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[rust.git] / src / libcollections / bit.rs
1 // Copyright 2012-2014 The Rust Project Developers. See the COPYRIGHT
2 // file at the top-level directory of this distribution and at
3 // http://rust-lang.org/COPYRIGHT.
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 // FIXME(Gankro): BitVec and BitSet are very tightly coupled. Ideally (for
12 // maintenance), they should be in separate files/modules, with BitSet only
13 // using BitVec's public API. This will be hard for performance though, because
14 // `BitVec` will not want to leak its internal representation while its internal
15 // representation as `u32`s must be assumed for best performance.
16
17 // FIXME(tbu-): `BitVec`'s methods shouldn't be `union`, `intersection`, but
18 // rather `or` and `and`.
19
20 // (1) Be careful, most things can overflow here because the amount of bits in
21 //     memory can overflow `usize`.
22 // (2) Make sure that the underlying vector has no excess length:
23 //     E. g. `nbits == 16`, `storage.len() == 2` would be excess length,
24 //     because the last word isn't used at all. This is important because some
25 //     methods rely on it (for *CORRECTNESS*).
26 // (3) Make sure that the unused bits in the last word are zeroed out, again
27 //     other methods rely on it for *CORRECTNESS*.
28 // (4) `BitSet` is tightly coupled with `BitVec`, so any changes you make in
29 // `BitVec` will need to be reflected in `BitSet`.
30
31 //! Collections implemented with bit vectors.
32 //!
33 //! # Examples
34 //!
35 //! This is a simple example of the [Sieve of Eratosthenes][sieve]
36 //! which calculates prime numbers up to a given limit.
37 //!
38 //! [sieve]: http://en.wikipedia.org/wiki/Sieve_of_Eratosthenes
39 //!
40 //! ```
41 //! use std::collections::{BitSet, BitVec};
42 //! use std::num::Float;
43 //! use std::iter;
44 //!
45 //! let max_prime = 10000;
46 //!
47 //! // Store the primes as a BitSet
48 //! let primes = {
49 //!     // Assume all numbers are prime to begin, and then we
50 //!     // cross off non-primes progressively
51 //!     let mut bv = BitVec::from_elem(max_prime, true);
52 //!
53 //!     // Neither 0 nor 1 are prime
54 //!     bv.set(0, false);
55 //!     bv.set(1, false);
56 //!
57 //!     for i in iter::range_inclusive(2, (max_prime as f64).sqrt() as usize) {
58 //!         // if i is a prime
59 //!         if bv[i] {
60 //!             // Mark all multiples of i as non-prime (any multiples below i * i
61 //!             // will have been marked as non-prime previously)
62 //!             for j in iter::range_step(i * i, max_prime, i) { bv.set(j, false) }
63 //!         }
64 //!     }
65 //!     BitSet::from_bit_vec(bv)
66 //! };
67 //!
68 //! // Simple primality tests below our max bound
69 //! let print_primes = 20;
70 //! print!("The primes below {} are: ", print_primes);
71 //! for x in 0..print_primes {
72 //!     if primes.contains(&x) {
73 //!         print!("{} ", x);
74 //!     }
75 //! }
76 //! println!("");
77 //!
