deallocations occur. Emptying a `Vec`
 246 /// and then filling it back up to the same [`len`] should incur no calls to
 247 /// the allocator. If you wish to free up unused memory, use
 248 /// [`shrink_to_fit`].
 249 ///
 250 /// [`push`] and [`insert`] will never (re)allocate if the reported capacity is
 251 /// sufficient. [`push`] and [`insert`] *will* (re)allocate if
 252 /// [`len`]` == `[`capacity`]. That is, the reported capacity is completely
 253 /// accurate, and can be relied on. It can even be used to manually free the memory
 254 /// allocated by a `Vec` if desired. Bulk insertion methods *may* reallocate, even
 255 /// when not necessary.
 256 ///
 257 /// `Vec` does not guarantee any particular growth strategy when reallocating
 258 /// when full, nor when [`reserve`] is called. The current strategy is basic
 259 /// and it may prove desirable to use a non-constant growth factor. Whatever
 260 /// strategy is used will of course guarantee `O(1)` amortized [`push`].
 261 ///
 262 /// `vec![x; n]`, `vec![a, b, c, d]`, and
 263 /// [`Vec::with_capacity(n)`][`Vec::with_capacity`], will all produce a `Vec`
 264 /// with exactly the requested capacity. If [`len`]` == `[`capacity`],
 265 /// (as is the case for the [`vec!`] macro), then a `Vec<T>` can be converted to
 266 /// and from a [`Box<[T]>`][owned slice] without reallocating or moving the elements.
 267 ///
 268 /// `Vec` will not specifically overwrite any data that is removed from it,
 269 /// but also won't specifically preserve it. Its uninitialized memory is
 270 /// scratch space that it may use however it wants. It will generally just do
 271 /// whatever is most efficient or otherwise easy to implement. Do not rely on
 272 /// removed data to be erased for security purposes. Even if you drop a `Vec`, its
 273 /// buffer may simply be reused by another `Vec`. Even if you zero a `Vec`'s memory
 274 /// first, that may not actually happen because the optimizer does not consider
 275 /// this a side-effect that must be preserved. There is one case which we will
 276 /// not break, however: using `unsafe` code to write to the excess capacity,
 277 /// and then increasing the length to match, is always valid.
 278 ///
 279 /// `Vec` does not currently guarantee the order in which elements are dropped.
 280 /// The order has changed in the past and may change again.
 281 ///
 282 /// [`vec!`]: ../../std/macro.vec.html
 283 /// [`get`]: ../../std/vec/struct.Vec.html#method.get
 284 /// [`get_mut`]: ../../std/vec/struct.Vec.html#method.get_mut
 285 /// [`Index`]: ../../std/ops/trait.Index.html
 286 /// [`String`]: ../../std/string/struct.String.html
 287 /// [`&str`]: ../../std/primitive.str.html
 288 /// [`Vec::with_capacity`]: ../../std/vec/struct.Vec.html#method.with_capacity
 289 /// [`Vec::new`]: ../../std/vec/struct.Vec.html#method.new
 290 /// [`shrink_to_fit`]: ../../std/vec/struct.Vec.html#method.shrink_to_fit
 291 /// [`capacity`]: ../../std/vec/struct.Vec.html#method.capacity
 292 /// [`mem::size_of::<T>`]: ../../std/mem/fn.size_of.html
 293 /// [`len`]: ../../std/vec/struct.Vec.html#method.len
 294 /// [`push`]: ../../std/vec/struct.Vec.html#method.push
 295 /// [`insert`]: ../../std/vec/struct.Vec.html#method.insert
 296 /// [`reserve`]: ../../std/vec/struct.Vec.html#method.reserve
 297 /// [owned slice]: ../../std/boxed/struct.Box.html
 298 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 299 #[cfg_attr(not(test), rustc_diagnostic_item = "vec_type")]
 300 pub struct Vec<T> {
 301     buf: RawVec<T>,
 302     len: usize,
 303 }
 304
 305 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 306 // Inherent methods
 307 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 308
 309 impl<T> Vec<T> {
 310     /// Constructs a new, empty `Vec<T>`.
 311     ///
 312     /// The vector will not allocate until elements are pushed onto it.
 313     ///
 314     /// # Examples
 315     ///
 316     /// ```
 317     /// # #![allow(unused_mut)]
 318     /// let mut vec: Vec<i32> = Vec::new();
 319     /// ```
 320     #[inline]
 321     #[rustc_const_stable(feature = "const_vec_new", since = "1.39.0")]
 322     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 323     pub const fn new() -> Vec<T> {
 324         Vec { buf: RawVec::NEW, len: 0 }
 325     }
 326
 327     /// Constructs a new, empty `Vec<T>` with the specified capacity.
 328     ///
 329     /// The vector will be able to hold exactly `capacity` elements without
 330     /// reallocating. If `capacity` is 0, the vector will not allocate.
 331     ///
 332     /// It is important to note that although the returned vector has the
 333     /// *capacity* specified, the vector will have a zero *length*. For an
 334     /// explanation of the difference between length and capacity, see
 335     /// *[Capacity and reallocation]*.
 336     ///
 337     /// [Capacity and reallocation]: #capacity-and-reallocation
 338     ///
 339     /// # Examples
 340     ///
 341     /// ```
 342     /// let mut vec = Vec::with_capacity(10);
 343     ///
 344     /// // The vector contains no items, even though it has capacity for more
 345     /// assert_eq!(vec.len(), 0);
 346     /// assert_eq!(vec.capacity(), 10);
 347     ///
 348     /// // These are all done without reallocating...
 349     /// for i in 0..10 {
 350     ///     vec.push(i);
 351     /// }
 352     /// assert_eq!(vec.len(), 10);
 353     /// assert_eq!(vec.capacity(), 10);
 354     ///
 355     /// // ...but this may make the vector reallocate
 356     /// vec.push(11);
 357     /// assert_eq!(vec.len(), 11);
 358     /// assert!(vec.capacity() >= 11);
 359     /// ```
 360     #[inline]
 361     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 362     pub fn with_capacity(capacity: usize) -> Vec<T> {
 363         Vec { buf: RawVec::with_capacity(capacity), len: 0 }
 364     }
 365
 366     /// Decomposes a `Vec<T>` into its raw components.
 367     ///
 368     /// Returns the raw pointer to the underlying data, the length of
 369     /// the vector (in elements), and the allocated capacity of the
 370     /// data (in elements). These are the same arguments in the same
 371     /// order as the arguments to [`from_raw_parts`].
 372     ///
 373     /// After calling this function, the caller is responsible for the
 374     /// memory previously managed by the `Vec`. The only way to do
 375     /// this is to convert the raw pointer, length, and capacity back
 376     /// into a `Vec` with the [`from_raw_parts`] function, allowing
 377     /// the destructor to perform the cleanup.
 378     ///
 379     /// [`from_raw_parts`]: #method.from_raw_parts
 380     ///
 381     /// # Examples
 382     ///
 383     /// ```
 384     /// #![feature(vec_into_raw_parts)]
 385     /// let v: Vec<i32> = vec![-1, 0, 1];
 386     ///
 387     /// let (ptr, len, cap) = v.into_raw_parts();
 388     ///
 389     /// let rebuilt = unsafe {
 390     ///     // We can now make changes to the components, such as
 391     ///     // transmuting the raw pointer to a compatible type.
 392     ///     let ptr = ptr as *mut u32;
 393     ///
 394     ///     Vec::from_raw_parts(ptr, len, cap)
 395     /// };
 396     /// assert_eq!(rebuilt, [4294967295, 0, 1]);
 397     /// ```
 398     #[unstable(feature = "vec_into_raw_parts", reason = "new API", issue = "65816")]
 399     pub fn into_raw_parts(self) -> (*mut T, usize, usize) {
 400         let mut me = ManuallyDrop::new(self);
 401         (me.as_mut_ptr(), me.len(), me.capacity())
 402     }
 403
 404     /// Creates a `Vec<T>` directly from the raw components of another vector.
 405     ///
 406     /// # Safety
 407     ///
 408     /// This is highly unsafe, due to the number of invariants that aren't
 409     /// checked:
 410     ///
 411     /// * `ptr` needs to have been previously allocated via [`String`]/`Vec<T>`
 412     ///   (at least, it's highly likely to be incorrect if it wasn't).
 413     /// * `T` needs to have the same size and alignment as what `ptr` was allocated with.
 414     ///   (`T` having a less strict alignment is not sufficient, the alignment really
 415     ///   needs to be equal to satsify the [`dealloc`] requirement that memory must be
 416     ///   allocated and deallocated with the same layout.)
 417     /// * `length` needs to be less than or equal to `capacity`.
 418     /// * `capacity` needs to be the capacity that the pointer was allocated with.
 419     ///
 420     /// Violating these may cause problems like corrupting the allocator's
 421     /// internal data structures. For example it is **not** safe
 422     /// to build a `Vec<u8>` from a pointer to a C `char` array with length `size_t`.
 423     /// It's also not safe to build one from a `Vec<u16>` and its length, because
 424     /// the allocator cares about the alignment, and these two types have different
 425     /// alignments. The buffer was allocated with alignment 2 (for `u16`), but after
 426     /// turning it into a `Vec<u8>` it'll be deallocated with alignment 1.
 427     ///
 428     /// The ownership of `ptr` is effectively transferred to the
 429     /// `Vec<T>` which may then deallocate, reallocate or change the
 430     /// contents of memory pointed to by the pointer at will. Ensure
 431     /// that nothing else uses the pointer after calling this
 432     /// function.
 433     ///
 434     /// [`String`]: ../../std/string/struct.String.html
 435     /// [`dealloc`]: ../../alloc/alloc/trait.GlobalAlloc.html#tymethod.dealloc
 436     ///
 437     /// # Examples
 438     ///
 439     /// ```
 440     /// use std::ptr;
 441     /// use std::mem;
 442     ///
 443     /// let v = vec![1, 2, 3];
 444     ///
 445     // FIXME Update this when vec_into_raw_parts is stabilized
 446     /// // Prevent running `v`'s destructor so we are in complete control
 447     /// // of the allocation.
 448     /// let mut v = mem::ManuallyDrop::new(v);
 449     ///
 450     /// // Pull out the various important pieces of information about `v`
 451     /// let p = v.as_mut_ptr();
 452     /// let len = v.len();
 453     /// let cap = v.capacity();
 454     ///
 455     /// unsafe {
 456     ///     // Overwrite memory with 4, 5, 6
 457     ///     for i in 0..len as isize {
 458     ///         ptr::write(p.offset(i), 4 + i);
 459     ///     }
 460     ///
 461     ///     // Put everything back together into a Vec
 462     ///     let rebuilt = Vec::from_raw_parts(p, len, cap);
 463     ///     assert_eq!(rebuilt, [4, 5, 6]);
 464     /// }
 465     /// ```
 466     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 467     pub unsafe fn from_raw_parts(ptr: *mut T, length: usize, capacity: usize) -> Vec<T> {
 468         unsafe { Vec { buf: RawVec::from_raw_parts(ptr, capacity), len: length } }
 469     }
 470
 471     /// Returns the number of elements the vector can hold without
 472     /// reallocating.
 473     ///
 474     /// # Examples
 475     ///
 476     /// ```
 477     /// let vec: Vec<i32> = Vec::with_capacity(10);
 478     /// assert_eq!(vec.capacity(), 10);
 479     /// ```
 480     #[inline]
 481     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 482     pub fn capacity(&self) -> usize {
 483         self.buf.capacity()
 484     }
 485
 486     /// Reserves capacity for at least `additional` more elements to be inserted
 487     /// in the given `Vec<T>`. The collection may reserve more space to avoid
 488     /// frequent reallocations. After calling `reserve`, capacity will be
 489     /// greater than or equal to `self.len() + additional`. Does nothing if
 490     /// capacity is already sufficient.
 491     ///
 492     /// # Panics
 493     ///
 494     /// Panics if the new capacity exceeds `isize::MAX` bytes.
 495     ///
 496     /// # Examples
 497     ///
 498     /// ```
 499     /// let mut vec = vec![1];
 500     /// vec.reserve(10);
 501     /// assert!(vec.capacity() >= 11);
 502     /// ```
 503     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 504     pub fn reserve(&mut self, additional: usize) {
 505         self.buf.reserve(self.len, additional);
 506     }
 507
 508     /// Reserves the minimum capacity for exactly `additional` more elements to
 509     /// be inserted in the given `Vec<T>`. After calling `reserve_exact`,
 510     /// capacity will be greater than or equal to `self.len() + additional`.
 511     /// Does nothing if the capacity is already sufficient.
 512     ///
 513     /// Note that the allocator may give the collection more space than it
 514     /// requests. Therefore, capacity can not be relied upon to be precisely
 515     /// minimal. Prefer `reserve` if future insertions are expected.
 516     ///
 517     /// # Panics
 518     ///
 519     /// Panics if the new capacity overflows `usize`.
 520     ///
 521     /// # Examples
 522     ///
 523     /// ```
 524     /// let mut vec = vec![1];
 525     /// vec.reserve_exact(10);
 526     /// assert!(vec.capacity() >= 11);
 527     /// ```
 528     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 529     pub fn reserve_exact(&mut self, additional: usize) {
 530         self.buf.reserve_exact(self.len, additional);
 531     }
 532
 533     /// Tries to reserve capacity for at least `additional` more elements to be inserted
 534     /// in the given `Vec<T>`. The collection may reserve more space to avoid
 535     /// frequent reallocations. After calling `reserve`, capacity will be
 536     /// greater than or equal to `self.len() + additional`. Does nothing if
 537     /// capacity is already sufficient.
 538     ///
 539     /// # Errors
 540     ///
 541     /// If the capacity overflows, or the allocator reports a failure, then an error
 542     /// is returned.
