src/libcollections/binary_heap.rs

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   4 //
   5 // Licensed under the Apache License, Version 2.0 <LICENSE-APACHE or
   6 // http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0> or the MIT license
   7 // <LICENSE-MIT or http://opensource.org/licenses/MIT>, at your
   8 // option. This file may not be copied, modified, or distributed
   9 // except according to those terms.
  10
  11 //! A priority queue implemented with a binary heap.
  12 //!
  13 //! Insertion and popping the largest element have `O(log n)` time complexity. Checking the largest
  14 //! element is `O(1)`. Converting a vector to a binary heap can be done in-place, and has `O(n)`
  15 //! complexity. A binary heap can also be converted to a sorted vector in-place, allowing it to
  16 //! be used for an `O(n log n)` in-place heapsort.
  17 //!
  18 //! # Examples
  19 //!
  20 //! This is a larger example that implements [Dijkstra's algorithm][dijkstra]
  21 //! to solve the [shortest path problem][sssp] on a [directed graph][dir_graph].
  22 //! It shows how to use `BinaryHeap` with custom types.
  23 //!
  24 //! [dijkstra]: http://en.wikipedia.org/wiki/Dijkstra%27s_algorithm
  25 //! [sssp]: http://en.wikipedia.org/wiki/Shortest_path_problem
  26 //! [dir_graph]: http://en.wikipedia.org/wiki/Directed_graph
  27 //!
  28 //! ```
  29 //! use std::cmp::Ordering;
  30 //! use std::collections::BinaryHeap;
  31 //! use std::usize;
  32 //!
  33 //! #[derive(Copy, Eq, PartialEq)]
  34 //! struct State {
  35 //!     cost: usize,
  36 //!     position: usize,
  37 //! }
  38 //!
  39 //! // The priority queue depends on `Ord`.
  40 //! // Explicitly implement the trait so the queue becomes a min-heap
  41 //! // instead of a max-heap.
  42 //! impl Ord for State {
  43 //!     fn cmp(&self, other: &State) -> Ordering {
  44 //!         // Notice that the we flip the ordering here
  45 //!         other.cost.cmp(&self.cost)
  46 //!     }
  47 //! }
  48 //!
  49 //! // `PartialOrd` needs to be implemented as well.
  50 //! impl PartialOrd for State {
  51 //!     fn partial_cmp(&self, other: &State) -> Option<Ordering> {
  52 //!         Some(self.cmp(other))
  53 //!     }
  54 //! }
  55 //!
  56 //! // Each node is represented as an `usize`, for a shorter implementation.
  57 //! struct Edge {
  58 //!     node: usize,
  59 //!     cost: usize,
  60 //! }
  61 //!
  62 //! // Dijkstra's shortest path algorithm.
  63 //!
  64 //! // Start at `start` and use `dist` to track the current shortest distance
  65 //! // to each node. This implementation isn't memory-efficient as it may leave duplicate
  66 //! // nodes in the queue. It also uses `usize::MAX` as a sentinel value,
  67 //! // for a simpler implementation.
  68 //! fn shortest_path(adj_list: &Vec<Vec<Edge>>, start: usize, goal: usize) -> usize {
  69 //!     // dist[node] = current shortest distance from `start` to `node`
  70 //!     let mut dist: Vec<_> = (0..adj_list.len()).map(|_| usize::MAX).collect();
  71 //!
  72 //!     let mut heap = BinaryHeap::new();
  73 //!
  74 //!     // We're at `start`, with a zero cost
  75 //!     dist[start] = 0;
  76 //!     heap.push(State { cost: 0, position: start });
  77 //!
  78 //!     // Examine the frontier with lower cost nodes first (min-heap)
  79 //!     while let Some(State { cost, position }) = heap.pop() {
  80 //!         // Alternatively we could have continued to find all shortest paths
  81 //!         if position == goal { return cost; }
  82 //!
  83 //!         // Important as we may have already found a better way
  84 //!         if cost > dist[position] { continue; }
  85 //!
  86 //!         // For each node we can reach, see if we can find a way with
  87 //!         // a lower cost going through this node
  88 //!         for edge in adj_list[position].iter() {
  89 //!             let next = State { cost: cost + edge.cost, position: edge.node };
  90 //!