78 //! // We can manipulate the internal BitVec
79 //! let num_primes = primes.get_ref().iter().filter(|x| *x).count();
80 //! println!("There are {} primes below {}", num_primes, max_prime);
81 //! ```
82
83 use core::prelude::*;
84
85 use core::cmp::Ordering;
86 use core::cmp;
87 use core::default::Default;
88 use core::fmt;
89 use core::hash;
90 use core::iter::RandomAccessIterator;
91 use core::iter::{Chain, Enumerate, Repeat, Skip, Take, repeat, Cloned};
92 use core::iter::{self, FromIterator, IntoIterator};
93 use core::num::Int;
94 use core::ops::Index;
95 use core::slice;
96 use core::{u8, u32, usize};
97 use bit_set; //so meta
98
99 use Vec;
100
101 type Blocks<'a> = Cloned<slice::Iter<'a, u32>>;
102 type MutBlocks<'a> = slice::IterMut<'a, u32>;
103 type MatchWords<'a> = Chain<Enumerate<Blocks<'a>>, Skip<Take<Enumerate<Repeat<u32>>>>>;
104
105 fn reverse_bits(byte: u8) -> u8 {
106     let mut result = 0;
107     for i in 0..u8::BITS {
108         result |= ((byte >> i) & 1) << (u8::BITS - 1 - i);
109     }
110     result
111 }
112
113 // Take two BitV's, and return iterators of their words, where the shorter one
114 // has been padded with 0's
115 fn match_words <'a,'b>(a: &'a BitVec, b: &'b BitVec) -> (MatchWords<'a>, MatchWords<'b>) {
116     let a_len = a.storage.len();
117     let b_len = b.storage.len();
118
119     // have to uselessly pretend to pad the longer one for type matching
120     if a_len < b_len {
121         (a.blocks().enumerate().chain(iter::repeat(0u32).enumerate().take(b_len).skip(a_len)),
122          b.blocks().enumerate().chain(iter::repeat(0u32).enumerate().take(0).skip(0)))
123     } else {
124         (a.blocks().enumerate().chain(iter::repeat(0u32).enumerate().take(0).skip(0)),
125          b.blocks().enumerate().chain(iter::repeat(0u32).enumerate().take(a_len).skip(b_len)))
126     }
127 }
128
129 static TRUE: bool = true;
130 static FALSE: bool = false;
131
132 /// The bitvector type.
133 ///
134 /// # Examples
135 ///
136 /// ```rust
137 /// use std::collections::BitVec;
138 ///
139 /// let mut bv = BitVec::from_elem(10, false);
140 ///
141 /// // insert all primes less than 10
142 /// bv.set(2, true);
143 /// bv.set(3, true);
144 /// bv.set(5, true);
145 /// bv.set(7, true);
146 /// println!("{:?}", bv);
147 /// println!("total bits set to true: {}", bv.iter().filter(|x| *x).count());
148 ///
149 /// // flip all values in bitvector, producing non-primes less than 10
150 /// bv.negate();
151 /// println!("{:?}", bv);
152 /// println!("total bits set to true: {}", bv.iter().filter(|x| *x).count());
153 ///
154 /// // reset bitvector to empty
155 /// bv.clear();
156 /// println!("{:?}", bv);
157 /// println!("total bits set to true: {}", bv.iter().filter(|x| *x).count());
158 /// ```
159 #[unstable(feature = "collections",
160            reason = "RFC 509")]
161 pub struct BitVec {
162     /// Internal representation of the bit vector
163     storage: Vec<u32>,
164     /// The number of valid bits in the internal representation
165     nbits: usize
166 }
167
168 // FIXME(Gankro): NopeNopeNopeNopeNope (wait for IndexGet to be a thing)
169 impl Index<usize> for BitVec {
170     type Output = bool;
171
172     #[inline]
173     fn index(&self, i: &usize) -> &bool {
174         if self.get(*i).expect("index out of bounds") {
175             &TRUE
176         } else {
177             &FALSE
178         }
179     }
180 }
181
182 /// Computes how many blocks are needed to store that many bits
183 fn blocks_for_bits(bits: usize) -> usize {
184     // If we want 17 bits, dividing by 32 will produce 0. So we add 1 to make sure we
185     // reserve enough. But if we want exactly a multiple of 32, this will actually allocate
186     // one too many. So we need to check if that's the case. We can do that by computing if
187     // bitwise AND by `32 - 1` is 0. But LLVM should be able to optimize the semantically
188     // superior modulo operator on a power of two to this.
189     //
190     // Note that we can technically avoid this branch with the expression
191     // `(nbits + u32::BITS - 1) / 32::BITS`, but if nbits is almost usize::MAX this will overflow.
192     if bits % u32::BITS == 0 {
193         bits / u32::BITS
194     } else {
195         bits / u32::BITS + 1
196     }
197 }
198
199 /// Computes the bitmask for the final word of the vector
200 fn mask_for_bits(bits: usize) -> u32 {
201     // Note especially that a perfect multiple of u32::BITS should mask all 1s.
202     !0u32 >> (u32::BITS - bits % u32::BITS) % u32::BITS
203 }
204
205 impl BitVec {
206     /// Applies the given operation to the blocks of self and other, and sets
207     /// self to be the result. This relies on the caller not to corrupt the
208     /// last word.
209     #[inline]
210     fn process<F>(&mut self, other: &BitVec, mut op: F) -> bool where F: FnMut(u32, u32) -> u32 {
211         assert_eq!(self.len(), other.len());
212         // This could theoretically be a `debug_assert!`.