 543     ///
 544     /// # Examples
 545     ///
 546     /// ```
 547     /// #![feature(try_reserve)]
 548     /// use std::collections::TryReserveError;
 549     ///
 550     /// fn process_data(data: &[u32]) -> Result<Vec<u32>, TryReserveError> {
 551     ///     let mut output = Vec::new();
 552     ///
 553     ///     // Pre-reserve the memory, exiting if we can't
 554     ///     output.try_reserve(data.len())?;
 555     ///
 556     ///     // Now we know this can't OOM in the middle of our complex work
 557     ///     output.extend(data.iter().map(|&val| {
 558     ///         val * 2 + 5 // very complicated
 559     ///     }));
 560     ///
 561     ///     Ok(output)
 562     /// }
 563     /// # process_data(&[1, 2, 3]).expect("why is the test harness OOMing on 12 bytes?");
 564     /// ```
 565     #[unstable(feature = "try_reserve", reason = "new API", issue = "48043")]
 566     pub fn try_reserve(&mut self, additional: usize) -> Result<(), TryReserveError> {
 567         self.buf.try_reserve(self.len, additional)
 568     }
 569
 570     /// Tries to reserves the minimum capacity for exactly `additional` more elements to
 571     /// be inserted in the given `Vec<T>`. After calling `reserve_exact`,
 572     /// capacity will be greater than or equal to `self.len() + additional`.
 573     /// Does nothing if the capacity is already sufficient.
 574     ///
 575     /// Note that the allocator may give the collection more space than it
 576     /// requests. Therefore, capacity can not be relied upon to be precisely
 577     /// minimal. Prefer `reserve` if future insertions are expected.
 578     ///
 579     /// # Errors
 580     ///
 581     /// If the capacity overflows, or the allocator reports a failure, then an error
 582     /// is returned.
 583     ///
 584     /// # Examples
 585     ///
 586     /// ```
 587     /// #![feature(try_reserve)]
 588     /// use std::collections::TryReserveError;
 589     ///
 590     /// fn process_data(data: &[u32]) -> Result<Vec<u32>, TryReserveError> {
 591     ///     let mut output = Vec::new();
 592     ///
 593     ///     // Pre-reserve the memory, exiting if we can't
 594     ///     output.try_reserve(data.len())?;
 595     ///
 596     ///     // Now we know this can't OOM in the middle of our complex work
 597     ///     output.extend(data.iter().map(|&val| {
 598     ///         val * 2 + 5 // very complicated
 599     ///     }));
 600     ///
 601     ///     Ok(output)
 602     /// }
 603     /// # process_data(&[1, 2, 3]).expect("why is the test harness OOMing on 12 bytes?");
 604     /// ```
 605     #[unstable(feature = "try_reserve", reason = "new API", issue = "48043")]
 606     pub fn try_reserve_exact(&mut self, additional: usize) -> Result<(), TryReserveError> {
 607         self.buf.try_reserve_exact(self.len, additional)
 608     }
 609
 610     /// Shrinks the capacity of the vector as much as possible.
 611     ///
 612     /// It will drop down as close as possible to the length but the allocator
 613     /// may still inform the vector that there is space for a few more elements.
 614     ///
 615     /// # Examples
 616     ///
 617     /// ```
 618     /// let mut vec = Vec::with_capacity(10);
 619     /// vec.extend([1, 2, 3].iter().cloned());
 620     /// assert_eq!(vec.capacity(), 10);
 621     /// vec.shrink_to_fit();
 622     /// assert!(vec.capacity() >= 3);
 623     /// ```
 624     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 625     pub fn shrink_to_fit(&mut self) {
 626         if self.capacity() != self.len {
 627             self.buf.shrink_to_fit(self.len);
 628         }
 629     }
 630
 631     /// Shrinks the capacity of the vector with a lower bound.
 632     ///
 633     /// The capacity will remain at least as large as both the length
 634     /// and the supplied value.
 635     ///
 636     /// # Panics
 637     ///
 638     /// Panics if the current capacity is smaller than the supplied
 639     /// minimum capacity.
 640     ///
 641     /// # Examples
 642     ///
 643     /// ```
 644     /// #![feature(shrink_to)]
 645     /// let mut vec = Vec::with_capacity(10);
 646     /// vec.extend([1, 2, 3].iter().cloned());
 647     /// assert_eq!(vec.capacity(), 10);
 648     /// vec.shrink_to(4);
 649     /// assert!(vec.capacity() >= 4);
 650     /// vec.shrink_to(0);
 651     /// assert!(vec.capacity() >= 3);
 652     /// ```
 653     #[unstable(feature = "shrink_to", reason = "new API", issue = "56431")]
 654     pub fn shrink_to(&mut self, min_capacity: usize) {
 655         self.buf.shrink_to_fit(cmp::max(self.len, min_capacity));
 656     }
 657
 658     /// Converts the vector into [`Box<[T]>`][owned slice].
 659     ///
 660     /// Note that this will drop any excess capacity.
 661     ///
 662     /// [owned slice]: ../../std/boxed/struct.Box.html
 663     ///
 664     /// # Examples
 665     ///
 666     /// ```
 667     /// let v = vec![1, 2, 3];
 668     ///
 669     /// let slice = v.into_boxed_slice();
 670     /// ```
 671     ///
 672     /// Any excess capacity is removed:
 673     ///
 674     /// ```
 675     /// let mut vec = Vec::with_capacity(10);
 676     /// vec.extend([1, 2, 3].iter().cloned());
 677     ///
 678     /// assert_eq!(vec.capacity(), 10);
 679     /// let slice = vec.into_boxed_slice();
 680     /// assert_eq!(slice.into_vec().capacity(), 3);
 681     /// ```
 682     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 683     pub fn into_boxed_slice(mut self) -> Box<[T]> {
 684         unsafe {
 685             self.shrink_to_fit();
 686             let me = ManuallyDrop::new(self);
 687             let buf = ptr::read(&me.buf);
 688             let len = me.len();
 689             buf.into_box(len).assume_init()
 690         }
 691     }
 692
 693     /// Shortens the vector, keeping the first `len` elements and dropping
 694     /// the rest.
 695     ///
 696     /// If `len` is greater than the vector's current length, this has no
 697     /// effect.
 698     ///
 699     /// The [`drain`] method can emulate `truncate`, but causes the excess
 700     /// elements to be returned instead of dropped.
 701     ///
 702     /// Note that this method has no effect on the allocated capacity
 703     /// of the vector.
 704     ///
 705     /// # Examples
 706     ///
 707     /// Truncating a five element vector to two elements:
 708     ///
 709     /// ```
 710     /// let mut vec = vec![1, 2, 3, 4, 5];
 711     /// vec.truncate(2);
 712     /// assert_eq!(vec, [1, 2]);
 713     /// ```
 714     ///
 715     /// No truncation occurs when `len` is greater than the vector's current
 716     /// length:
 717     ///
 718     /// ```
 719     /// let mut vec = vec![1, 2, 3];
 720     /// vec.truncate(8);
 721     /// assert_eq!(vec, [1, 2, 3]);
 722     /// ```
 723     ///
 724     /// Truncating when `len == 0` is equivalent to calling the [`clear`]
 725     /// method.
 726     ///
 727     /// ```
 728     /// let mut vec = vec![1, 2, 3];
 729     /// vec.truncate(0);
 730     /// assert_eq!(vec, []);
 731     /// ```
 732     ///
 733     /// [`clear`]: #method.clear
 734     /// [`drain`]: #method.drain
 735     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 736     pub fn truncate(&mut self, len: usize) {
 737         // This is safe because:
 738         //
 739         // * the slice passed to `drop_in_place` is valid; the `len > self.len`
 740         //   case avoids creating an invalid slice, and
 741         // * the `len` of the vector is shrunk before calling `drop_in_place`,
 742         //   such that no value will be dropped twice in case `drop_in_place`
 743         //   were to panic once (if it panics twice, the program aborts).
 744         unsafe {
 745             if len > self.len {
 746                 return;
 747             }
 748             let remaining_len = self.len - len;
 749             let s = ptr::slice_from_raw_parts_mut(self.as_mut_ptr().add(len), remaining_len);
 750             self.len = len;
 751             ptr::drop_in_place(s);
 752         }
 753     }
 754
 755     /// Extracts a slice containing the entire vector.
 756     ///
 757     /// Equivalent to `&s[..]`.
 758     ///
 759     /// # Examples
 760     ///
 761     /// ```
 762     /// use std::io::{self, Write};
 763     /// let buffer = vec![1, 2, 3, 5, 8];
 764     /// io::sink().write(buffer.as_slice()).unwrap();
 765     /// ```
 766     #[inline]
 767     #[stable(feature = "vec_as_slice", since = "1.7.0")]
 768     pub fn as_slice(&self) -> &[T] {
 769         self
 770     }
 771
 772     /// Extracts a mutable slice of the entire vector.
 773     ///
 774     /// Equivalent to `&mut s[..]`.
 775     ///
 776     /// # Examples
 777     ///
 778     /// ```
 779     /// use std::io::{self, Read};
 780     /// let mut buffer = vec![0; 3];
 781     /// io::repeat(0b101).read_exact(buffer.as_mut_slice()).unwrap();
 782     /// ```
 783     #[inline]
 784     #[stable(feature = "vec_as_slice", since = "1.7.0")]
 785     pub fn as_mut_slice(&mut self) -> &mut [T] {
 786         self
 787     }
 788
 789     /// Returns a raw pointer to the vector's buffer.
 790     ///
 791     /// The caller must ensure that the vector outlives the pointer this
 792     /// function returns, or else it will end up pointing to garbage.
 793     /// Modifying the vector may cause its buffer to be reallocated,
 794     /// which would also make any pointers to it invalid.
 795     ///
 796     /// The caller must also ensure that the memory the pointer (non-transitively) points to
 797     /// is never written to (except inside an `UnsafeCell`) using this pointer or any pointer
 798     /// derived from it. If you need to mutate the contents of the slice, use [`as_mut_ptr`].
 799     ///
 800     /// # Examples
 801     ///
 802     /// ```
 803     /// let x = vec![1, 2, 4];
 804     /// let x_ptr = x.as_ptr();
 805     ///
 806     /// unsafe {
 807     ///     for i in 0..x.len() {
 808     ///         assert_eq!(*x_ptr.add(i), 1 << i);
 809     ///     }
 810     /// }
 811     /// ```
 812     ///
 813     /// [`as_mut_ptr`]: #method.as_mut_ptr
 814     #[stable(feature = "vec_as_ptr", since = "1.37.0")]
 815     #[inline]
 816     pub fn as_ptr(&self) -> *const T {
 817         // We shadow the slice method of the same name to avoid going through
 818         // `deref`, which creates an intermediate reference.
 819         let ptr = self.buf.ptr();
 820         unsafe {
 821             assume(!ptr.is_null());
 822         }
 823         ptr
 824     }
 825
 826     /// Returns an unsafe mutable pointer to the vector's buffer.
 827     ///
 828     /// The caller must ensure that the vector outlives the pointer this
 829     /// function returns, or else it will end up pointing to garbage.
 830     /// Modifying the vector may cause its buffer to be reallocated,
 831     /// which would also make any pointers to it invalid.
 832     ///
 833     /// # Examples
 834     ///
 835     /// ```
 836     /// // Allocate vector big enough for 4 elements.
 837     /// let size = 4;
 838     /// let mut x: Vec<i32> = Vec::with_capacity(size);
 839     /// let x_ptr = x.as_mut_ptr();
 840     ///
 841     /// // Initialize elements via raw pointer writes, then set length.
 842     /// unsafe {
 843     ///     for i in 0..size {
 844     ///         *x_ptr.add(i) = i as i32;
 845     ///     }
 846     ///     x.set_len(size);
 847     /// }
 848     /// assert_eq!(&*x, &[0,1,2,3]);
 849     /// ```
 850     #[stable(feature = "vec_as_ptr", since = "1.37.0")]
 851     #[inline]
 852     pub fn as_mut_ptr(&mut self) -> *mut T {
 853         // We shadow the slice method of the same name to avoid going through
 854         // `deref_mut`, which creates an intermediate reference.
 855         let ptr = self.buf.ptr();
 856         unsafe {
 857             assume(!ptr.is_null());
 858         }
 859         ptr
 860     }
 861
 862     /// Forces the length of the vector to `new_len`.
 863     ///
 864     /// This is a low-level operation that maintains none of the normal
 865     /// invariants of the type. Normally changing the length of a vector
 866     /// is done using one of the safe operations instead, such as
 867     /// [`truncate`], [`resize`], [`extend`], or [`clear`].
 868     ///
 869     /// [`truncate`]: #method.truncate
 870     /// [`resize`]: #method.resize
 871     /// [`extend`]: ../../std/iter/trait.Extend.html#tymethod.extend
 872     /// [`clear`]: #method.clear
 873     ///
 874     /// # Safety
 875     ///
 876     /// - `new_len` must be less than or equal to [`capacity()`].
 877     /// - The elements at `old_len..new_len` must be initialized.
 878     ///
 879     /// [`capacity()`]: #method.capacity
 880     ///
 881     /// # Examples
 882     ///
 883     /// This method can be useful for situations in which the vector
 884     /// is serving as a buffer for other code, particularly over FFI:
 885     ///
 886     /// ```no_run
 887     /// # #![allow(dead_code)]
 888     /// # // This is just a minimal skeleton for the doc example;
 889     /// # // don't use this as a starting point for a real library.
 890     /// # pub struct StreamWrapper { strm: *mut std::ffi::c_void }
 891     /// # const Z_OK: i32 = 0;
 892     /// # extern "C" {
 893     /// #     fn deflateGetDictionary(
 894     /// #         strm: *mut std::ffi::c_void,
 895     /// #         dictionary: *mut u8,
 896     /// #         dictLength: *mut usize,
 897     /// #     ) -> i32;
 898     /// # }
 899     /// # impl StreamWrapper {
 900     /// pub fn get_dictionary(&self) -> Option<Vec<u8>> {
 901     ///     // Per the FFI method's docs, "32768 bytes is always enough".