  91 //!             // If so, add it to the frontier and continue
  92 //!             if next.cost < dist[next.position] {
  93 //!                 heap.push(next);
  94 //!                 // Relaxation, we have now found a better way
  95 //!                 dist[next.position] = next.cost;
  96 //!             }
  97 //!         }
  98 //!     }
  99 //!
 100 //!     // Goal not reachable
 101 //!     usize::MAX
 102 //! }
 103 //!
 104 //! fn main() {
 105 //!     // This is the directed graph we're going to use.
 106 //!     // The node numbers correspond to the different states,
 107 //!     // and the edge weights symbolize the cost of moving
 108 //!     // from one node to another.
 109 //!     // Note that the edges are one-way.
 110 //!     //
 111 //!     //                  7
 112 //!     //          +-----------------+
 113 //!     //          |                 |
 114 //!     //          v   1        2    |
 115 //!     //          0 -----> 1 -----> 3 ---> 4
 116 //!     //          |        ^        ^      ^
 117 //!     //          |        | 1      |      |
 118 //!     //          |        |        | 3    | 1
 119 //!     //          +------> 2 -------+      |
 120 //!     //           10      |               |
 121 //!     //                   +---------------+
 122 //!     //
 123 //!     // The graph is represented as an adjacency list where each index,
 124 //!     // corresponding to a node value, has a list of outgoing edges.
 125 //!     // Chosen for its efficiency.
 126 //!     let graph = vec![
 127 //!         // Node 0
 128 //!         vec![Edge { node: 2, cost: 10 },
 129 //!              Edge { node: 1, cost: 1 }],
 130 //!         // Node 1
 131 //!         vec![Edge { node: 3, cost: 2 }],
 132 //!         // Node 2
 133 //!         vec![Edge { node: 1, cost: 1 },
 134 //!              Edge { node: 3, cost: 3 },
 135 //!              Edge { node: 4, cost: 1 }],
 136 //!         // Node 3
 137 //!         vec![Edge { node: 0, cost: 7 },
 138 //!              Edge { node: 4, cost: 2 }],
 139 //!         // Node 4
 140 //!         vec![]];
 141 //!
 142 //!     assert_eq!(shortest_path(&graph, 0, 1), 1);
 143 //!     assert_eq!(shortest_path(&graph, 0, 3), 3);
 144 //!     assert_eq!(shortest_path(&graph, 3, 0), 7);
 145 //!     assert_eq!(shortest_path(&graph, 0, 4), 5);
 146 //!     assert_eq!(shortest_path(&graph, 4, 0), usize::MAX);
 147 //! }
 148 //! ```
 149
 150 #![allow(missing_docs)]
 151 #![stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 152
 153 use core::prelude::*;
 154
 155 use core::default::Default;
 156 use core::iter::{FromIterator, IntoIterator};
 157 use core::mem::{zeroed, replace, swap};
 158 use core::ptr;
 159
 160 use slice;
 161 use vec::{self, Vec};
 162
 163 /// A priority queue implemented with a binary heap.
 164 ///
 165 /// This will be a max-heap.
 166 #[derive(Clone)]
 167 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 168 pub struct BinaryHeap<T> {
 169     data: Vec<T>,
 170 }
 171
 172 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 173 impl<T: Ord> Default for BinaryHeap<T> {
 174     #[inline]
 175     fn default() -> BinaryHeap<T> { BinaryHeap::new() }
 176 }
 177
 178 impl<T: Ord> BinaryHeap<T> {
 179     /// Creates an empty `BinaryHeap` as a max-heap.
 180     ///
 181     /// # Examples
 182     ///
 183     /// ```
 184     /// use std::collections::BinaryHeap;
 185     /// let mut heap = BinaryHeap::new();
 186     /// heap.push(4);
 187     /// ```
 188     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 189     pub fn new() -> BinaryHeap<T> { BinaryHeap { data: vec![] } }
 190
 191     /// Creates an empty `BinaryHeap` with a specific capacity.
 192     /// This preallocates enough memory for `capacity` elements,
 193     /// so that the `BinaryHeap` does not have to be reallocated
 194     /// until it contains at least that many values.