213         assert_eq!(self.storage.len(), other.storage.len());
214         let mut changed = false;
215         for (a, b) in self.blocks_mut().zip(other.blocks()) {
216             let w = op(*a, b);
217             if *a != w {
218                 changed = true;
219                 *a = w;
220             }
221         }
222         changed
223     }
224
225     /// Iterator over mutable refs to  the underlying blocks of data.
226     fn blocks_mut(&mut self) -> MutBlocks {
227         // (2)
228         self.storage.iter_mut()
229     }
230
231     /// Iterator over the underlying blocks of data
232     fn blocks(&self) -> Blocks {
233         // (2)
234         self.storage.iter().cloned()
235     }
236
237     /// An operation might screw up the unused bits in the last block of the
238     /// `BitVec`. As per (3), it's assumed to be all 0s. This method fixes it up.
239     fn fix_last_block(&mut self) {
240         let extra_bits = self.len() % u32::BITS;
241         if extra_bits > 0 {
242             let mask = (1 << extra_bits) - 1;
243             let storage_len = self.storage.len();
244             self.storage[storage_len - 1] &= mask;
245         }
246     }
247
248     /// Creates an empty `BitVec`.
249     ///
250     /// # Examples
251     ///
252     /// ```
253     /// use std::collections::BitVec;
254     /// let mut bv = BitVec::new();
255     /// ```
256     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
257     pub fn new() -> BitVec {
258         BitVec { storage: Vec::new(), nbits: 0 }
259     }
260
261     /// Creates a `BitVec` that holds `nbits` elements, setting each element
262     /// to `bit`.
263     ///
264     /// # Examples
265     ///
266     /// ```
267     /// use std::collections::BitVec;
268     ///
269     /// let mut bv = BitVec::from_elem(10, false);
270     /// assert_eq!(bv.len(), 10);
271     /// for x in bv.iter() {
272     ///     assert_eq!(x, false);
273     /// }
274     /// ```
275     pub fn from_elem(nbits: usize, bit: bool) -> BitVec {
276         let nblocks = blocks_for_bits(nbits);
277         let mut bit_vec = BitVec {
278             storage: repeat(if bit { !0u32 } else { 0u32 }).take(nblocks).collect(),
279             nbits: nbits
280         };
281         bit_vec.fix_last_block();
282         bit_vec
283     }
284
285     /// Constructs a new, empty `BitVec` with the specified capacity.
286     ///
287     /// The bitvector will be able to hold at least `capacity` bits without
288     /// reallocating. If `capacity` is 0, it will not allocate.
289     ///
290     /// It is important to note that this function does not specify the
291     /// *length* of the returned bitvector, but only the *capacity*.
292     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
293     pub fn with_capacity(nbits: usize) -> BitVec {
294         BitVec {
295             storage: Vec::with_capacity(blocks_for_bits(nbits)),
296             nbits: 0,
297         }
298     }
299
300     /// Transforms a byte-vector into a `BitVec`. Each byte becomes eight bits,
301     /// with the most significant bits of each byte coming first. Each
302     /// bit becomes `true` if equal to 1 or `false` if equal to 0.
303     ///
304     /// # Examples
305     ///
306     /// ```
307     /// use std::collections::BitVec;
308     ///
309     /// let bv = BitVec::from_bytes(&[0b10100000, 0b00010010]);
310     /// assert!(bv.eq_vec(&[true, false, true, false,
311     ///                     false, false, false, false,
312     ///                     false, false, false, true,
313     ///                     false, false, true, false]));
314     /// ```
315     pub fn from_bytes(bytes: &[u8]) -> BitVec {
316         let len = bytes.len().checked_mul(u8::BITS).expect("capacity overflow");
317         let mut bit_vec = BitVec::with_capacity(len);
318         let complete_words = bytes.len() / 4;
319         let extra_bytes = bytes.len() % 4;
320
321         bit_vec.nbits = len;
322
323         for i in 0..complete_words {
324             bit_vec.storage.push(
325                 ((reverse_bits(bytes[i * 4 + 0]) as u32) << 0) |
326                 ((reverse_bits(bytes[i * 4 + 1]) as u32) << 8) |
327                 ((reverse_bits(bytes[i * 4 + 2]) as u32) << 16) |
328                 ((reverse_bits(bytes[i * 4 + 3]) as u32) << 24)
329             );
330         }
331
332         if extra_bytes > 0 {
333             let mut last_word = 0u32;
334             for (i, &byte) in bytes[complete_words*4..].iter().enumerate() {
335                 last_word |= (reverse_bits(byte) as u32) << (i * 8);
336             }
337             bit_vec.storage.push(last_word);
338         }
339
340         bit_vec
341     }
342
343     /// Creates a `BitVec` of the specified length where the value at each index
344     /// is `f(index)`.