 902     ///     let mut dict = Vec::with_capacity(32_768);
 903     ///     let mut dict_length = 0;
 904     ///     // SAFETY: When `deflateGetDictionary` returns `Z_OK`, it holds that:
 905     ///     // 1. `dict_length` elements were initialized.
 906     ///     // 2. `dict_length` <= the capacity (32_768)
 907     ///     // which makes `set_len` safe to call.
 908     ///     unsafe {
 909     ///         // Make the FFI call...
 910     ///         let r = deflateGetDictionary(self.strm, dict.as_mut_ptr(), &mut dict_length);
 911     ///         if r == Z_OK {
 912     ///             // ...and update the length to what was initialized.
 913     ///             dict.set_len(dict_length);
 914     ///             Some(dict)
 915     ///         } else {
 916     ///             None
 917     ///         }
 918     ///     }
 919     /// }
 920     /// # }
 921     /// ```
 922     ///
 923     /// While the following example is sound, there is a memory leak since
 924     /// the inner vectors were not freed prior to the `set_len` call:
 925     ///
 926     /// ```
 927     /// let mut vec = vec![vec![1, 0, 0],
 928     ///                    vec![0, 1, 0],
 929     ///                    vec![0, 0, 1]];
 930     /// // SAFETY:
 931     /// // 1. `old_len..0` is empty so no elements need to be initialized.
 932     /// // 2. `0 <= capacity` always holds whatever `capacity` is.
 933     /// unsafe {
 934     ///     vec.set_len(0);
 935     /// }
 936     /// ```
 937     ///
 938     /// Normally, here, one would use [`clear`] instead to correctly drop
 939     /// the contents and thus not leak memory.
 940     #[inline]
 941     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 942     pub unsafe fn set_len(&mut self, new_len: usize) {
 943         debug_assert!(new_len <= self.capacity());
 944
 945         self.len = new_len;
 946     }
 947
 948     /// Removes an element from the vector and returns it.
 949     ///
 950     /// The removed element is replaced by the last element of the vector.
 951     ///
 952     /// This does not preserve ordering, but is O(1).
 953     ///
 954     /// # Panics
 955     ///
 956     /// Panics if `index` is out of bounds.
 957     ///
 958     /// # Examples
 959     ///
 960     /// ```
 961     /// let mut v = vec!["foo", "bar", "baz", "qux"];
 962     ///
 963     /// assert_eq!(v.swap_remove(1), "bar");
 964     /// assert_eq!(v, ["foo", "qux", "baz"]);
 965     ///
 966     /// assert_eq!(v.swap_remove(0), "foo");
 967     /// assert_eq!(v, ["baz", "qux"]);
 968     /// ```
 969     #[inline]
 970     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 971     pub fn swap_remove(&mut self, index: usize) -> T {
 972         #[cold]
 973         #[inline(never)]
 974         fn assert_failed(index: usize, len: usize) -> ! {
 975             panic!("swap_remove index (is {}) should be < len (is {})", index, len);
 976         }
 977
 978         let len = self.len();
 979         if index >= len {
 980             assert_failed(index, len);
 981         }
 982         unsafe {
 983             // We replace self[index] with the last element. Note that if the
 984             // bounds check above succeeds there must be a last element (which
 985             // can be self[index] itself).
 986             let last = ptr::read(self.as_ptr().add(len - 1));
 987             let hole = self.as_mut_ptr().add(index);
 988             self.set_len(len - 1);
 989             ptr::replace(hole, last)
 990         }
 991     }
 992
 993     /// Inserts an element at position `index` within the vector, shifting all
 994     /// elements after it to the right.
 995     ///
 996     /// # Panics
 997     ///
 998     /// Panics if `index > len`.
 999     ///
1000     /// # Examples
1001     ///
1002     /// ```
1003     /// let mut vec = vec![1, 2, 3];
1004     /// vec.insert(1, 4);
1005     /// assert_eq!(vec, [1, 4, 2, 3]);
1006     /// vec.insert(4, 5);
1007     /// assert_eq!(vec, [1, 4, 2, 3, 5]);
1008     /// ```
1009     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1010     pub fn insert(&mut self, index: usize, element: T) {
1011         #[cold]
1012         #[inline(never)]
1013         fn assert_failed(index: usize, len: usize) -> ! {
1014             panic!("insertion index (is {}) should be <= len (is {})", index, len);
1015         }
1016
1017         let len = self.len();
1018         if index > len {
1019             assert_failed(index, len);
1020         }
1021
1022         // space for the new element
1023         if len == self.buf.capacity() {
1024             self.reserve(1);
1025         }
1026
1027         unsafe {
1028             // infallible
1029             // The spot to put the new value
1030             {
1031                 let p = self.as_mut_ptr().add(index);
1032                 // Shift everything over to make space. (Duplicating the
1033                 // `index`th element into two consecutive places.)
1034                 ptr::copy(p, p.offset(1), len - index);
1035                 // Write it in, overwriting the first copy of the `index`th
1036                 // element.
1037                 ptr::write(p, element);
1038             }
1039             self.set_len(len + 1);
1040         }
1041     }
1042
1043     /// Removes and returns the element at position `index` within the vector,
1044     /// shifting all elements after it to the left.
1045     ///
1046     /// # Panics
1047     ///
1048     /// Panics if `index` is out of bounds.
1049     ///
1050     /// # Examples
1051     ///
1052     /// ```
1053     /// let mut v = vec![1, 2, 3];
1054     /// assert_eq!(v.remove(1), 2);
1055     /// assert_eq!(v, [1, 3]);
1056     /// ```
1057     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1058     pub fn remove(&mut self, index: usize) -> T {
1059         #[cold]
1060         #[inline(never)]
1061         fn assert_failed(index: usize, len: usize) -> ! {
1062             panic!("removal index (is {}) should be < len (is {})", index, len);
1063         }
1064
1065         let len = self.len();
1066         if index >= len {
1067             assert_failed(index, len);
1068         }
1069         unsafe {
1070             // infallible
1071             let ret;
1072             {
1073                 // the place we are taking from.
1074                 let ptr = self.as_mut_ptr().add(index);
1075                 // copy it out, unsafely having a copy of the value on
1076                 // the stack and in the vector at the same time.
1077                 ret = ptr::read(ptr);
1078
1079                 // Shift everything down to fill in that spot.
1080                 ptr::copy(ptr.offset(1), ptr, len - index - 1);
1081             }
1082             self.set_len(len - 1);
1083             ret
1084         }
1085     }
1086
1087     /// Retains only the elements specified by the predicate.
1088     ///
1089     /// In other words, remove all elements `e` such that `f(&e)` returns `false`.
1090     /// This method operates in place, visiting each element exactly once in the
1091     /// original order, and preserves the order of the retained elements.
1092     ///
1093     /// # Examples
1094     ///
1095     /// ```
1096     /// let mut vec = vec![1, 2, 3, 4];
1097     /// vec.retain(|&x| x % 2 == 0);
1098     /// assert_eq!(vec, [2, 4]);
1099     /// ```
1100     ///
1101     /// The exact order may be useful for tracking external state, like an index.
1102     ///
1103     /// ```
1104     /// let mut vec = vec![1, 2, 3, 4, 5];
1105     /// let keep = [false, true, true, false, true];
1106     /// let mut i = 0;
1107     /// vec.retain(|_| (keep[i], i += 1).0);
1108     /// assert_eq!(vec, [2, 3, 5]);
1109     /// ```
1110     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1111     pub fn retain<F>(&mut self, mut f: F)
1112     where
1113         F: FnMut(&T) -> bool,
1114     {
1115         let len = self.len();
1116         let mut del = 0;
1117         {
1118             let v = &mut **self;
1119
1120             for i in 0..len {
1121                 if !f(&v[i]) {
1122                     del += 1;
1123                 } else if del > 0 {
1124                     v.swap(i - del, i);
1125                 }
1126             }
1127         }
1128         if del > 0 {
1129             self.truncate(len - del);
1130         }
1131     }
1132
1133     /// Removes all but the first of consecutive elements in the vector that resolve to the same
1134     /// key.
1135     ///
1136     /// If the vector is sorted, this removes all duplicates.
1137     ///
1138     /// # Examples
1139     ///
1140     /// ```
1141     /// let mut vec = vec![10, 20, 21, 30, 20];
1142     ///
1143     /// vec.dedup_by_key(|i| *i / 10);
1144     ///
1145     /// assert_eq!(vec, [10, 20, 30, 20]);
1146     /// ```
1147     #[stable(feature = "dedup_by", since = "1.16.0")]
1148     #[inline]
1149     pub fn dedup_by_key<F, K>(&mut self, mut key: F)
1150     where
1151         F: FnMut(&mut T) -> K,
1152         K: PartialEq,
1153     {
1154         self.dedup_by(|a, b| key(a) == key(b))
1155     }
1156
1157     /// Removes all but the first of consecutive elements in the vector satisfying a given equality
1158     /// relation.
1159     ///
1160     /// The `same_bucket` function is passed references to two elements from the vector and
1161     /// must determine if the elements compare equal. The elements are passed in opposite order
1162     /// from their order in the slice, so if `same_bucket(a, b)` returns `true`, `a` is removed.
1163     ///
1164     /// If the vector is sorted, this removes all duplicates.
1165     ///
1166     /// # Examples
1167     ///
1168     /// ```
1169     /// let mut vec = vec!["foo", "bar", "Bar", "baz", "bar"];
1170     ///
1171     /// vec.dedup_by(|a, b| a.eq_ignore_ascii_case(b));
1172     ///
1173     /// assert_eq!(vec, ["foo", "bar", "baz", "bar"]);
1174     /// ```
1175     #[stable(feature = "dedup_by", since = "1.16.0")]
1176     pub fn dedup_by<F>(&mut self, same_bucket: F)
1177     where
1178         F: FnMut(&mut T, &mut T) -> bool,
1179     {
1180         let len = {
1181             let (dedup, _) = self.as_mut_slice().partition_dedup_by(same_bucket);
1182             dedup.len()
1183         };
1184         self.truncate(len);
1185     }
1186
1187     /// Appends an element to the back of a collection.
1188     ///
1189     /// # Panics
1190     ///
1191     /// Panics if the new capacity exceeds `isize::MAX` bytes.
1192     ///
1193     /// # Examples
1194     ///
1195     /// ```
1196     /// let mut vec = vec![1, 2];
1197     /// vec.push(3);
1198     /// assert_eq!(vec, [1, 2, 3]);
1199     /// ```
1200     #[inline]
1201     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1202     pub fn push(&mut self, value: T) {
1203         // This will panic or abort if we would allocate > isize::MAX bytes
1204         // or if the length increment would overflow for zero-sized types.
1205         if self.len == self.buf.capacity() {
1206             self.reserve(1);
1207         }
1208         unsafe {
1209             let end = self.as_mut_ptr().add(self.len);
1210             ptr::write(end, value);
1211             self.len += 1;
1212         }
1213     }
1214
1215     /// Removes the last element from a vector and returns it, or [`None`] if it
1216     /// is empty.
1217     ///
1218     /// [`None`]: ../../std/option/enum.Option.html#variant.None
1219     ///
1220     /// # Examples
1221     ///
1222     /// ```
1223     /// let mut vec = vec![1, 2, 3];
1224     /// assert_eq!(vec.pop(), Some(3));
1225     /// assert_eq!(vec, [1, 2]);
1226     /// ```
1227     #[inline]
1228     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1229     pub fn pop(&mut self) -> Option<T> {
1230         if self.len == 0 {
1231             None
1232         } else {
1233             unsafe {
1234                 self.len -= 1;
1235                 Some(ptr::read(self.as_ptr().add(self.len())))
1236             }
1237         }
1238     }
1239
1240     /// Moves all the elements of `other` into `Self`, leaving `other` empty.
1241     ///
1242     /// # Panics
1243     ///
1244     /// Panics if the number of elements in the vector overflows a `usize`.
1245     ///
1246     /// # Examples
1247     ///
1248     /// ```
1249     /// let mut vec = vec![1, 2, 3];
1250     /// let mut vec2 = vec![4, 5, 6];
1251     /// vec.append(&mut vec2);
1252     /// assert_eq!(vec, [1, 2, 3, 4, 5, 6]);
1253     /// assert_eq!(vec2, []);
1254     /// ```
1255     #[inline]
1256     #[stable(feature = "append", since = "1.4.0")]
1257     pub fn append(&mut self, other: &mut Self) {
1258         unsafe {
1259             self.append_elements(other.as_slice() as _);
1260             other.set_len(0);
1261         }
1262     }
1263
1264     /// Appends elements to `Self` from other buffer.
1265     #[inline]
1266     unsafe fn append_elements(&mut self, other: *const [T]) {
1267         let count = unsafe { (*other).len() };
1268         self.reserve(count);
1269         let len = self.len();
1270         unsafe { ptr::copy_nonoverlapping(other as *const T, self.as_mut_ptr().add(len), count) };
1271         self.len += count;
1272     }
1273
1274     /// Creates a draining iterator that removes the specified range in the vector
1275     /// and yields the removed items.
1276     ///
1277     /// The element range is removed even if the iterator is only partially
1278     /// consumed or not consumed at all.
1279     ///
1280     /// Note: Be aware that if the iterator is leaked (eg: [`mem::forget`]), it
1281     /// cancels this property so it is unspecified how many elements are removed
1282     /// from the vector in this case.
1283     ///
1284     /// # Panics
1285     ///
1286     /// Panics if the starting point is greater than the end point or if
1287     /// the end point is greater than the length of the vector.