 195     ///
 196     /// # Examples
 197     ///
 198     /// ```
 199     /// use std::collections::BinaryHeap;
 200     /// let mut heap = BinaryHeap::with_capacity(10);
 201     /// heap.push(4);
 202     /// ```
 203     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 204     pub fn with_capacity(capacity: usize) -> BinaryHeap<T> {
 205         BinaryHeap { data: Vec::with_capacity(capacity) }
 206     }
 207
 208     /// Creates a `BinaryHeap` from a vector. This is sometimes called
 209     /// `heapifying` the vector.
 210     ///
 211     /// # Examples
 212     ///
 213     /// ```
 214     /// use std::collections::BinaryHeap;
 215     /// let heap = BinaryHeap::from_vec(vec![9, 1, 2, 7, 3, 2]);
 216     /// ```
 217     pub fn from_vec(vec: Vec<T>) -> BinaryHeap<T> {
 218         let mut heap = BinaryHeap { data: vec };
 219         let mut n = heap.len() / 2;
 220         while n > 0 {
 221             n -= 1;
 222             heap.sift_down(n);
 223         }
 224         heap
 225     }
 226
 227     /// Returns an iterator visiting all values in the underlying vector, in
 228     /// arbitrary order.
 229     ///
 230     /// # Examples
 231     ///
 232     /// ```
 233     /// use std::collections::BinaryHeap;
 234     /// let heap = BinaryHeap::from_vec(vec![1, 2, 3, 4]);
 235     ///
 236     /// // Print 1, 2, 3, 4 in arbitrary order
 237     /// for x in heap.iter() {
 238     ///     println!("{}", x);
 239     /// }
 240     /// ```
 241     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 242     pub fn iter(&self) -> Iter<T> {
 243         Iter { iter: self.data.iter() }
 244     }
 245
 246     /// Creates a consuming iterator, that is, one that moves each value out of
 247     /// the binary heap in arbitrary order. The binary heap cannot be used
 248     /// after calling this.
 249     ///
 250     /// # Examples
 251     ///
 252     /// ```
 253     /// use std::collections::BinaryHeap;
 254     /// let heap = BinaryHeap::from_vec(vec![1, 2, 3, 4]);
 255     ///
 256     /// // Print 1, 2, 3, 4 in arbitrary order
 257     /// for x in heap.into_iter() {
 258     ///     // x has type i32, not &i32
 259     ///     println!("{}", x);
 260     /// }
 261     /// ```
 262     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 263     pub fn into_iter(self) -> IntoIter<T> {
 264         IntoIter { iter: self.data.into_iter() }
 265     }
 266
 267     /// Returns the greatest item in the binary heap, or `None` if it is empty.
 268     ///
 269     /// # Examples
 270     ///
 271     /// ```
 272     /// use std::collections::BinaryHeap;
 273     /// let mut heap = BinaryHeap::new();
 274     /// assert_eq!(heap.peek(), None);
 275     ///
 276     /// heap.push(1);
 277     /// heap.push(5);
 278     /// heap.push(2);
 279     /// assert_eq!(heap.peek(), Some(&5));
 280     ///
 281     /// ```
 282     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 283     pub fn peek(&self) -> Option<&T> {
 284         self.data.get(0)
 285     }
 286
 287     /// Returns the number of elements the binary heap can hold without reallocating.
 288     ///
 289     /// # Examples
 290     ///
 291     /// ```
 292     /// use std::collections::BinaryHeap;
 293     /// let mut heap = BinaryHeap::with_capacity(100);
 294     /// assert!(heap.capacity() >= 100);
 295     /// heap.push(4);
 296     /// ```
 297     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 298     pub fn capacity(&self) -> usize { self.data.capacity() }
 299
 300     /// Reserves the minimum capacity for exactly `additional` more elements to be inserted in the
 301     /// given `BinaryHeap`. Does nothing if the capacity is already sufficient.
 302     ///
 303     /// Note that the allocator may give the collection more space than it requests. Therefore
 304     /// capacity can not be relied upon to be precisely minimal. Prefer `reserve` if future
 305     /// insertions are expected.
 306     ///
 307     /// # Panics
 308     ///
 309     /// Panics if the new capacity overflows `usize`.