345     ///
346     /// # Examples
347     ///
348     /// ```
349     /// use std::collections::BitVec;
350     ///
351     /// let bv = BitVec::from_fn(5, |i| { i % 2 == 0 });
352     /// assert!(bv.eq_vec(&[true, false, true, false, true]));
353     /// ```
354     pub fn from_fn<F>(len: usize, mut f: F) -> BitVec where F: FnMut(usize) -> bool {
355         let mut bit_vec = BitVec::from_elem(len, false);
356         for i in 0..len {
357             bit_vec.set(i, f(i));
358         }
359         bit_vec
360     }
361
362     /// Retrieves the value at index `i`, or `None` if the index is out of bounds.
363     ///
364     /// # Examples
365     ///
366     /// ```
367     /// use std::collections::BitVec;
368     ///
369     /// let bv = BitVec::from_bytes(&[0b01100000]);
370     /// assert_eq!(bv.get(0), Some(false));
371     /// assert_eq!(bv.get(1), Some(true));
372     /// assert_eq!(bv.get(100), None);
373     ///
374     /// // Can also use array indexing
375     /// assert_eq!(bv[1], true);
376     /// ```
377     #[inline]
378     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
379     pub fn get(&self, i: usize) -> Option<bool> {
380         if i >= self.nbits {
381             return None;
382         }
383         let w = i / u32::BITS;
384         let b = i % u32::BITS;
385         self.storage.get(w).map(|&block|
386             (block & (1 << b)) != 0
387         )
388     }
389
390     /// Sets the value of a bit at an index `i`.
391     ///
392     /// # Panics
393     ///
394     /// Panics if `i` is out of bounds.
395     ///
396     /// # Examples
397     ///
398     /// ```
399     /// use std::collections::BitVec;
400     ///
401     /// let mut bv = BitVec::from_elem(5, false);
402     /// bv.set(3, true);
403     /// assert_eq!(bv[3], true);
404     /// ```
405     #[inline]
406     #[unstable(feature = "collections",
407                reason = "panic semantics are likely to change in the future")]
408     pub fn set(&mut self, i: usize, x: bool) {
409         assert!(i < self.nbits);
410         let w = i / u32::BITS;
411         let b = i % u32::BITS;
412         let flag = 1 << b;
413         let val = if x { self.storage[w] | flag }
414                   else { self.storage[w] & !flag };
415         self.storage[w] = val;
416     }
417
418     /// Sets all bits to 1.
419     ///
420     /// # Examples
421     ///
422     /// ```
423     /// use std::collections::BitVec;
424     ///
425     /// let before = 0b01100000;
426     /// let after  = 0b11111111;
427     ///
428     /// let mut bv = BitVec::from_bytes(&[before]);
429     /// bv.set_all();
430     /// assert_eq!(bv, BitVec::from_bytes(&[after]));
431     /// ```
432     #[inline]
433     pub fn set_all(&mut self) {
434         for w in &mut self.storage { *w = !0u32; }
435         self.fix_last_block();
436     }
437
438     /// Flips all bits.
439     ///
440     /// # Examples
441     ///
442     /// ```
443     /// use std::collections::BitVec;
444     ///
445     /// let before = 0b01100000;
446     /// let after  = 0b10011111;
447     ///
448     /// let mut bv = BitVec::from_bytes(&[before]);
449     /// bv.negate();
450     /// assert_eq!(bv, BitVec::from_bytes(&[after]));
451     /// ```
452     #[inline]
453     pub fn negate(&mut self) {
454         for w in &mut self.storage { *w = !*w; }
455         self.fix_last_block();
456     }
457
458     /// Calculates the union of two bitvectors. This acts like the bitwise `or`
459     /// function.
460     ///
461     /// Sets `self` to the union of `self` and `other`. Both bitvectors must be
462     /// the same length. Returns `true` if `self` changed.