1288     ///
1289     /// # Examples
1290     ///
1291     /// ```
1292     /// let mut v = vec![1, 2, 3];
1293     /// let u: Vec<_> = v.drain(1..).collect();
1294     /// assert_eq!(v, &[1]);
1295     /// assert_eq!(u, &[2, 3]);
1296     ///
1297     /// // A full range clears the vector
1298     /// v.drain(..);
1299     /// assert_eq!(v, &[]);
1300     /// ```
1301     ///
1302     /// [`mem::forget`]: mem::forget
1303     #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
1304     pub fn drain<R>(&mut self, range: R) -> Drain<'_, T>
1305     where
1306         R: RangeBounds<usize>,
1307     {
1308         // Memory safety
1309         //
1310         // When the Drain is first created, it shortens the length of
1311         // the source vector to make sure no uninitialized or moved-from elements
1312         // are accessible at all if the Drain's destructor never gets to run.
1313         //
1314         // Drain will ptr::read out the values to remove.
1315         // When finished, remaining tail of the vec is copied back to cover
1316         // the hole, and the vector length is restored to the new length.
1317         //
1318         let len = self.len();
1319         let start = match range.start_bound() {
1320             Included(&n) => n,
1321             Excluded(&n) => n + 1,
1322             Unbounded => 0,
1323         };
1324         let end = match range.end_bound() {
1325             Included(&n) => n + 1,
1326             Excluded(&n) => n,
1327             Unbounded => len,
1328         };
1329
1330         #[cold]
1331         #[inline(never)]
1332         fn start_assert_failed(start: usize, end: usize) -> ! {
1333             panic!("start drain index (is {}) should be <= end drain index (is {})", start, end);
1334         }
1335
1336         #[cold]
1337         #[inline(never)]
1338         fn end_assert_failed(end: usize, len: usize) -> ! {
1339             panic!("end drain index (is {}) should be <= len (is {})", end, len);
1340         }
1341
1342         if start > end {
1343             start_assert_failed(start, end);
1344         }
1345         if end > len {
1346             end_assert_failed(end, len);
1347         }
1348
1349         unsafe {
1350             // set self.vec length's to start, to be safe in case Drain is leaked
1351             self.set_len(start);
1352             // Use the borrow in the IterMut to indicate borrowing behavior of the
1353             // whole Drain iterator (like &mut T).
1354             let range_slice = slice::from_raw_parts_mut(self.as_mut_ptr().add(start), end - start);
1355             Drain {
1356                 tail_start: end,
1357                 tail_len: len - end,
1358                 iter: range_slice.iter(),
1359                 vec: NonNull::from(self),
1360             }
1361         }
1362     }
1363
1364     /// Clears the vector, removing all values.
1365     ///
1366     /// Note that this method has no effect on the allocated capacity
1367     /// of the vector.
1368     ///
1369     /// # Examples
1370     ///
1371     /// ```
1372     /// let mut v = vec![1, 2, 3];
1373     ///
1374     /// v.clear();
1375     ///
1376     /// assert!(v.is_empty());
1377     /// ```
1378     #[inline]
1379     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1380     pub fn clear(&mut self) {
1381         self.truncate(0)
1382     }
1383
1384     /// Returns the number of elements in the vector, also referred to
1385     /// as its 'length'.
1386     ///
1387     /// # Examples
1388     ///
1389     /// ```
1390     /// let a = vec![1, 2, 3];
1391     /// assert_eq!(a.len(), 3);
1392     /// ```
1393     #[inline]
1394     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1395     pub fn len(&self) -> usize {
1396         self.len
1397     }
1398
1399     /// Returns `true` if the vector contains no elements.
1400     ///
1401     /// # Examples
1402     ///
1403     /// ```
1404     /// let mut v = Vec::new();
1405     /// assert!(v.is_empty());
1406     ///
1407     /// v.push(1);
1408     /// assert!(!v.is_empty());
1409     /// ```
1410     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1411     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1412         self.len() == 0
1413     }
1414
1415     /// Splits the collection into two at the given index.
1416     ///
1417     /// Returns a newly allocated vector containing the elements in the range
1418     /// `[at, len)`. After the call, the original vector will be left containing
1419     /// the elements `[0, at)` with its previous capacity unchanged.
1420     ///
1421     /// # Panics
1422     ///
1423     /// Panics if `at > len`.
1424     ///
1425     /// # Examples
1426     ///
1427     /// ```
1428     /// let mut vec = vec![1,2,3];
1429     /// let vec2 = vec.split_off(1);
1430     /// assert_eq!(vec, [1]);
1431     /// assert_eq!(vec2, [2, 3]);
1432     /// ```
1433     #[inline]
1434     #[must_use = "use `.truncate()` if you don't need the other half"]
1435     #[stable(feature = "split_off", since = "1.4.0")]
1436     pub fn split_off(&mut self, at: usize) -> Self {
1437         #[cold]
1438         #[inline(never)]
1439         fn assert_failed(at: usize, len: usize) -> ! {
1440             panic!("`at` split index (is {}) should be <= len (is {})", at, len);
1441         }
1442
1443         if at > self.len() {
1444             assert_failed(at, self.len());
1445         }
1446
1447         let other_len = self.len - at;
1448         let mut other = Vec::with_capacity(other_len);
1449
1450         // Unsafely `set_len` and copy items to `other`.
1451         unsafe {
1452             self.set_len(at);
1453             other.set_len(other_len);
1454
1455             ptr::copy_nonoverlapping(self.as_ptr().add(at), other.as_mut_ptr(), other.len());
1456         }
1457         other
1458     }
1459
1460     /// Resizes the `Vec` in-place so that `len` is equal to `new_len`.
1461     ///
1462     /// If `new_len` is greater than `len`, the `Vec` is extended by the
1463     /// difference, with each additional slot filled with the result of
1464     /// calling the closure `f`. The return values from `f` will end up
1465     /// in the `Vec` in the order they have been generated.
1466     ///
1467     /// If `new_len` is less than `len`, the `Vec` is simply truncated.
1468     ///
1469     /// This method uses a closure to create new values on every push. If
1470     /// you'd rather [`Clone`] a given value, use [`resize`]. If you want
1471     /// to use the [`Default`] trait to generate values, you can pass
1472     /// [`Default::default()`] as the second argument.
1473     ///
1474     /// # Examples
1475     ///
1476     /// ```
1477     /// let mut vec = vec![1, 2, 3];
1478     /// vec.resize_with(5, Default::default);
1479     /// assert_eq!(vec, [1, 2, 3, 0, 0]);
1480     ///
1481     /// let mut vec = vec![];
1482     /// let mut p = 1;
1483     /// vec.resize_with(4, || { p *= 2; p });
1484     /// assert_eq!(vec, [2, 4, 8, 16]);
1485     /// ```
1486     ///
1487     /// [`resize`]: #method.resize
1488     /// [`Clone`]: ../../std/clone/trait.Clone.html
1489     #[stable(feature = "vec_resize_with", since = "1.33.0")]
1490     pub fn resize_with<F>(&mut self, new_len: usize, f: F)
1491     where
1492         F: FnMut() -> T,
1493     {
1494         let len = self.len();
1495         if new_len > len {
1496             self.extend_with(new_len - len, ExtendFunc(f));
1497         } else {
1498             self.truncate(new_len);
1499         }
1500     }
1501
1502     /// Consumes and leaks the `Vec`, returning a mutable reference to the contents,
1503     /// `&'a mut [T]`. Note that the type `T` must outlive the chosen lifetime
1504     /// `'a`. If the type has only static references, or none at all, then this
1505     /// may be chosen to be `'static`.
1506     ///
1507     /// This function is similar to the `leak` function on `Box`.
1508     ///
1509     /// This function is mainly useful for data that lives for the remainder of
1510     /// the program's life. Dropping the returned reference will cause a memory
1511     /// leak.
1512     ///
1513     /// # Examples
1514     ///
1515     /// Simple usage:
1516     ///
1517     /// ```
1518     /// #![feature(vec_leak)]
1519     ///
1520     /// let x = vec![1, 2, 3];
1521     /// let static_ref: &'static mut [usize] = Vec::leak(x);
1522     /// static_ref[0] += 1;
1523     /// assert_eq!(static_ref, &[2, 2, 3]);
1524     /// ```
1525     #[unstable(feature = "vec_leak", issue = "62195")]
1526     #[inline]
1527     pub fn leak<'a>(vec: Vec<T>) -> &'a mut [T]
1528     where
1529         T: 'a, // Technically not needed, but kept to be explicit.
1530     {
1531         Box::leak(vec.into_boxed_slice())
1532     }
1533 }
1534
1535 impl<T: Clone> Vec<T> {
1536     /// Resizes the `Vec` in-place so that `len` is equal to `new_len`.
1537     ///
1538     /// If `new_len` is greater than `len`, the `Vec` is extended by the
1539     /// difference, with each additional slot filled with `value`.
1540     /// If `new_len` is less than `len`, the `Vec` is simply truncated.
1541     ///
1542     /// This method requires `T` to implement [`Clone`],
1543     /// in order to be able to clone the passed value.
1544     /// If you need more flexibility (or want to rely on [`Default`] instead of
1545     /// [`Clone`]), use [`resize_with`].
1546     ///
1547     /// # Examples
1548     ///
1549     /// ```
1550     /// let mut vec = vec!["hello"];
1551     /// vec.resize(3, "world");
1552     /// assert_eq!(vec, ["hello", "world", "world"]);
1553     ///
1554     /// let mut vec = vec![1, 2, 3, 4];
1555     /// vec.resize(2, 0);
1556     /// assert_eq!(vec, [1, 2]);
1557     /// ```
1558     ///
1559     /// [`Clone`]: ../../std/clone/trait.Clone.html
1560     /// [`Default`]: ../../std/default/trait.Default.html
1561     /// [`resize_with`]: #method.resize_with
1562     #[stable(feature = "vec_resize", since = "1.5.0")]
1563     pub fn resize(&mut self, new_len: usize, value: T) {
1564         let len = self.len();
1565
1566         if new_len > len {
1567             self.extend_with(new_len - len, ExtendElement(value))
1568         } else {
1569             self.truncate(new_len);
1570         }
1571     }
1572
1573     /// Clones and appends all elements in a slice to the `Vec`.
1574     ///
1575     /// Iterates over the slice `other`, clones each element, and then appends
1576     /// it to this `Vec`. The `other` vector is traversed in-order.
1577     ///
1578     /// Note that this function is same as [`extend`] except that it is
1579     /// specialized to work with slices instead. If and when Rust gets
1580     /// specialization this function will likely be deprecated (but still
1581     /// available).
1582     ///
1583     /// # Examples
1584     ///
1585     /// ```
1586     /// let mut vec = vec![1];
1587     /// vec.extend_from_slice(&[2, 3, 4]);
1588     /// assert_eq!(vec, [1, 2, 3, 4]);
1589     /// ```
1590     ///
1591     /// [`extend`]: #method.extend
1592     #[stable(feature = "vec_extend_from_slice", since = "1.6.0")]
1593     pub fn extend_from_slice(&mut self, other: &[T]) {
1594         self.spec_extend(other.iter())
1595     }
1596 }
1597
1598 impl<T: Default> Vec<T> {
1599     /// Resizes the `Vec` in-place so that `len` is equal to `new_len`.
1600     ///
1601     /// If `new_len` is greater than `len`, the `Vec` is extended by the
1602     /// difference, with each additional slot filled with [`Default::default()`].
1603     /// If `new_len` is less than `len`, the `Vec` is simply truncated.
1604     ///
1605     /// This method uses [`Default`] to create new values on every push. If
1606     /// you'd rather [`Clone`] a given value, use [`resize`].
1607     ///
1608     /// # Examples
1609     ///
1610     /// ```
1611     /// # #![allow(deprecated)]
1612     /// #![feature(vec_resize_default)]
1613     ///
1614     /// let mut vec = vec![1, 2, 3];
1615     /// vec.resize_default(5);
1616     /// assert_eq!(vec, [1, 2, 3, 0, 0]);
1617     ///
1618     /// let mut vec = vec![1, 2, 3, 4];
1619     /// vec.resize_default(2);
1620     /// assert_eq!(vec, [1, 2]);
1621     /// ```
1622     ///
1623     /// [`resize`]: #method.resize
1624     /// [`Default::default()`]: ../../std/default/trait.Default.html#tymethod.default
1625     /// [`Default`]: ../../std/default/trait.Default.html
1626     /// [`Clone`]: ../../std/clone/trait.Clone.html
1627     #[unstable(feature = "vec_resize_default", issue = "41758")]
1628     #[rustc_deprecated(
1629         reason = "This is moving towards being removed in favor \
1630                   of `.resize_with(Default::default)`.  If you disagree, please comment \
1631                   in the tracking issue.",
1632         since = "1.33.0"
1633     )]
1634     pub fn resize_default(&mut self, new_len: usize) {
1635         let len = self.len();
1636
1637         if new_len > len {
1638             self.extend_with(new_len - len, ExtendDefault);
1639         } else {
1640             self.truncate(new_len);
1641         }
1642     }
1643 }
1644
1645 // This code generalizes `extend_with_{element,default}`.
1646 trait ExtendWith<T> {
1647     fn next(&mut self) -> T;
1648     fn last(self) -> T;
1649 }
1650
1651 struct ExtendElement<T>(T);
1652 impl<T: Clone> ExtendWith<T> for ExtendElement<T> {
1653     fn next(&mut self) -> T {
1654         self.0.clone()
1655     }
1656     fn last(self) -> T {
1657         self.0
1658     }
1659 }
1660
1661 struct ExtendDefault;
1662 impl<T: Default> ExtendWith<T> for ExtendDefault {
1663     fn next(&mut self) -> T {
1664         Default::default()
1665     }
1666     fn last(self) -> T {
1667         Default::default()
1668     }
1669 }
1670
1671 struct ExtendFunc<F>(F);
1672 impl<T, F: FnMut() -> T> ExtendWith<T> for ExtendFunc<F> {
1673     fn next(&mut self) -> T {
1674         (self.0)()
1675     }
1676     fn last(mut self) -> T {
1677         (self.0)()
1678     }
1679 }
1680
1681 impl<T> Vec<T> {
1682     /// Extend the vector by `n` values, using the given generator.