 310     ///
 311     /// # Examples
 312     ///
 313     /// ```
 314     /// use std::collections::BinaryHeap;
 315     /// let mut heap = BinaryHeap::new();
 316     /// heap.reserve_exact(100);
 317     /// assert!(heap.capacity() >= 100);
 318     /// heap.push(4);
 319     /// ```
 320     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 321     pub fn reserve_exact(&mut self, additional: usize) {
 322         self.data.reserve_exact(additional);
 323     }
 324
 325     /// Reserves capacity for at least `additional` more elements to be inserted in the
 326     /// `BinaryHeap`. The collection may reserve more space to avoid frequent reallocations.
 327     ///
 328     /// # Panics
 329     ///
 330     /// Panics if the new capacity overflows `usize`.
 331     ///
 332     /// # Examples
 333     ///
 334     /// ```
 335     /// use std::collections::BinaryHeap;
 336     /// let mut heap = BinaryHeap::new();
 337     /// heap.reserve(100);
 338     /// assert!(heap.capacity() >= 100);
 339     /// heap.push(4);
 340     /// ```
 341     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 342     pub fn reserve(&mut self, additional: usize) {
 343         self.data.reserve(additional);
 344     }
 345
 346     /// Discards as much additional capacity as possible.
 347     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 348     pub fn shrink_to_fit(&mut self) {
 349         self.data.shrink_to_fit();
 350     }
 351
 352     /// Removes the greatest item from the binary heap and returns it, or `None` if it
 353     /// is empty.
 354     ///
 355     /// # Examples
 356     ///
 357     /// ```
 358     /// use std::collections::BinaryHeap;
 359     /// let mut heap = BinaryHeap::from_vec(vec![1, 3]);
 360     ///
 361     /// assert_eq!(heap.pop(), Some(3));
 362     /// assert_eq!(heap.pop(), Some(1));
 363     /// assert_eq!(heap.pop(), None);
 364     /// ```
 365     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 366     pub fn pop(&mut self) -> Option<T> {
 367         self.data.pop().map(|mut item| {
 368             if !self.is_empty() {
 369                 swap(&mut item, &mut self.data[0]);
 370                 self.sift_down(0);
 371             }
 372             item
 373         })
 374     }
 375
 376     /// Pushes an item onto the binary heap.
 377     ///
 378     /// # Examples
 379     ///
 380     /// ```
 381     /// use std::collections::BinaryHeap;
 382     /// let mut heap = BinaryHeap::new();
 383     /// heap.push(3);
 384     /// heap.push(5);
 385     /// heap.push(1);
 386     ///
 387     /// assert_eq!(heap.len(), 3);
 388     /// assert_eq!(heap.peek(), Some(&5));
 389     /// ```
 390     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 391     pub fn push(&mut self, item: T) {
 392         let old_len = self.len();
 393         self.data.push(item);
 394         self.sift_up(0, old_len);
 395     }
 396
 397     /// Pushes an item onto the binary heap, then pops the greatest item off the queue in
 398     /// an optimized fashion.
 399     ///
 400     /// # Examples
 401     ///
 402     /// ```
 403     /// use std::collections::BinaryHeap;
 404     /// let mut heap = BinaryHeap::new();
 405     /// heap.push(1);
 406     /// heap.push(5);
 407     ///
 408     /// assert_eq!(heap.push_pop(3), 5);
 409     /// assert_eq!(heap.push_pop(9), 9);
 410     /// assert_eq!(heap.len(), 2);
 411     /// assert_eq!(heap.peek(), Some(&3));
 412     /// ```
 413     pub fn push_pop(&mut self, mut item: T) -> T {
 414         match self.data.get_mut(0) {
 415             None => return item,
 416             Some(top) => if *top > item {
 417                 swap(&mut item, top);
 418             } else {
 419                 return item;
 420             },
 421         }
 422
 423         self.sift_down(0);
 424         item
 425     }
 426
 427     /// Pops the greatest item off the binary heap, then pushes an item onto the queue in
 428     /// an optimized fashion. The push is done regardless of whether the binary heap
 429     /// was empty.
 430     ///
 431     /// # Examples
 432     ///
 433     /// ```
 434     /// use std::collections::BinaryHeap;
 435     /// let mut heap = BinaryHeap::new();
 436     ///
 437     /// assert_eq!(heap.replace(1), None);
 438     /// assert_eq!(heap.replace(3), Some(1));
 439     /// assert_eq!(heap.len(), 1);
 440     /// assert_eq!(heap.peek(), Some(&3));
 441     /// ```
 442     pub fn replace(&mut self, mut item: T) -> Option<T> {
 443         if !self.is_empty() {
 444             swap(&mut item, &mut self.data[0]);
 445             self.sift_down(0);
 446             Some(item)
 447         } else {
 448             self.push(item);
 449             None
 450         }
 451     }
 452
 453     /// Consumes the `BinaryHeap` and returns the underlying vector
 454     /// in arbitrary order.