463     ///
464     /// # Panics
465     ///
466     /// Panics if the bitvectors are of different lengths.
467     ///
468     /// # Examples
469     ///
470     /// ```
471     /// use std::collections::BitVec;
472     ///
473     /// let a   = 0b01100100;
474     /// let b   = 0b01011010;
475     /// let res = 0b01111110;
476     ///
477     /// let mut a = BitVec::from_bytes(&[a]);
478     /// let b = BitVec::from_bytes(&[b]);
479     ///
480     /// assert!(a.union(&b));
481     /// assert_eq!(a, BitVec::from_bytes(&[res]));
482     /// ```
483     #[inline]
484     pub fn union(&mut self, other: &BitVec) -> bool {
485         self.process(other, |w1, w2| w1 | w2)
486     }
487
488     /// Calculates the intersection of two bitvectors. This acts like the
489     /// bitwise `and` function.
490     ///
491     /// Sets `self` to the intersection of `self` and `other`. Both bitvectors
492     /// must be the same length. Returns `true` if `self` changed.
493     ///
494     /// # Panics
495     ///
496     /// Panics if the bitvectors are of different lengths.
497     ///
498     /// # Examples
499     ///
500     /// ```
501     /// use std::collections::BitVec;
502     ///
503     /// let a   = 0b01100100;
504     /// let b   = 0b01011010;
505     /// let res = 0b01000000;
506     ///
507     /// let mut a = BitVec::from_bytes(&[a]);
508     /// let b = BitVec::from_bytes(&[b]);
509     ///
510     /// assert!(a.intersect(&b));
511     /// assert_eq!(a, BitVec::from_bytes(&[res]));
512     /// ```
513     #[inline]
514     pub fn intersect(&mut self, other: &BitVec) -> bool {
515         self.process(other, |w1, w2| w1 & w2)
516     }
517
518     /// Calculates the difference between two bitvectors.
519     ///
520     /// Sets each element of `self` to the value of that element minus the
521     /// element of `other` at the same index. Both bitvectors must be the same
522     /// length. Returns `true` if `self` changed.
523     ///
524     /// # Panics
525     ///
526     /// Panics if the bitvectors are of different length.
527     ///
528     /// # Examples
529     ///
530     /// ```
531     /// use std::collections::BitVec;
532     ///
533     /// let a   = 0b01100100;
534     /// let b   = 0b01011010;
535     /// let a_b = 0b00100100; // a - b
536     /// let b_a = 0b00011010; // b - a
537     ///
538     /// let mut bva = BitVec::from_bytes(&[a]);
539     /// let bvb = BitVec::from_bytes(&[b]);
540     ///
541     /// assert!(bva.difference(&bvb));
542     /// assert_eq!(bva, BitVec::from_bytes(&[a_b]));
543     ///
544     /// let bva = BitVec::from_bytes(&[a]);
545     /// let mut bvb = BitVec::from_bytes(&[b]);
546     ///
547     /// assert!(bvb.difference(&bva));
548     /// assert_eq!(bvb, BitVec::from_bytes(&[b_a]));
549     /// ```
550     #[inline]
551     pub fn difference(&mut self, other: &BitVec) -> bool {
552         self.process(other, |w1, w2| w1 & !w2)
553     }
554
555     /// Returns `true` if all bits are 1.
556     ///
557     /// # Examples
558     ///
559     /// ```
560     /// use std::collections::BitVec;
561     ///
562     /// let mut bv = BitVec::from_elem(5, true);
563     /// assert_eq!(bv.all(), true);
564     ///
565     /// bv.set(1, false);
566     /// assert_eq!(bv.all(), false);
567     /// ```
568     pub fn all(&self) -> bool {
569         let mut last_word = !0u32;
570         // Check that every block but the last is all-ones...
571         self.blocks().all(|elem| {
572             let tmp = last_word;
573             last_word = elem;
574             tmp == !0u32
575         // and then check the last one has enough ones
576         }) && (last_word == mask_for_bits(self.nbits))
577     }
578
579     /// Returns an iterator over the elements of the vector in order.