1683     fn extend_with<E: ExtendWith<T>>(&mut self, n: usize, mut value: E) {
1684         self.reserve(n);
1685
1686         unsafe {
1687             let mut ptr = self.as_mut_ptr().add(self.len());
1688             // Use SetLenOnDrop to work around bug where compiler
1689             // may not realize the store through `ptr` through self.set_len()
1690             // don't alias.
1691             let mut local_len = SetLenOnDrop::new(&mut self.len);
1692
1693             // Write all elements except the last one
1694             for _ in 1..n {
1695                 ptr::write(ptr, value.next());
1696                 ptr = ptr.offset(1);
1697                 // Increment the length in every step in case next() panics
1698                 local_len.increment_len(1);
1699             }
1700
1701             if n > 0 {
1702                 // We can write the last element directly without cloning needlessly
1703                 ptr::write(ptr, value.last());
1704                 local_len.increment_len(1);
1705             }
1706
1707             // len set by scope guard
1708         }
1709     }
1710 }
1711
1712 // Set the length of the vec when the `SetLenOnDrop` value goes out of scope.
1713 //
1714 // The idea is: The length field in SetLenOnDrop is a local variable
1715 // that the optimizer will see does not alias with any stores through the Vec's data
1716 // pointer. This is a workaround for alias analysis issue #32155
1717 struct SetLenOnDrop<'a> {
1718     len: &'a mut usize,
1719     local_len: usize,
1720 }
1721
1722 impl<'a> SetLenOnDrop<'a> {
1723     #[inline]
1724     fn new(len: &'a mut usize) -> Self {
1725         SetLenOnDrop { local_len: *len, len }
1726     }
1727
1728     #[inline]
1729     fn increment_len(&mut self, increment: usize) {
1730         self.local_len += increment;
1731     }
1732 }
1733
1734 impl Drop for SetLenOnDrop<'_> {
1735     #[inline]
1736     fn drop(&mut self) {
1737         *self.len = self.local_len;
1738     }
1739 }
1740
1741 impl<T: PartialEq> Vec<T> {
1742     /// Removes consecutive repeated elements in the vector according to the
1743     /// [`PartialEq`] trait implementation.
1744     ///
1745     /// If the vector is sorted, this removes all duplicates.
1746     ///
1747     /// # Examples
1748     ///
1749     /// ```
1750     /// let mut vec = vec![1, 2, 2, 3, 2];
1751     ///
1752     /// vec.dedup();
1753     ///
1754     /// assert_eq!(vec, [1, 2, 3, 2]);
1755     /// ```
1756     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1757     #[inline]
1758     pub fn dedup(&mut self) {
1759         self.dedup_by(|a, b| a == b)
1760     }
1761 }
1762
1763 impl<T> Vec<T> {
1764     /// Removes the first instance of `item` from the vector if the item exists.
1765     ///
1766     /// This method will be removed soon.
1767     #[unstable(feature = "vec_remove_item", reason = "recently added", issue = "40062")]
1768     #[rustc_deprecated(
1769         reason = "Removing the first item equal to a needle is already easily possible \
1770             with iterators and the current Vec methods. Furthermore, having a method for \
1771             one particular case of removal (linear search, only the first item, no swap remove) \
1772             but not for others is inconsistent. This method will be removed soon.",
1773         since = "1.46.0"
1774     )]
1775     pub fn remove_item<V>(&mut self, item: &V) -> Option<T>
1776     where
1777         T: PartialEq<V>,
1778     {
1779         let pos = self.iter().position(|x| *x == *item)?;
1780         Some(self.remove(pos))
1781     }
1782 }
1783
1784 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1785 // Internal methods and functions
1786 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1787
1788 #[doc(hidden)]
1789 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1790 pub fn from_elem<T: Clone>(elem: T, n: usize) -> Vec<T> {
1791     <T as SpecFromElem>::from_elem(elem, n)
1792 }
1793
1794 // Specialization trait used for Vec::from_elem
1795 trait SpecFromElem: Sized {
1796     fn from_elem(elem: Self, n: usize) -> Vec<Self>;
1797 }
1798
1799 impl<T: Clone> SpecFromElem for T {
1800     default fn from_elem(elem: Self, n: usize) -> Vec<Self> {
1801         let mut v = Vec::with_capacity(n);
1802         v.extend_with(n, ExtendElement(elem));
1803         v
1804     }
1805 }
1806
1807 impl SpecFromElem for i8 {
1808     #[inline]
1809     fn from_elem(elem: i8, n: usize) -> Vec<i8> {
1810         if elem == 0 {
1811             return Vec { buf: RawVec::with_capacity_zeroed(n), len: n };
1812         }
1813         unsafe {
1814             let mut v = Vec::with_capacity(n);
1815             ptr::write_bytes(v.as_mut_ptr(), elem as u8, n);
1816             v.set_len(n);
1817             v
1818         }
1819     }
1820 }
1821
1822 impl SpecFromElem for u8 {
1823     #[inline]
1824     fn from_elem(elem: u8, n: usize) -> Vec<u8> {
1825         if elem == 0 {
1826             return Vec { buf: RawVec::with_capacity_zeroed(n), len: n };
1827         }
1828         unsafe {
1829             let mut v = Vec::with_capacity(n);
1830             ptr::write_bytes(v.as_mut_ptr(), elem, n);
1831             v.set_len(n);
1832             v
1833         }
1834     }
1835 }
1836
1837 impl<T: Clone + IsZero> SpecFromElem for T {
1838     #[inline]
1839     fn from_elem(elem: T, n: usize) -> Vec<T> {
1840         if elem.is_zero() {
1841             return Vec { buf: RawVec::with_capacity_zeroed(n), len: n };
1842         }
1843         let mut v = Vec::with_capacity(n);
1844         v.extend_with(n, ExtendElement(elem));
1845         v
1846     }
1847 }
1848
1849 #[rustc_specialization_trait]
1850 unsafe trait IsZero {
1851     /// Whether this value is zero
1852     fn is_zero(&self) -> bool;
1853 }
1854
1855 macro_rules! impl_is_zero {
1856     ($t:ty, $is_zero:expr) => {
1857         unsafe impl IsZero for $t {
1858             #[inline]
1859             fn is_zero(&self) -> bool {
1860                 $is_zero(*self)
1861             }
1862         }
1863     };
1864 }
1865
1866 impl_is_zero!(i16, |x| x == 0);
1867 impl_is_zero!(i32, |x| x == 0);
1868 impl_is_zero!(i64, |x| x == 0);
1869 impl_is_zero!(i128, |x| x == 0);
1870 impl_is_zero!(isize, |x| x == 0);
1871
1872 impl_is_zero!(u16, |x| x == 0);
1873 impl_is_zero!(u32, |x| x == 0);
1874 impl_is_zero!(u64, |x| x == 0);
1875 impl_is_zero!(u128, |x| x == 0);
1876 impl_is_zero!(usize, |x| x == 0);
1877
1878 impl_is_zero!(bool, |x| x == false);
1879 impl_is_zero!(char, |x| x == '\0');
1880
1881 impl_is_zero!(f32, |x: f32| x.to_bits() == 0);
1882 impl_is_zero!(f64, |x: f64| x.to_bits() == 0);
1883
1884 unsafe impl<T> IsZero for *const T {
1885     #[inline]
1886     fn is_zero(&self) -> bool {
1887         (*self).is_null()
1888     }
1889 }
1890
1891 unsafe impl<T> IsZero for *mut T {
1892     #[inline]
1893     fn is_zero(&self) -> bool {
1894         (*self).is_null()
1895     }
1896 }
1897
1898 // `Option<&T>` and `Option<Box<T>>` are guaranteed to represent `None` as null.
1899 // For fat pointers, the bytes that would be the pointer metadata in the `Some`
1900 // variant are padding in the `None` variant, so ignoring them and
1901 // zero-initializing instead is ok.
1902 // `Option<&mut T>` never implements `Clone`, so there's no need for an impl of
1903 // `SpecFromElem`.
1904
1905 unsafe impl<T: ?Sized> IsZero for Option<&T> {
1906     #[inline]
1907     fn is_zero(&self) -> bool {
1908         self.is_none()
1909     }
1910 }
1911
1912 unsafe impl<T: ?Sized> IsZero for Option<Box<T>> {
1913     #[inline]
1914     fn is_zero(&self) -> bool {
1915         self.is_none()
1916     }
1917 }
1918
1919 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1920 // Common trait implementations for Vec
1921 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1922
1923 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1924 impl<T> ops::Deref for Vec<T> {
1925     type Target = [T];
1926
1927     fn deref(&self) -> &[T] {
1928         unsafe { slice::from_raw_parts(self.as_ptr(), self.len) }
1929     }
1930 }
1931
1932 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1933 impl<T> ops::DerefMut for Vec<T> {
1934     fn deref_mut(&mut self) -> &mut [T] {
1935         unsafe { slice::from_raw_parts_mut(self.as_mut_ptr(), self.len) }
1936     }
1937 }
1938
1939 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1940 impl<T: Clone> Clone for Vec<T> {
1941     #[cfg(not(test))]
1942     fn clone(&self) -> Vec<T> {
1943         <[T]>::to_vec(&**self)
1944     }
1945
1946     // HACK(japaric): with cfg(test) the inherent `[T]::to_vec` method, which is
1947     // required for this method definition, is not available. Instead use the
1948     // `slice::to_vec`  function which is only available with cfg(test)
1949     // NB see the slice::hack module in slice.rs for more information
1950     #[cfg(test)]
1951     fn clone(&self) -> Vec<T> {
1952         crate::slice::to_vec(&**self)
1953     }
1954
1955     fn clone_from(&mut self, other: &Vec<T>) {
1956         other.as_slice().clone_into(self);
1957     }
1958 }
1959
1960 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1961 impl<T: Hash> Hash for Vec<T> {
1962     #[inline]
1963     fn hash<H: Hasher>(&self, state: &mut H) {
1964         Hash::hash(&**self, state)
1965     }
1966 }
1967
1968 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1969 #[rustc_on_unimplemented(
1970     message = "vector indices are of type `usize` or ranges of `usize`",
1971     label = "vector indices are of type `usize` or ranges of `usize`"
1972 )]
1973 impl<T, I: SliceIndex<[T]>> Index<I> for Vec<T> {
1974     type Output = I::Output;
1975
1976     #[inline]
1977     fn index(&self, index: I) -> &Self::Output {
1978         Index::index(&**self, index)
1979     }
1980 }
1981
1982 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1983 #[rustc_on_unimplemented(
1984     message = "vector indices are of type `usize` or ranges of `usize`",
1985     label = "vector indices are of type `usize` or ranges of `usize`"
1986 )]
1987 impl<T, I: SliceIndex<[T]>> IndexMut<I> for Vec<T> {
1988     #[inline]
1989     fn index_mut(&mut self, index: I) -> &mut Self::Output {
1990         IndexMut::index_mut(&mut **self, index)
1991     }
1992 }
1993
1994 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1995 impl<T> FromIterator<T> for Vec<T> {
1996     #[inline]
1997     fn from_iter<I: IntoIterator<Item = T>>(iter: I) -> Vec<T> {
1998         <Self as SpecExtend<T, I::IntoIter>>::from_iter(iter.into_iter())
1999     }
2000 }
2001
2002 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2003 impl<T> IntoIterator for Vec<T> {
2004     type Item = T;
2005     type IntoIter = IntoIter<T>;
2006
2007     /// Creates a consuming iterator, that is, one that moves each value out of
2008     /// the vector (from start to end). The vector cannot be used after calling
2009     /// this.
2010     ///
2011     /// # Examples
2012     ///
2013     /// ```
2014     /// let v = vec!["a".to_string(), "b".to_string()];
2015     /// for s in v.into_iter() {
2016     ///     // s has type String, not &String
2017     ///     println!("{}", s);
2018     /// }
2019     /// ```
2020     #[inline]
2021     fn into_iter(self) -> IntoIter<T> {
2022         unsafe {
2023             let mut me = ManuallyDrop::new(self);
2024             let begin = me.as_mut_ptr();
2025             let end = if mem::size_of::<T>() == 0 {
2026                 arith_offset(begin as *const i8, me.len() as isize) as *const T
2027             } else {
2028                 begin.add(me.len()) as *const T
2029             };
2030             let cap = me.buf.capacity();
2031             IntoIter {
2032                 buf: NonNull::new_unchecked(begin),
2033                 phantom: PhantomData,
2034                 cap,
2035                 ptr: begin,
2036                 end,
2037             }
2038         }
2039     }
2040 }
2041
2042 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2043 impl<'a, T> IntoIterator for &'a Vec<T> {
2044     type Item = &'a T;
2045     type IntoIter = slice::Iter<'a, T>;
2046
2047     fn into_iter(self) -> slice::Iter<'a, T> {
2048         self.iter()
2049     }
2050 }
2051
2052 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2053 impl<'a, T> IntoIterator for &'a mut Vec<T> {
2054     type Item = &'a mut T;
2055     type IntoIter = slice::IterMut<'a, T>;
2056
2057     fn into_iter(self) -> slice::IterMut<'a, T> {
2058         self.iter_mut()
2059     }
2060 }
2061
2062 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2063 impl<T> Extend<T> for Vec<T> {
2064     #[inline]
2065     fn extend<I: IntoIterator<Item = T>>(&mut self, iter: I) {
2066         <Self as SpecExtend<T, I::IntoIter>>::spec_extend(self, iter.into_iter())
2067     }
2068
2069     #[inline]
2070     fn extend_one(&mut self, item: T) {
2071         self.push(item);
2072     }
2073
2074     #[inline]
2075     fn extend_reserve(&mut self, additional: usize) {
2076         self.reserve(additional);
2077     }
2078 }
2079
2080 // Specialization trait used for Vec::from_iter and Vec::extend
2081 trait SpecExtend<T, I> {
2082     fn from_iter(iter: I) -> Self;
2083     fn spec_extend(&mut self, iter: I);
2084 }
2085
2086 impl<T, I> SpecExtend<T, I> for Vec<T>
2087 where
2088     I: Iterator<Item = T>,
2089 {
2090     default fn from_iter(mut iterator: I) -> Self {
2091         // Unroll the first iteration, as the vector is going to be
2092         // expanded on this iteration in every case when the iterable is not
2093         // empty, but the loop in extend_desugared() is not going to see the
2094         // vector being full in the few subsequent loop iterations.