 455     ///
 456     /// # Examples
 457     ///
 458     /// ```
 459     /// use std::collections::BinaryHeap;
 460     /// let heap = BinaryHeap::from_vec(vec![1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]);
 461     /// let vec = heap.into_vec();
 462     ///
 463     /// // Will print in some order
 464     /// for x in vec.iter() {
 465     ///     println!("{}", x);
 466     /// }
 467     /// ```
 468     pub fn into_vec(self) -> Vec<T> { self.data }
 469
 470     /// Consumes the `BinaryHeap` and returns a vector in sorted
 471     /// (ascending) order.
 472     ///
 473     /// # Examples
 474     ///
 475     /// ```
 476     /// use std::collections::BinaryHeap;
 477     ///
 478     /// let mut heap = BinaryHeap::from_vec(vec![1, 2, 4, 5, 7]);
 479     /// heap.push(6);
 480     /// heap.push(3);
 481     ///
 482     /// let vec = heap.into_sorted_vec();
 483     /// assert_eq!(vec, vec![1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]);
 484     /// ```
 485     pub fn into_sorted_vec(mut self) -> Vec<T> {
 486         let mut end = self.len();
 487         while end > 1 {
 488             end -= 1;
 489             self.data.swap(0, end);
 490             self.sift_down_range(0, end);
 491         }
 492         self.into_vec()
 493     }
 494
 495     // The implementations of sift_up and sift_down use unsafe blocks in
 496     // order to move an element out of the vector (leaving behind a
 497     // zeroed element), shift along the others and move it back into the
 498     // vector over the junk element. This reduces the constant factor
 499     // compared to using swaps, which involves twice as many moves.
 500     fn sift_up(&mut self, start: usize, mut pos: usize) {
 501         unsafe {
 502             let new = replace(&mut self.data[pos], zeroed());
 503
 504             while pos > start {
 505                 let parent = (pos - 1) >> 1;
 506
 507                 if new <= self.data[parent] { break; }
 508
 509                 let x = replace(&mut self.data[parent], zeroed());
 510                 ptr::write(&mut self.data[pos], x);
 511                 pos = parent;
 512             }
 513             ptr::write(&mut self.data[pos], new);
 514         }
 515     }
 516
 517     fn sift_down_range(&mut self, mut pos: usize, end: usize) {
 518         unsafe {
 519             let start = pos;
 520             let new = replace(&mut self.data[pos], zeroed());
 521
 522             let mut child = 2 * pos + 1;
 523             while child < end {
 524                 let right = child + 1;
 525                 if right < end && !(self.data[child] > self.data[right]) {
 526                     child = right;
 527                 }
 528                 let x = replace(&mut self.data[child], zeroed());
 529                 ptr::write(&mut self.data[pos], x);
 530                 pos = child;
 531                 child = 2 * pos + 1;
 532             }
 533
 534             ptr::write(&mut self.data[pos], new);
 535             self.sift_up(start, pos);
 536         }
 537     }
 538
 539     fn sift_down(&mut self, pos: usize) {
 540         let len = self.len();
 541         self.sift_down_range(pos, len);
 542     }
 543
 544     /// Returns the length of the binary heap.
 545     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 546     pub fn len(&self) -> usize { self.data.len() }
 547
 548     /// Checks if the binary heap is empty.
 549     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 550     pub fn is_empty(&self) -> bool { self.len() == 0 }
 551
 552     /// Clears the binary heap, returning an iterator over the removed elements.
 553     #[inline]
 554     #[unstable(feature = "collections",
 555                reason = "matches collection reform specification, waiting for dust to settle")]
 556     pub fn drain(&mut self) -> Drain<T> {
 557         Drain { iter: self.data.drain() }
 558     }
 559
 560     /// Drops all items from the binary heap.
 561     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 562     pub fn clear(&mut self) { self.drain(); }
 563 }
 564
 565 /// `BinaryHeap` iterator.