580     ///
581     /// # Examples
582     ///
583     /// ```
584     /// use std::collections::BitVec;
585     ///
586     /// let bv = BitVec::from_bytes(&[0b01110100, 0b10010010]);
587     /// assert_eq!(bv.iter().filter(|x| *x).count(), 7);
588     /// ```
589     #[inline]
590     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
591     pub fn iter(&self) -> Iter {
592         Iter { bit_vec: self, next_idx: 0, end_idx: self.nbits }
593     }
594
595     /// Returns `true` if all bits are 0.
596     ///
597     /// # Examples
598     ///
599     /// ```
600     /// use std::collections::BitVec;
601     ///
602     /// let mut bv = BitVec::from_elem(10, false);
603     /// assert_eq!(bv.none(), true);
604     ///
605     /// bv.set(3, true);
606     /// assert_eq!(bv.none(), false);
607     /// ```
608     pub fn none(&self) -> bool {
609         self.blocks().all(|w| w == 0)
610     }
611
612     /// Returns `true` if any bit is 1.
613     ///
614     /// # Examples
615     ///
616     /// ```
617     /// use std::collections::BitVec;
618     ///
619     /// let mut bv = BitVec::from_elem(10, false);
620     /// assert_eq!(bv.any(), false);
621     ///
622     /// bv.set(3, true);
623     /// assert_eq!(bv.any(), true);
624     /// ```
625     #[inline]
626     pub fn any(&self) -> bool {
627         !self.none()
628     }
629
630     /// Organises the bits into bytes, such that the first bit in the
631     /// `BitVec` becomes the high-order bit of the first byte. If the
632     /// size of the `BitVec` is not a multiple of eight then trailing bits
633     /// will be filled-in with `false`.
634     ///
635     /// # Examples
636     ///
637     /// ```
638     /// use std::collections::BitVec;
639     ///
640     /// let mut bv = BitVec::from_elem(3, true);
641     /// bv.set(1, false);
642     ///
643     /// assert_eq!(bv.to_bytes(), vec!(0b10100000));
644     ///
645     /// let mut bv = BitVec::from_elem(9, false);
646     /// bv.set(2, true);
647     /// bv.set(8, true);
648     ///
649     /// assert_eq!(bv.to_bytes(), vec!(0b00100000, 0b10000000));
650     /// ```
651     pub fn to_bytes(&self) -> Vec<u8> {
652         fn bit(bit_vec: &BitVec, byte: usize, bit: usize) -> u8 {
653             let offset = byte * 8 + bit;
654             if offset >= bit_vec.nbits {
655                 0
656             } else {
657                 (bit_vec[offset] as u8) << (7 - bit)
658             }
659         }
660
661         let len = self.nbits/8 +
662                   if self.nbits % 8 == 0 { 0 } else { 1 };
663         (0..len).map(|i|
664             bit(self, i, 0) |
665             bit(self, i, 1) |
666             bit(self, i, 2) |
667             bit(self, i, 3) |
668             bit(self, i, 4) |
669             bit(self, i, 5) |
670             bit(self, i, 6) |
671             bit(self, i, 7)
672         ).collect()
673     }
674
675     /// Compares a `BitVec` to a slice of `bool`s.
676     /// Both the `BitVec` and slice must have the same length.
677     ///
678     /// # Panics
679     ///
680     /// Panics if the `BitVec` and slice are of different length.
681     ///
682     /// # Examples
683     ///
684     /// ```
685     /// use std::collections::BitVec;
686     ///
687     /// let bv = BitVec::from_bytes(&[0b10100000]);
688     ///
689     /// assert!(bv.eq_vec(&[true, false, true, false,
690     ///                     false, false, false, false]));
691     /// ```
692     pub fn eq_vec(&self, v: &[bool]) -> bool {
693         assert_eq!(self.nbits, v.len());
694         iter::order::eq(self.iter(), v.iter().cloned())
695     }
696
697     /// Shortens a `BitVec`, dropping excess elements.
698     ///
699     /// If `len` is greater than the vector's current length, this has no
700     /// effect.
701     ///
702     /// # Examples
703     ///
704     /// ```
705     /// use std::collections::BitVec;
706     ///
707     /// let mut bv = BitVec::from_bytes(&[0b01001011]);
708     /// bv.truncate(2);
709     /// assert!(bv.eq_vec(&[false, true]));
710     /// ```
711     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
712     pub fn truncate(&mut self, len: usize) {
713         if len < self.len() {
714             self.nbits = len;
715             // This fixes (2).