2095         // So we get better branch prediction.
2096         let mut vector = match iterator.next() {
2097             None => return Vec::new(),
2098             Some(element) => {
2099                 let (lower, _) = iterator.size_hint();
2100                 let mut vector = Vec::with_capacity(lower.saturating_add(1));
2101                 unsafe {
2102                     ptr::write(vector.as_mut_ptr(), element);
2103                     vector.set_len(1);
2104                 }
2105                 vector
2106             }
2107         };
2108         <Vec<T> as SpecExtend<T, I>>::spec_extend(&mut vector, iterator);
2109         vector
2110     }
2111
2112     default fn spec_extend(&mut self, iter: I) {
2113         self.extend_desugared(iter)
2114     }
2115 }
2116
2117 impl<T, I> SpecExtend<T, I> for Vec<T>
2118 where
2119     I: TrustedLen<Item = T>,
2120 {
2121     default fn from_iter(iterator: I) -> Self {
2122         let mut vector = Vec::new();
2123         vector.spec_extend(iterator);
2124         vector
2125     }
2126
2127     default fn spec_extend(&mut self, iterator: I) {
2128         // This is the case for a TrustedLen iterator.
2129         let (low, high) = iterator.size_hint();
2130         if let Some(high_value) = high {
2131             debug_assert_eq!(
2132                 low,
2133                 high_value,
2134                 "TrustedLen iterator's size hint is not exact: {:?}",
2135                 (low, high)
2136             );
2137         }
2138         if let Some(additional) = high {
2139             self.reserve(additional);
2140             unsafe {
2141                 let mut ptr = self.as_mut_ptr().add(self.len());
2142                 let mut local_len = SetLenOnDrop::new(&mut self.len);
2143                 iterator.for_each(move |element| {
2144                     ptr::write(ptr, element);
2145                     ptr = ptr.offset(1);
2146                     // NB can't overflow since we would have had to alloc the address space
2147                     local_len.increment_len(1);
2148                 });
2149             }
2150         } else {
2151             self.extend_desugared(iterator)
2152         }
2153     }
2154 }
2155
2156 impl<T> SpecExtend<T, IntoIter<T>> for Vec<T> {
2157     fn from_iter(iterator: IntoIter<T>) -> Self {
2158         // A common case is passing a vector into a function which immediately
2159         // re-collects into a vector. We can short circuit this if the IntoIter
2160         // has not been advanced at all.
2161         if iterator.buf.as_ptr() as *const _ == iterator.ptr {
2162             unsafe {
2163                 let it = ManuallyDrop::new(iterator);
2164                 Vec::from_raw_parts(it.buf.as_ptr(), it.len(), it.cap)
2165             }
2166         } else {
2167             let mut vector = Vec::new();
2168             vector.spec_extend(iterator);
2169             vector
2170         }
2171     }
2172
2173     fn spec_extend(&mut self, mut iterator: IntoIter<T>) {
2174         unsafe {
2175             self.append_elements(iterator.as_slice() as _);
2176         }
2177         iterator.ptr = iterator.end;
2178     }
2179 }
2180
2181 impl<'a, T: 'a, I> SpecExtend<&'a T, I> for Vec<T>
2182 where
2183     I: Iterator<Item = &'a T>,
2184     T: Clone,
2185 {
2186     default fn from_iter(iterator: I) -> Self {
2187         SpecExtend::from_iter(iterator.cloned())
2188     }
2189
2190     default fn spec_extend(&mut self, iterator: I) {
2191         self.spec_extend(iterator.cloned())
2192     }
2193 }
2194
2195 impl<'a, T: 'a> SpecExtend<&'a T, slice::Iter<'a, T>> for Vec<T>
2196 where
2197     T: Copy,
2198 {
2199     fn spec_extend(&mut self, iterator: slice::Iter<'a, T>) {
2200         let slice = iterator.as_slice();
2201         self.reserve(slice.len());
2202         unsafe {
2203             let len = self.len();
2204             let dst_slice = slice::from_raw_parts_mut(self.as_mut_ptr().add(len), slice.len());
2205             dst_slice.copy_from_slice(slice);
2206             self.set_len(len + slice.len());
2207         }
2208     }
2209 }
2210
2211 impl<T> Vec<T> {
2212     fn extend_desugared<I: Iterator<Item = T>>(&mut self, mut iterator: I) {
2213         // This is the case for a general iterator.
2214         //
2215         // This function should be the moral equivalent of:
2216         //
2217         //      for item in iterator {
2218         //          self.push(item);
2219         //      }
2220         while let Some(element) = iterator.next() {
2221             let len = self.len();
2222             if len == self.capacity() {
2223                 let (lower, _) = iterator.size_hint();
2224                 self.reserve(lower.saturating_add(1));
2225             }
2226             unsafe {
2227                 ptr::write(self.as_mut_ptr().add(len), element);
2228                 // NB can't overflow since we would have had to alloc the address space
2229                 self.set_len(len + 1);
2230             }
2231         }
2232     }
2233
2234     /// Creates a splicing iterator that replaces the specified range in the vector
2235     /// with the given `replace_with` iterator and yields the removed items.
2236     /// `replace_with` does not need to be the same length as `range`.
2237     ///
2238     /// The element range is removed even if the iterator is not consumed until the end.
2239     ///
2240     /// It is unspecified how many elements are removed from the vector
2241     /// if the `Splice` value is leaked.
2242     ///
2243     /// The input iterator `replace_with` is only consumed when the `Splice` value is dropped.
2244     ///
2245     /// This is optimal if:
2246     ///
2247     /// * The tail (elements in the vector after `range`) is empty,
2248     /// * or `replace_with` yields fewer elements than `range`’s length
2249     /// * or the lower bound of its `size_hint()` is exact.
2250     ///
2251     /// Otherwise, a temporary vector is allocated and the tail is moved twice.
2252     ///
2253     /// # Panics
2254     ///
2255     /// Panics if the starting point is greater than the end point or if
2256     /// the end point is greater than the length of the vector.
2257     ///
2258     /// # Examples
2259     ///
2260     /// ```
2261     /// let mut v = vec![1, 2, 3];
2262     /// let new = [7, 8];
2263     /// let u: Vec<_> = v.splice(..2, new.iter().cloned()).collect();
2264     /// assert_eq!(v, &[7, 8, 3]);
2265     /// assert_eq!(u, &[1, 2]);
2266     /// ```
2267     #[inline]
2268     #[stable(feature = "vec_splice", since = "1.21.0")]
2269     pub fn splice<R, I>(&mut self, range: R, replace_with: I) -> Splice<'_, I::IntoIter>
2270     where
2271         R: RangeBounds<usize>,
2272         I: IntoIterator<Item = T>,
2273     {
2274         Splice { drain: self.drain(range), replace_with: replace_with.into_iter() }
2275     }
2276
2277     /// Creates an iterator which uses a closure to determine if an element should be removed.
2278     ///
2279     /// If the closure returns true, then the element is removed and yielded.
2280     /// If the closure returns false, the element will remain in the vector and will not be yielded
2281     /// by the iterator.
2282     ///
2283     /// Using this method is equivalent to the following code:
2284     ///
2285     /// ```
2286     /// # let some_predicate = |x: &mut i32| { *x == 2 || *x == 3 || *x == 6 };
2287     /// # let mut vec = vec![1, 2, 3, 4, 5, 6];
2288     /// let mut i = 0;
2289     /// while i != vec.len() {
2290     ///     if some_predicate(&mut vec[i]) {
2291     ///         let val = vec.remove(i);
2292     ///         // your code here
2293     ///     } else {
2294     ///         i += 1;
2295     ///     }
2296     /// }
2297     ///
2298     /// # assert_eq!(vec, vec![1, 4, 5]);
2299     /// ```
2300     ///
2301     /// But `drain_filter` is easier to use. `drain_filter` is also more efficient,
2302     /// because it can backshift the elements of the array in bulk.
2303     ///
2304     /// Note that `drain_filter` also lets you mutate every element in the filter closure,
2305     /// regardless of whether you choose to keep or remove it.
2306     ///
2307     ///
2308     /// # Examples
2309     ///
2310     /// Splitting an array into evens and odds, reusing the original allocation:
2311     ///
2312     /// ```
2313     /// #![feature(drain_filter)]
2314     /// let mut numbers = vec![1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 11, 13, 14, 15];
2315     ///
2316     /// let evens = numbers.drain_filter(|x| *x % 2 == 0).collect::<Vec<_>>();
2317     /// let odds = numbers;
2318     ///
2319     /// assert_eq!(evens, vec![2, 4, 6, 8, 14]);
2320     /// assert_eq!(odds, vec![1, 3, 5, 9, 11, 13, 15]);
2321     /// ```
2322     #[unstable(feature = "drain_filter", reason = "recently added", issue = "43244")]
2323     pub fn drain_filter<F>(&mut self, filter: F) -> DrainFilter<'_, T, F>
2324     where
2325         F: FnMut(&mut T) -> bool,
2326     {
2327         let old_len = self.len();
2328
2329         // Guard against us getting leaked (leak amplification)
2330         unsafe {
2331             self.set_len(0);
2332         }
2333
2334         DrainFilter { vec: self, idx: 0, del: 0, old_len, pred: filter, panic_flag: false }
2335     }
2336 }
2337
2338 /// Extend implementation that copies elements out of references before pushing them onto the Vec.
2339 ///
2340 /// This implementation is specialized for slice iterators, where it uses [`copy_from_slice`] to
2341 /// append the entire slice at once.
2342 ///
2343 /// [`copy_from_slice`]: ../../std/primitive.slice.html#method.copy_from_slice
2344 #[stable(feature = "extend_ref", since = "1.2.0")]
2345 impl<'a, T: 'a + Copy> Extend<&'a T> for Vec<T> {
2346     fn extend<I: IntoIterator<Item = &'a T>>(&mut self, iter: I) {
2347         self.spec_extend(iter.into_iter())
2348     }
2349
2350     #[inline]
2351     fn extend_one(&mut self, &item: &'a T) {
2352         self.push(item);
2353     }
2354
2355     #[inline]
2356     fn extend_reserve(&mut self, additional: usize) {
2357         self.reserve(additional);
2358     }
2359 }
2360
2361 macro_rules! __impl_slice_eq1 {
2362     ([$($vars:tt)*] $lhs:ty, $rhs:ty $(where $ty:ty: $bound:ident)?, #[$stability:meta]) => {
2363         #[$stability]
2364         impl<A, B, $($vars)*> PartialEq<$rhs> for $lhs
2365         where
2366             A: PartialEq<B>,
2367             $($ty: $bound)?
2368         {
2369             #[inline]
2370             fn eq(&self, other: &$rhs) -> bool { self[..] == other[..] }
2371             #[inline]
2372             fn ne(&self, other: &$rhs) -> bool { self[..] != other[..] }
2373         }
2374     }
2375 }
2376
2377 __impl_slice_eq1! { [] Vec<A>, Vec<B>, #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")] }
2378 __impl_slice_eq1! { [] Vec<A>, &[B], #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")] }
2379 __impl_slice_eq1! { [] Vec<A>, &mut [B], #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")] }
2380 __impl_slice_eq1! { [] &[A], Vec<B>, #[stable(feature = "partialeq_vec_for_ref_slice", since = "1.46.0")] }
2381 __impl_slice_eq1! { [] &mut [A], Vec<B>, #[stable(feature = "partialeq_vec_for_ref_slice", since = "1.46.0")] }
2382 __impl_slice_eq1! { [] Cow<'_, [A]>, Vec<B> where A: Clone, #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")] }
2383 __impl_slice_eq1! { [] Cow<'_, [A]>, &[B] where A: Clone, #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")] }
2384 __impl_slice_eq1! { [] Cow<'_, [A]>, &mut [B] where A: Clone, #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")] }
2385 __impl_slice_eq1! { [const N: usize] Vec<A>, [B; N] where [B; N]: LengthAtMost32, #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")] }
2386 __impl_slice_eq1! { [const N: usize] Vec<A>, &[B; N] where [B; N]: LengthAtMost32, #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")] }
2387
2388 // NOTE: some less important impls are omitted to reduce code bloat
2389 // FIXME(Centril): Reconsider this?
2390 //__impl_slice_eq1! { [const N: usize] Vec<A>, &mut [B; N], [B; N]: LengthAtMost32 }
2391 //__impl_slice_eq1! { [const N: usize] [A; N], Vec<B>, [A; N]: LengthAtMost32 }
2392 //__impl_slice_eq1! { [const N: usize] &[A; N], Vec<B>, [A; N]: LengthAtMost32 }
2393 //__impl_slice_eq1! { [const N: usize] &mut [A; N], Vec<B>, [A; N]: LengthAtMost32 }
2394 //__impl_slice_eq1! { [const N: usize] Cow<'a, [A]>, [B; N], [B; N]: LengthAtMost32 }
2395 //__impl_slice_eq1! { [const N: usize] Cow<'a, [A]>, &[B; N], [B; N]: LengthAtMost32 }
2396 //__impl_slice_eq1! { [const N: usize] Cow<'a, [A]>, &mut [B; N], [B; N]: LengthAtMost32 }
2397
2398 /// Implements comparison of vectors, lexicographically.