 566 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 567 pub struct Iter <'a, T: 'a> {
 568     iter: slice::Iter<'a, T>,
 569 }
 570
 571 // FIXME(#19839) Remove in favor of `#[derive(Clone)]`
 572 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 573 impl<'a, T> Clone for Iter<'a, T> {
 574     fn clone(&self) -> Iter<'a, T> {
 575         Iter { iter: self.iter.clone() }
 576     }
 577 }
 578
 579 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 580 impl<'a, T> Iterator for Iter<'a, T> {
 581     type Item = &'a T;
 582
 583     #[inline]
 584     fn next(&mut self) -> Option<&'a T> { self.iter.next() }
 585
 586     #[inline]
 587     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) { self.iter.size_hint() }
 588 }
 589
 590 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 591 impl<'a, T> DoubleEndedIterator for Iter<'a, T> {
 592     #[inline]
 593     fn next_back(&mut self) -> Option<&'a T> { self.iter.next_back() }
 594 }
 595
 596 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 597 impl<'a, T> ExactSizeIterator for Iter<'a, T> {}
 598
 599 /// An iterator that moves out of a `BinaryHeap`.
 600 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 601 pub struct IntoIter<T> {
 602     iter: vec::IntoIter<T>,
 603 }
 604
 605 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 606 impl<T> Iterator for IntoIter<T> {
 607     type Item = T;
 608
 609     #[inline]
 610     fn next(&mut self) -> Option<T> { self.iter.next() }
 611
 612     #[inline]
 613     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) { self.iter.size_hint() }
 614 }
 615
 616 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 617 impl<T> DoubleEndedIterator for IntoIter<T> {
 618     #[inline]
 619     fn next_back(&mut self) -> Option<T> { self.iter.next_back() }
 620 }
 621
 622 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 623 impl<T> ExactSizeIterator for IntoIter<T> {}
 624
 625 /// An iterator that drains a `BinaryHeap`.
 626 #[unstable(feature = "collections", reason = "recent addition")]
 627 pub struct Drain<'a, T: 'a> {
 628     iter: vec::Drain<'a, T>,
 629 }
 630
 631 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 632 impl<'a, T: 'a> Iterator for Drain<'a, T> {
 633     type Item = T;
 634
 635     #[inline]
 636     fn next(&mut self) -> Option<T> { self.iter.next() }
 637
 638     #[inline]
 639     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) { self.iter.size_hint() }
 640 }
 641
 642 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 643 impl<'a, T: 'a> DoubleEndedIterator for Drain<'a, T> {
 644     #[inline]
 645     fn next_back(&mut self) -> Option<T> { self.iter.next_back() }
 646 }
 647
 648 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 649 impl<'a, T: 'a> ExactSizeIterator for Drain<'a, T> {}
 650
 651 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 652 impl<T: Ord> FromIterator<T> for BinaryHeap<T> {
 653     fn from_iter<I: IntoIterator<Item=T>>(iter: I) -> BinaryHeap<T> {
 654         BinaryHeap::from_vec(iter.into_iter().collect())
 655     }
 656 }
 657
 658 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 659 impl<T: Ord> IntoIterator for BinaryHeap<T> {
 660     type Item = T;
 661     type IntoIter = IntoIter<T>;
 662
 663     fn into_iter(self) -> IntoIter<T> {
 664         self.into_iter()
 665     }
 666 }
 667
 668 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 669 impl<'a, T> IntoIterator for &'a BinaryHeap<T> where T: Ord {
 670     type Item = &'a T;
 671     type IntoIter = Iter<'a, T>;
 672
 673     fn into_iter(self) -> Iter<'a, T> {
 674         self.iter()
 675     }
 676 }
 677
 678 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 679 impl<T: Ord> Extend<T> for BinaryHeap<T> {
 680     fn extend<I: IntoIterator<Item=T>>(&mut self, iterable: I) {