716             self.storage.truncate(blocks_for_bits(len));
717             self.fix_last_block();
718         }
719     }
720
721     /// Reserves capacity for at least `additional` more bits to be inserted in the given
722     /// `BitVec`. The collection may reserve more space to avoid frequent reallocations.
723     ///
724     /// # Panics
725     ///
726     /// Panics if the new capacity overflows `usize`.
727     ///
728     /// # Examples
729     ///
730     /// ```
731     /// use std::collections::BitVec;
732     ///
733     /// let mut bv = BitVec::from_elem(3, false);
734     /// bv.reserve(10);
735     /// assert_eq!(bv.len(), 3);
736     /// assert!(bv.capacity() >= 13);
737     /// ```
738     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
739     pub fn reserve(&mut self, additional: usize) {
740         let desired_cap = self.len().checked_add(additional).expect("capacity overflow");
741         let storage_len = self.storage.len();
742         if desired_cap > self.capacity() {
743             self.storage.reserve(blocks_for_bits(desired_cap) - storage_len);
744         }
745     }
746
747     /// Reserves the minimum capacity for exactly `additional` more bits to be inserted in the
748     /// given `BitVec`. Does nothing if the capacity is already sufficient.
749     ///
750     /// Note that the allocator may give the collection more space than it requests. Therefore
751     /// capacity can not be relied upon to be precisely minimal. Prefer `reserve` if future
752     /// insertions are expected.
753     ///
754     /// # Panics
755     ///
756     /// Panics if the new capacity overflows `usize`.
757     ///
758     /// # Examples
759     ///
760     /// ```
761     /// use std::collections::BitVec;
762     ///
763     /// let mut bv = BitVec::from_elem(3, false);
764     /// bv.reserve(10);
765     /// assert_eq!(bv.len(), 3);
766     /// assert!(bv.capacity() >= 13);
767     /// ```
768     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
769     pub fn reserve_exact(&mut self, additional: usize) {
770         let desired_cap = self.len().checked_add(additional).expect("capacity overflow");
771         let storage_len = self.storage.len();
772         if desired_cap > self.capacity() {
773             self.storage.reserve_exact(blocks_for_bits(desired_cap) - storage_len);
774         }
775     }
776
777     /// Returns the capacity in bits for this bit vector. Inserting any
778     /// element less than this amount will not trigger a resizing.
779     ///
780     /// # Examples
781     ///
782     /// ```
783     /// use std::collections::BitVec;
784     ///
785     /// let mut bv = BitVec::new();
786     /// bv.reserve(10);
787     /// assert!(bv.capacity() >= 10);
788     /// ```
789     #[inline]
790     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
791     pub fn capacity(&self) -> usize {
792         self.storage.capacity().checked_mul(u32::BITS).unwrap_or(usize::MAX)
793     }
794
795     /// Grows the `BitVec` in-place, adding `n` copies of `value` to the `BitVec`.
796     ///
797     /// # Panics
798     ///
799     /// Panics if the new len overflows a `usize`.
800     ///
801     /// # Examples
802     ///
803     /// ```
804     /// use std::collections::BitVec;
805     ///
806     /// let mut bv = BitVec::from_bytes(&[0b01001011]);
807     /// bv.grow(2, true);
808     /// assert_eq!(bv.len(), 10);
809     /// assert_eq!(bv.to_bytes(), vec!(0b01001011, 0b11000000));
810     /// ```
811     pub fn grow(&mut self, n: usize, value: bool) {
812         // Note: we just bulk set all the bits in the last word in this fn in multiple places
813         // which is technically wrong if not all of these bits are to be used. However, at the end
814         // of this fn we call `fix_last_block` at the end of this fn, which should fix this.
815
816         let new_nbits = self.nbits.checked_add(n).expect("capacity overflow");
817         let new_nblocks = blocks_for_bits(new_nbits);
818         let full_value = if value { !0 } else { 0 };
819
820         // Correct the old tail word, setting or clearing formerly unused bits
821         let old_last_word = blocks_for_bits(self.nbits) - 1;
822         if self.nbits % u32::BITS > 0 {
823             let mask = mask_for_bits(self.nbits);
824             if value {
825                 self.storage[old_last_word] |= !mask;
826             } else {
827                 // Extra bits are already zero by invariant.