2399 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2400 impl<T: PartialOrd> PartialOrd for Vec<T> {
2401     #[inline]
2402     fn partial_cmp(&self, other: &Vec<T>) -> Option<Ordering> {
2403         PartialOrd::partial_cmp(&**self, &**other)
2404     }
2405 }
2406
2407 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2408 impl<T: Eq> Eq for Vec<T> {}
2409
2410 /// Implements ordering of vectors, lexicographically.
2411 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2412 impl<T: Ord> Ord for Vec<T> {
2413     #[inline]
2414     fn cmp(&self, other: &Vec<T>) -> Ordering {
2415         Ord::cmp(&**self, &**other)
2416     }
2417 }
2418
2419 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2420 unsafe impl<#[may_dangle] T> Drop for Vec<T> {
2421     fn drop(&mut self) {
2422         unsafe {
2423             // use drop for [T]
2424             // use a raw slice to refer to the elements of the vector as weakest necessary type;
2425             // could avoid questions of validity in certain cases
2426             ptr::drop_in_place(ptr::slice_from_raw_parts_mut(self.as_mut_ptr(), self.len))
2427         }
2428         // RawVec handles deallocation
2429     }
2430 }
2431
2432 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2433 impl<T> Default for Vec<T> {
2434     /// Creates an empty `Vec<T>`.
2435     fn default() -> Vec<T> {
2436         Vec::new()
2437     }
2438 }
2439
2440 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2441 impl<T: fmt::Debug> fmt::Debug for Vec<T> {
2442     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
2443         fmt::Debug::fmt(&**self, f)
2444     }
2445 }
2446
2447 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2448 impl<T> AsRef<Vec<T>> for Vec<T> {
2449     fn as_ref(&self) -> &Vec<T> {
2450         self
2451     }
2452 }
2453
2454 #[stable(feature = "vec_as_mut", since = "1.5.0")]
2455 impl<T> AsMut<Vec<T>> for Vec<T> {
2456     fn as_mut(&mut self) -> &mut Vec<T> {
2457         self
2458     }
2459 }
2460
2461 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2462 impl<T> AsRef<[T]> for Vec<T> {
2463     fn as_ref(&self) -> &[T] {
2464         self
2465     }
2466 }
2467
2468 #[stable(feature = "vec_as_mut", since = "1.5.0")]
2469 impl<T> AsMut<[T]> for Vec<T> {
2470     fn as_mut(&mut self) -> &mut [T] {
2471         self
2472     }
2473 }
2474
2475 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2476 impl<T: Clone> From<&[T]> for Vec<T> {
2477     #[cfg(not(test))]
2478     fn from(s: &[T]) -> Vec<T> {
2479         s.to_vec()
2480     }
2481     #[cfg(test)]
2482     fn from(s: &[T]) -> Vec<T> {
2483         crate::slice::to_vec(s)
2484     }
2485 }
2486
2487 #[stable(feature = "vec_from_mut", since = "1.19.0")]
2488 impl<T: Clone> From<&mut [T]> for Vec<T> {
2489     #[cfg(not(test))]
2490     fn from(s: &mut [T]) -> Vec<T> {
2491         s.to_vec()
2492     }
2493     #[cfg(test)]
2494     fn from(s: &mut [T]) -> Vec<T> {
2495         crate::slice::to_vec(s)
2496     }
2497 }
2498
2499 #[stable(feature = "vec_from_array", since = "1.44.0")]
2500 impl<T, const N: usize> From<[T; N]> for Vec<T>
2501 where
2502     [T; N]: LengthAtMost32,
2503 {
2504     #[cfg(not(test))]
2505     fn from(s: [T; N]) -> Vec<T> {
2506         <[T]>::into_vec(box s)
2507     }
2508     #[cfg(test)]
2509     fn from(s: [T; N]) -> Vec<T> {
2510         crate::slice::into_vec(box s)
2511     }
2512 }
2513
2514 #[stable(feature = "vec_from_cow_slice", since = "1.14.0")]
2515 impl<'a, T> From<Cow<'a, [T]>> for Vec<T>
2516 where
2517     [T]: ToOwned<Owned = Vec<T>>,
2518 {
2519     fn from(s: Cow<'a, [T]>) -> Vec<T> {
2520         s.into_owned()
2521     }
2522 }
2523
2524 // note: test pulls in libstd, which causes errors here
2525 #[cfg(not(test))]
2526 #[stable(feature = "vec_from_box", since = "1.18.0")]
2527 impl<T> From<Box<[T]>> for Vec<T> {
2528     fn from(s: Box<[T]>) -> Vec<T> {
2529         s.into_vec()
2530     }
2531 }
2532
2533 // note: test pulls in libstd, which causes errors here
2534 #[cfg(not(test))]
2535 #[stable(feature = "box_from_vec", since = "1.20.0")]
2536 impl<T> From<Vec<T>> for Box<[T]> {
2537     fn from(v: Vec<T>) -> Box<[T]> {
2538         v.into_boxed_slice()
2539     }
2540 }
2541
2542 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2543 impl From<&str> for Vec<u8> {
2544     fn from(s: &str) -> Vec<u8> {
2545         From::from(s.as_bytes())
2546     }
2547 }
2548
2549 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2550 // Clone-on-write
2551 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2552
2553 #[stable(feature = "cow_from_vec", since = "1.8.0")]
2554 impl<'a, T: Clone> From<&'a [T]> for Cow<'a, [T]> {
2555     fn from(s: &'a [T]) -> Cow<'a, [T]> {
2556         Cow::Borrowed(s)
2557     }
2558 }
2559
2560 #[stable(feature = "cow_from_vec", since = "1.8.0")]
2561 impl<'a, T: Clone> From<Vec<T>> for Cow<'a, [T]> {
2562     fn from(v: Vec<T>) -> Cow<'a, [T]> {
2563         Cow::Owned(v)
2564     }
2565 }
2566
2567 #[stable(feature = "cow_from_vec_ref", since = "1.28.0")]
2568 impl<'a, T: Clone> From<&'a Vec<T>> for Cow<'a, [T]> {
2569     fn from(v: &'a Vec<T>) -> Cow<'a, [T]> {
2570         Cow::Borrowed(v.as_slice())
2571     }
2572 }
2573
2574 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2575 impl<'a, T> FromIterator<T> for Cow<'a, [T]>
2576 where
2577     T: Clone,
2578 {
2579     fn from_iter<I: IntoIterator<Item = T>>(it: I) -> Cow<'a, [T]> {
2580         Cow::Owned(FromIterator::from_iter(it))
2581     }
2582 }
2583
2584 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2585 // Iterators
2586 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2587
2588 /// An iterator that moves out of a vector.
2589 ///
2590 /// This `struct` is created by the `into_iter` method on [`Vec`] (provided
2591 /// by the [`IntoIterator`] trait).
2592 ///
2593 /// [`Vec`]: struct.Vec.html
2594 /// [`IntoIterator`]: ../../std/iter/trait.IntoIterator.html
2595 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2596 pub struct IntoIter<T> {
2597     buf: NonNull<T>,
2598     phantom: PhantomData<T>,
2599     cap: usize,
2600     ptr: *const T,
2601     end: *const T,
2602 }
2603
2604 #[stable(feature = "vec_intoiter_debug", since = "1.13.0")]
2605 impl<T: fmt::Debug> fmt::Debug for IntoIter<T> {
2606     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
2607         f.debug_tuple("IntoIter").field(&self.as_slice()).finish()
2608     }
2609 }
2610
2611 impl<T> IntoIter<T> {
2612     /// Returns the remaining items of this iterator as a slice.
2613     ///
2614     /// # Examples
2615     ///
2616     /// ```
2617     /// let vec = vec!['a', 'b', 'c'];
2618     /// let mut into_iter = vec.into_iter();
2619     /// assert_eq!(into_iter.as_slice(), &['a', 'b', 'c']);
2620     /// let _ = into_iter.next().unwrap();
2621     /// assert_eq!(into_iter.as_slice(), &['b', 'c']);
2622     /// ```
2623     #[stable(feature = "vec_into_iter_as_slice", since = "1.15.0")]
2624     pub fn as_slice(&self) -> &[T] {
2625         unsafe { slice::from_raw_parts(self.ptr, self.len()) }
2626     }
2627
2628     /// Returns the remaining items of this iterator as a mutable slice.
2629     ///
2630     /// # Examples
2631     ///
2632     /// ```
2633     /// let vec = vec!['a', 'b', 'c'];
2634     /// let mut into_iter = vec.into_iter();
2635     /// assert_eq!(into_iter.as_slice(), &['a', 'b', 'c']);
2636     /// into_iter.as_mut_slice()[2] = 'z';
2637     /// assert_eq!(into_iter.next().unwrap(), 'a');
2638     /// assert_eq!(into_iter.next().unwrap(), 'b');
2639     /// assert_eq!(into_iter.next().unwrap(), 'z');
2640     /// ```
2641     #[stable(feature = "vec_into_iter_as_slice", since = "1.15.0")]
2642     pub fn as_mut_slice(&mut self) -> &mut [T] {
2643         unsafe { &mut *self.as_raw_mut_slice() }
2644     }
2645
2646     fn as_raw_mut_slice(&mut self) -> *mut [T] {
2647         ptr::slice_from_raw_parts_mut(self.ptr as *mut T, self.len())
2648     }
2649 }
2650
2651 #[stable(feature = "vec_intoiter_as_ref", since = "1.46.0")]
2652 impl<T> AsRef<[T]> for IntoIter<T> {
2653     fn as_ref(&self) -> &[T] {
2654         self.as_slice()
2655     }
2656 }
2657
2658 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2659 unsafe impl<T: Send> Send for IntoIter<T> {}
2660 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2661 unsafe impl<T: Sync> Sync for IntoIter<T> {}
2662
2663 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2664 impl<T> Iterator for IntoIter<T> {
2665     type Item = T;
2666
2667     #[inline]
2668     fn next(&mut self) -> Option<T> {
2669         unsafe {
2670             if self.ptr as *const _ == self.end {
2671                 None
2672             } else {
2673                 if mem::size_of::<T>() == 0 {
2674                     // purposefully don't use 'ptr.offset' because for
2675                     // vectors with 0-size elements this would return the
2676                     // same pointer.
2677                     self.ptr = arith_offset(self.ptr as *const i8, 1) as *mut T;
2678
2679                     // Make up a value of this ZST.
2680                     Some(mem::zeroed())
2681                 } else {
2682                     let old = self.ptr;
2683                     self.ptr = self.ptr.offset(1);
2684
2685                     Some(ptr::read(old))
2686                 }
2687             }
2688         }
2689     }
2690
2691     #[inline]
2692     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
2693         let exact = if mem::size_of::<T>() == 0 {
2694             (self.end as usize).wrapping_sub(self.ptr as usize)
2695         } else {
2696             unsafe { self.end.offset_from(self.ptr) as usize }
2697         };
2698         (exact, Some(exact))
2699     }
2700
2701     #[inline]
2702     fn count(self) -> usize {
2703         self.len()
2704     }
2705 }
2706
2707 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2708 impl<T> DoubleEndedIterator for IntoIter<T> {
2709     #[inline]
2710     fn next_back(&mut self) -> Option<T> {
2711         unsafe {
2712             if self.end == self.ptr {
2713                 None
2714             } else {
2715                 if mem::size_of::<T>() == 0 {
2716                     // See above for why 'ptr.offset' isn't used
2717                     self.end = arith_offset(self.end as *const i8, -1) as *mut T;
2718
2719                     // Make up a value of this ZST.
2720                     Some(mem::zeroed())
2721                 } else {
2722                     self.end = self.end.offset(-1);
2723
2724                     Some(ptr::read(self.end))
2725                 }
2726             }
2727         }
2728     }
2729 }
2730
2731 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2732 impl<T> ExactSizeIterator for IntoIter<T> {
2733     fn is_empty(&self) -> bool {
2734         self.ptr == self.end
2735     }
2736 }
2737
2738 #[stable(feature = "fused", since = "1.26.0")]
2739 impl<T> FusedIterator for IntoIter<T> {}
2740
2741 #[unstable(feature = "trusted_len", issue = "37572")]
2742 unsafe impl<T> TrustedLen for IntoIter<T> {}
2743
2744 #[stable(feature = "vec_into_iter_clone", since = "1.8.0")]
2745 impl<T: Clone> Clone for IntoIter<T> {
2746     fn clone(&self) -> IntoIter<T> {
2747         self.as_slice().to_owned().into_iter()
2748     }
2749 }
2750
2751 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2752 unsafe impl<#[may_dangle] T> Drop for IntoIter<T> {
2753     fn drop(&mut self) {
2754         struct DropGuard<'a, T>(&'a mut IntoIter<T>);
2755
2756         impl<T> Drop for DropGuard<'_, T> {
2757             fn drop(&mut self) {
2758                 // RawVec handles deallocation
2759                 let _ = unsafe { RawVec::from_raw_parts(self.0.buf.as_ptr(), self.0.cap) };
2760             }
2761         }
2762
2763         let guard = DropGuard(self);
2764         // destroy the remaining elements
2765         unsafe {
2766             ptr::drop_in_place(guard.0.as_raw_mut_slice());
2767         }
2768         // now `guard` will be dropped and do the rest
2769     }
2770 }
2771
2772 /// A draining iterator for `Vec<T>`.