 681         let iter = iterable.into_iter();
 682         let (lower, _) = iter.size_hint();
 683
 684         self.reserve(lower);
 685
 686         for elem in iter {
 687             self.push(elem);
 688         }
 689     }
 690 }
 691
 692 #[cfg(test)]
 693 mod tests {
 694     use prelude::*;
 695
 696     use super::BinaryHeap;
 697
 698     #[test]
 699     fn test_iterator() {
 700         let data = vec![5, 9, 3];
 701         let iterout = [9, 5, 3];
 702         let heap = BinaryHeap::from_vec(data);
 703         let mut i = 0;
 704         for el in &heap {
 705             assert_eq!(*el, iterout[i]);
 706             i += 1;
 707         }
 708     }
 709
 710     #[test]
 711     fn test_iterator_reverse() {
 712         let data = vec![5, 9, 3];
 713         let iterout = vec![3, 5, 9];
 714         let pq = BinaryHeap::from_vec(data);
 715
 716         let v: Vec<_> = pq.iter().rev().cloned().collect();
 717         assert_eq!(v, iterout);
 718     }
 719
 720     #[test]
 721     fn test_move_iter() {
 722         let data = vec![5, 9, 3];
 723         let iterout = vec![9, 5, 3];
 724         let pq = BinaryHeap::from_vec(data);
 725
 726         let v: Vec<_> = pq.into_iter().collect();
 727         assert_eq!(v, iterout);
 728     }
 729
 730     #[test]
 731     fn test_move_iter_size_hint() {
 732         let data = vec![5, 9];
 733         let pq = BinaryHeap::from_vec(data);
 734
 735         let mut it = pq.into_iter();
 736
 737         assert_eq!(it.size_hint(), (2, Some(2)));
 738         assert_eq!(it.next(), Some(9));
 739
 740         assert_eq!(it.size_hint(), (1, Some(1)));
 741         assert_eq!(it.next(), Some(5));
 742
 743         assert_eq!(it.size_hint(), (0, Some(0)));
 744         assert_eq!(it.next(), None);
 745     }
 746
 747     #[test]
 748     fn test_move_iter_reverse() {
 749         let data = vec![5, 9, 3];
 750         let iterout = vec![3, 5, 9];
 751         let pq = BinaryHeap::from_vec(data);
 752
 753         let v: Vec<_> = pq.into_iter().rev().collect();
 754         assert_eq!(v, iterout);
 755     }
 756
 757     #[test]
 758     fn test_peek_and_pop() {
 759         let data = vec![2, 4, 6, 2, 1, 8, 10, 3, 5, 7, 0, 9, 1];
 760         let mut sorted = data.clone();
 761         sorted.sort();
 762         let mut heap = BinaryHeap::from_vec(data);
 763         while !heap.is_empty() {
 764             assert_eq!(heap.peek().unwrap(), sorted.last().unwrap());
 765             assert_eq!(heap.pop().unwrap(), sorted.pop().unwrap());
 766         }
 767     }
 768
 769     #[test]
 770     fn test_push() {
 771         let mut heap = BinaryHeap::from_vec(vec![2, 4, 9]);
 772         assert_eq!(heap.len(), 3);
 773         assert!(*heap.peek().unwrap() == 9);
 774         heap.push(11);
 775         assert_eq!(heap.len(), 4);
 776         assert!(*heap.peek().unwrap() == 11);
 777         heap.push(5);
 778         assert_eq!(heap.len(), 5);
 779         assert!(*heap.peek().unwrap() == 11);
 780         heap.push(27);
 781         assert_eq!(heap.len(), 6);
 782         assert!(*heap.peek().unwrap() == 27);
 783         heap.push(3);
 784         assert_eq!(heap.len(), 7);
 785         assert!(*heap.peek().unwrap() == 27);
 786         heap.push(103);
 787         assert_eq!(heap.len(), 8);
 788         assert!(*heap.peek().unwrap() == 103);
 789     }
 790
 791     #[test]
 792     fn test_push_unique() {
 793         let mut heap = BinaryHeap::from_vec(vec![box 2, box 4, box 9]);
 794         assert_eq!(heap.len(), 3);
 795         assert!(*heap.peek().unwrap() == box 9);
 796         heap.push(box 11);
 797         assert_eq!(heap.len(), 4);
 798         assert!(*heap.peek().unwrap() == box 11);
 799         heap.push(box 5);
 800         assert_eq!(heap.len(), 5);
 801         assert!(*heap.peek().unwrap() == box 11);
 802         heap.push(box 27);
 803         assert_eq!(heap.len(), 6);
 804         assert!(*heap.peek().unwrap() == box 27);
 805         heap.push(box 3);
 806         assert_eq!(heap.len(), 7);
 807         assert!(*heap.peek().unwrap() == box 27);
 808         heap.push(box 103);
 809         assert_eq!(heap.len(), 8);
 810         assert!(*heap.peek().unwrap() == box 103);
 811     }
 812
 813     #[test]
 814     fn test_push_pop() {
 815         let mut heap = BinaryHeap::from_vec(vec![5, 5, 2, 1, 3]);
 816         assert_eq!(heap.len(), 5);
 817         assert_eq!(heap.push_pop(6), 6);
 818         assert_eq!(heap.len(), 5);
 819         assert_eq!(heap.push_pop(0), 5);
 820         assert_eq!(heap.len(), 5);
 821         assert_eq!(heap.push_pop(4), 5);
 822         assert_eq!(heap.len(), 5);
 823         assert_eq!(heap.push_pop(1), 4);
 824         assert_eq!(heap.len(), 5);
 825     }
 826
 827     #[test]
 828     fn test_replace() {
 829         let mut heap = BinaryHeap::from_vec(vec![5, 5, 2, 1, 3]);
 830         assert_eq!(heap.len(), 5);
 831         assert_eq!(heap.replace(6).unwrap(), 5);
 832         assert_eq!(heap.len(), 5);
 833         assert_eq!(heap.replace(0).unwrap(), 6);
 834         assert_eq!(heap.len(), 5);
 835         assert_eq!(heap.replace(4).unwrap(), 5);
 836         assert_eq!(heap.len(), 5);
 837         assert_eq!(heap.replace(1).unwrap(), 4);
 838         assert_eq!(heap.len(), 5);
 839     }
 840
 841     fn check_to_vec(mut data: Vec<i32>) {
 842         let heap = BinaryHeap::from_vec(data.clone());
 843         let mut v = heap.clone().into_vec();
 844         v.sort();
 845         data.sort();
 846
 847         assert_eq!(v, data);
 848         assert_eq!(heap.into_sorted_vec(), data);
 849     }
 850
 851     #[test]
 852     fn test_to_vec() {
 853         check_to_vec(vec![]);
 854         check_to_vec(vec![5]);
 855         check_to_vec(vec![3, 2]);
 856         check_to_vec(vec![2, 3]);
 857         check_to_vec(vec![5, 1, 2]);
 858         check_to_vec(vec![1, 100, 2, 3]);
 859         check_to_vec(vec![1, 3, 5, 7, 9, 2, 4, 6, 8, 0]);
 860         check_to_vec(vec![2, 4, 6, 2, 1, 8, 10, 3, 5, 7, 0, 9, 1]);
 861         check_to_vec(vec![9, 11, 9, 9, 9, 9, 11, 2, 3, 4, 11, 9, 0, 0, 0, 0]);
 862         check_to_vec(vec![0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]);
 863         check_to_vec(vec![10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]);
 864         check_to_vec(vec![0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0, 0, 0, 1, 2]);
 865         check_to_vec(vec![5, 4, 3, 2, 1, 5, 4, 3, 2, 1, 5, 4, 3, 2, 1]);
 866     }
 867
 868     #[test]
 869     fn test_empty_pop() {
 870         let mut heap = BinaryHeap::<i32>::new();
 871         assert!(heap.pop().is_none());
 872     }
 873
 874     #[test]
 875     fn test_empty_peek() {
 876         let empty = BinaryHeap::<i32>::new();
 877         assert!(empty.peek().is_none());
 878     }
 879
 880     #[test]
 881     fn test_empty_replace() {
 882         let mut heap = BinaryHeap::new();
 883         assert!(heap.replace(5).is_none());
 884     }
 885
 886     #[test]
 887     fn test_from_iter() {
 888         let xs = vec![9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1];
 889
 890         let mut q: BinaryHeap<_> = xs.iter().rev().cloned().collect();
 891
 892         for &x in &xs {
 893             assert_eq!(q.pop().unwrap(), x);
 894         }
 895     }
 896
 897     #[test]
 898     fn test_drain() {
 899         let mut q: BinaryHeap<_> = [9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1].iter().cloned().collect();
 900
 901         assert_eq!(q.drain().take(5).count(), 5);
 902
 903         assert!(q.is_empty());
 904     }
 905 }