2773 ///
2774 /// This `struct` is created by the [`drain`] method on [`Vec`].
2775 ///
2776 /// [`drain`]: struct.Vec.html#method.drain
2777 /// [`Vec`]: struct.Vec.html
2778 #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
2779 pub struct Drain<'a, T: 'a> {
2780     /// Index of tail to preserve
2781     tail_start: usize,
2782     /// Length of tail
2783     tail_len: usize,
2784     /// Current remaining range to remove
2785     iter: slice::Iter<'a, T>,
2786     vec: NonNull<Vec<T>>,
2787 }
2788
2789 #[stable(feature = "collection_debug", since = "1.17.0")]
2790 impl<T: fmt::Debug> fmt::Debug for Drain<'_, T> {
2791     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
2792         f.debug_tuple("Drain").field(&self.iter.as_slice()).finish()
2793     }
2794 }
2795
2796 impl<'a, T> Drain<'a, T> {
2797     /// Returns the remaining items of this iterator as a slice.
2798     ///
2799     /// # Examples
2800     ///
2801     /// ```
2802     /// let mut vec = vec!['a', 'b', 'c'];
2803     /// let mut drain = vec.drain(..);
2804     /// assert_eq!(drain.as_slice(), &['a', 'b', 'c']);
2805     /// let _ = drain.next().unwrap();
2806     /// assert_eq!(drain.as_slice(), &['b', 'c']);
2807     /// ```
2808     #[stable(feature = "vec_drain_as_slice", since = "1.46.0")]
2809     pub fn as_slice(&self) -> &[T] {
2810         self.iter.as_slice()
2811     }
2812 }
2813
2814 #[stable(feature = "vec_drain_as_slice", since = "1.46.0")]
2815 impl<'a, T> AsRef<[T]> for Drain<'a, T> {
2816     fn as_ref(&self) -> &[T] {
2817         self.as_slice()
2818     }
2819 }
2820
2821 #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
2822 unsafe impl<T: Sync> Sync for Drain<'_, T> {}
2823 #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
2824 unsafe impl<T: Send> Send for Drain<'_, T> {}
2825
2826 #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
2827 impl<T> Iterator for Drain<'_, T> {
2828     type Item = T;
2829
2830     #[inline]
2831     fn next(&mut self) -> Option<T> {
2832         self.iter.next().map(|elt| unsafe { ptr::read(elt as *const _) })
2833     }
2834
2835     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
2836         self.iter.size_hint()
2837     }
2838 }
2839
2840 #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
2841 impl<T> DoubleEndedIterator for Drain<'_, T> {
2842     #[inline]
2843     fn next_back(&mut self) -> Option<T> {
2844         self.iter.next_back().map(|elt| unsafe { ptr::read(elt as *const _) })
2845     }
2846 }
2847
2848 #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
2849 impl<T> Drop for Drain<'_, T> {
2850     fn drop(&mut self) {
2851         /// Continues dropping the remaining elements in the `Drain`, then moves back the
2852         /// un-`Drain`ed elements to restore the original `Vec`.
2853         struct DropGuard<'r, 'a, T>(&'r mut Drain<'a, T>);
2854
2855         impl<'r, 'a, T> Drop for DropGuard<'r, 'a, T> {
2856             fn drop(&mut self) {
2857                 // Continue the same loop we have below. If the loop already finished, this does
2858                 // nothing.
2859                 self.0.for_each(drop);
2860
2861                 if self.0.tail_len > 0 {
2862                     unsafe {
2863                         let source_vec = self.0.vec.as_mut();
2864                         // memmove back untouched tail, update to new length
2865                         let start = source_vec.len();
2866                         let tail = self.0.tail_start;
2867                         if tail != start {
2868                             let src = source_vec.as_ptr().add(tail);
2869                             let dst = source_vec.as_mut_ptr().add(start);
2870                             ptr::copy(src, dst, self.0.tail_len);
2871                         }
2872                         source_vec.set_len(start + self.0.tail_len);
2873                     }
2874                 }
2875             }
2876         }
2877
2878         // exhaust self first
2879         while let Some(item) = self.next() {
2880             let guard = DropGuard(self);
2881             drop(item);
2882             mem::forget(guard);
2883         }
2884
2885         // Drop a `DropGuard` to move back the non-drained tail of `self`.
2886         DropGuard(self);
2887     }
2888 }
2889
2890 #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
2891 impl<T> ExactSizeIterator for Drain<'_, T> {
2892     fn is_empty(&self) -> bool {
2893         self.iter.is_empty()
2894     }
2895 }
2896
2897 #[unstable(feature = "trusted_len", issue = "37572")]
2898 unsafe impl<T> TrustedLen for Drain<'_, T> {}
2899
2900 #[stable(feature = "fused", since = "1.26.0")]
2901 impl<T> FusedIterator for Drain<'_, T> {}
2902
2903 /// A splicing iterator for `Vec`.
2904 ///
2905 /// This struct is created by the [`splice()`] method on [`Vec`]. See its
2906 /// documentation for more.
2907 ///
2908 /// [`splice()`]: struct.Vec.html#method.splice
2909 /// [`Vec`]: struct.Vec.html
2910 #[derive(Debug)]
2911 #[stable(feature = "vec_splice", since = "1.21.0")]
2912 pub struct Splice<'a, I: Iterator + 'a> {
2913     drain: Drain<'a, I::Item>,
2914     replace_with: I,
2915 }
2916
2917 #[stable(feature = "vec_splice", since = "1.21.0")]
2918 impl<I: Iterator> Iterator for Splice<'_, I> {
2919     type Item = I::Item;
2920
2921     fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
2922         self.drain.next()
2923     }
2924
2925     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
2926         self.drain.size_hint()
2927     }
2928 }
2929
2930 #[stable(feature = "vec_splice", since = "1.21.0")]
2931 impl<I: Iterator> DoubleEndedIterator for Splice<'_, I> {
2932     fn next_back(&mut self) -> Option<Self::Item> {
2933         self.drain.next_back()
2934     }
2935 }
2936
2937 #[stable(feature = "vec_splice", since = "1.21.0")]
2938 impl<I: Iterator> ExactSizeIterator for Splice<'_, I> {}
2939
2940 #[stable(feature = "vec_splice", since = "1.21.0")]
2941 impl<I: Iterator> Drop for Splice<'_, I> {
2942     fn drop(&mut self) {
2943         self.drain.by_ref().for_each(drop);
2944
2945         unsafe {
2946             if self.drain.tail_len == 0 {
2947                 self.drain.vec.as_mut().extend(self.replace_with.by_ref());
2948                 return;
2949             }
2950
2951             // First fill the range left by drain().
2952             if !self.drain.fill(&mut self.replace_with) {
2953                 return;
2954             }
2955
2956             // There may be more elements. Use the lower bound as an estimate.
2957             // FIXME: Is the upper bound a better guess? Or something else?
2958             let (lower_bound, _upper_bound) = self.replace_with.size_hint();
2959             if lower_bound > 0 {
2960                 self.drain.move_tail(lower_bound);
2961                 if !self.drain.fill(&mut self.replace_with) {
2962                     return;
2963                 }
2964             }
2965
2966             // Collect any remaining elements.
2967             // This is a zero-length vector which does not allocate if `lower_bound` was exact.
2968             let mut collected = self.replace_with.by_ref().collect::<Vec<I::Item>>().into_iter();
2969             // Now we have an exact count.
2970             if collected.len() > 0 {
2971                 self.drain.move_tail(collected.len());
2972                 let filled = self.drain.fill(&mut collected);
2973                 debug_assert!(filled);
2974                 debug_assert_eq!(collected.len(), 0);
2975             }
2976         }
2977         // Let `Drain::drop` move the tail back if necessary and restore `vec.len`.
2978     }
2979 }
2980
2981 /// Private helper methods for `Splice::drop`
2982 impl<T> Drain<'_, T> {
2983     /// The range from `self.vec.len` to `self.tail_start` contains elements
2984     /// that have been moved out.
2985     /// Fill that range as much as possible with new elements from the `replace_with` iterator.
2986     /// Returns `true` if we filled the entire range. (`replace_with.next()` didn’t return `None`.)
2987     unsafe fn fill<I: Iterator<Item = T>>(&mut self, replace_with: &mut I) -> bool {
2988         let vec = unsafe { self.vec.as_mut() };
2989         let range_start = vec.len;
2990         let range_end = self.tail_start;
2991         let range_slice = unsafe {
2992             slice::from_raw_parts_mut(vec.as_mut_ptr().add(range_start), range_end - range_start)
2993         };
2994
2995         for place in range_slice {
2996             if let Some(new_item) = replace_with.next() {
2997                 unsafe { ptr::write(place, new_item) };
2998                 vec.len += 1;
2999             } else {
3000                 return false;
3001             }
3002         }
3003         true
3004     }
3005
3006     /// Makes room for inserting more elements before the tail.
3007     unsafe fn move_tail(&mut self, additional: usize) {
3008         let vec = unsafe { self.vec.as_mut() };
3009         let len = self.tail_start + self.tail_len;
3010         vec.buf.reserve(len, additional);
3011
3012         let new_tail_start = self.tail_start + additional;
3013         unsafe {
3014             let src = vec.as_ptr().add(self.tail_start);
3015             let dst = vec.as_mut_ptr().add(new_tail_start);
3016             ptr::copy(src, dst, self.tail_len);
3017         }
3018         self.tail_start = new_tail_start;
3019     }
3020 }
3021
3022 /// An iterator produced by calling `drain_filter` on Vec.
3023 #[unstable(feature = "drain_filter", reason = "recently added", issue = "43244")]
3024 #[derive(Debug)]
3025 pub struct DrainFilter<'a, T, F>
3026 where
3027     F: FnMut(&mut T) -> bool,
3028 {
3029     vec: &'a mut Vec<T>,
3030     /// The index of the item that will be inspected by the next call to `next`.
3031     idx: usize,
3032     /// The number of items that have been drained (removed) thus far.
3033     del: usize,
3034     /// The original length of `vec` prior to draining.
3035     old_len: usize,
3036     /// The filter test predicate.
3037     pred: F,
3038     /// A flag that indicates a panic has occurred in the filter test prodicate.
3039     /// This is used as a hint in the drop implementation to prevent consumption
3040     /// of the remainder of the `DrainFilter`. Any unprocessed items will be
3041     /// backshifted in the `vec`, but no further items will be dropped or
3042     /// tested by the filter predicate.
3043     panic_flag: bool,
3044 }
3045
3046 #[unstable(feature = "drain_filter", reason = "recently added", issue = "43244")]
3047 impl<T, F> Iterator for DrainFilter<'_, T, F>
3048 where
3049     F: FnMut(&mut T) -> bool,
3050 {
3051     type Item = T;
3052
3053     fn next(&mut self) -> Option<T> {
3054         unsafe {
3055             while self.idx < self.old_len {
3056                 let i = self.idx;
3057                 let v = slice::from_raw_parts_mut(self.vec.as_mut_ptr(), self.old_len);
3058                 self.panic_flag = true;
3059                 let drained = (self.pred)(&mut v[i]);
3060                 self.panic_flag = false;
3061                 // Update the index *after* the predicate is called. If the index
3062                 // is updated prior and the predicate panics, the element at this
3063                 // index would be leaked.
3064                 self.idx += 1;
3065                 if drained {
3066                     self.del += 1;
3067                     return Some(ptr::read(&v[i]));
3068                 } else if self.del > 0 {
3069                     let del = self.del;
3070                     let src: *const T = &v[i];
3071                     let dst: *mut T = &mut v[i - del];
3072                     ptr::copy_nonoverlapping(src, dst, 1);
3073                 }
3074             }
3075             None
3076         }
3077     }
3078
3079     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
3080         (0, Some(self.old_len - self.idx))
3081     }
3082 }
3083
3084 #[unstable(feature = "drain_filter", reason = "recently added", issue = "43244")]
3085 impl<T, F> Drop for DrainFilter<'_, T, F>
3086 where
3087     F: FnMut(&mut T) -> bool,
3088 {
3089     fn drop(&mut self) {
3090         struct BackshiftOnDrop<'a, 'b, T, F>
3091         where
3092             F: FnMut(&mut T) -> bool,
3093         {
3094             drain: &'b mut DrainFilter<'a, T, F>,
3095         }
3096
3097         impl<'a, 'b, T, F> Drop for BackshiftOnDrop<'a, 'b, T, F>
3098         where
3099             F: FnMut(&mut T) -> bool,
3100         {
3101             fn drop(&mut self) {
3102                 unsafe {
3103                     if self.drain.idx < self.drain.old_len && self.drain.del > 0 {
3104                         // This is a pretty messed up state, and there isn't really an
3105                         // obviously right thing to do. We don't want to keep trying
3106                         // to execute `pred`, so we just backshift all the unprocessed
3107                         // elements and tell the vec that they still exist. The backshift
3108                         // is required to prevent a double-drop of the last successfully
3109                         // drained item prior to a panic in the predicate.
3110                         let ptr = self.drain.vec.as_mut_ptr();
3111                         let src = ptr.add(self.drain.idx);
3112                         let dst = src.sub(self.drain.del);
3113                         let tail_len = self.drain.old_len - self.drain.idx;
3114                         src.copy_to(dst, tail_len);
3115                     }
3116                     self.drain.vec.set_len(self.drain.old_len - self.drain.del);
3117                 }
3118             }
3119         }
3120
3121         let backshift = BackshiftOnDrop { drain: self };
3122
3123         // Attempt to consume any remaining elements if the filter predicate
3124         // has not yet panicked. We'll backshift any remaining elements
3125         // whether we've already panicked or if the consumption here panics.
3126         if !backshift.drain.panic_flag {
3127             backshift.drain.for_each(drop);
3128         }
3129     }
3130 }