828             }
829         }
830
831         // Fill in words after the old tail word
832         let stop_idx = cmp::min(self.storage.len(), new_nblocks);
833         for idx in old_last_word + 1..stop_idx {
834             self.storage[idx] = full_value;
835         }
836
837         // Allocate new words, if needed
838         if new_nblocks > self.storage.len() {
839             let to_add = new_nblocks - self.storage.len();
840             self.storage.extend(repeat(full_value).take(to_add));
841         }
842
843         // Adjust internal bit count
844         self.nbits = new_nbits;
845
846         self.fix_last_block();
847     }
848
849     /// Removes the last bit from the BitVec, and returns it. Returns None if the BitVec is empty.
850     ///
851     /// # Examples
852     ///
853     /// ```
854     /// use std::collections::BitVec;
855     ///
856     /// let mut bv = BitVec::from_bytes(&[0b01001001]);
857     /// assert_eq!(bv.pop(), Some(true));
858     /// assert_eq!(bv.pop(), Some(false));
859     /// assert_eq!(bv.len(), 6);
860     /// ```
861     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
862     pub fn pop(&mut self) -> Option<bool> {
863         if self.is_empty() {
864             None
865         } else {
866             let i = self.nbits - 1;
867             let ret = self[i];
868             // (3)
869             self.set(i, false);
870             self.nbits = i;
871             if self.nbits % u32::BITS == 0 {
872                 // (2)
873                 self.storage.pop();
874             }
875             Some(ret)
876         }
877     }
878
879     /// Pushes a `bool` onto the end.
880     ///
881     /// # Examples
882     ///
883     /// ```
884     /// use std::collections::BitVec;
885     ///
886     /// let mut bv = BitVec::new();
887     /// bv.push(true);
888     /// bv.push(false);
889     /// assert!(bv.eq_vec(&[true, false]));
890     /// ```
891     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
892     pub fn push(&mut self, elem: bool) {
893         if self.nbits % u32::BITS == 0 {
894             self.storage.push(0);
895         }
896         let insert_pos = self.nbits;
897         self.nbits = self.nbits.checked_add(1).expect("Capacity overflow");
898         self.set(insert_pos, elem);
899     }
900
901     /// Return the total number of bits in this vector
902     #[inline]
903     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
904     pub fn len(&self) -> usize { self.nbits }
905
906     /// Returns true if there are no bits in this vector
907     #[inline]
908     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
909     pub fn is_empty(&self) -> bool { self.len() == 0 }
910
911     /// Clears all bits in this vector.
912     #[inline]
913     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
914     pub fn clear(&mut self) {
915         for w in &mut self.storage { *w = 0u32; }
916     }
917 }
918
919 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
920 impl Default for BitVec {
921     #[inline]
922     fn default() -> BitVec { BitVec::new() }
923 }
924
925 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
926 impl FromIterator<bool> for BitVec {
927     fn from_iter<I: IntoIterator<Item=bool>>(iter: I) -> BitVec {
928         let mut ret = BitVec::new();
929         ret.extend(iter);
930         ret
931     }
932 }
933
934 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
935 impl Extend<bool> for BitVec {
936     #[inline]
937     fn extend<I: IntoIterator<Item=bool>>(&mut self, iterable: I) {
938         let iterator = iterable.into_iter();
939         let (min, _) = iterator.size_hint();
940         self.reserve(min);
941         for element in iterator {
942             self.push(element)
943         }
944     }
945 }
946
947 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
948 impl Clone for BitVec {
949     #[inline]
950     fn clone(&self) -> BitVec {
951         BitVec { storage: self.storage.clone(), nbits: self.nbits }
952     }
953
954     #[inline]
955     fn clone_from(&mut self, source: &BitVec) {
956         self.nbits = source.nbits;
957         self.storage.clone_from(&source.storage);
958     }
959 }
960
961 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
962 impl PartialOrd for BitVec {
963     #[inline]
964     fn partial_cmp(&self, other: &BitVec) -> Option<Ordering> {
965         iter::order::partial_cmp(self.iter(), other.iter())
966     }
967 }
968
969 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
970 impl Ord for BitVec {
971     #[inline]
972     fn cmp(&self, other: &BitVec) -> Ordering {
973         iter::order::cmp(self.iter(), other.iter())
974     }
975 }
976
977 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
978 impl fmt::Debug for BitVec {
979     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
980         for bit in self {
981             try!(write!(fmt, "{}", if bit { 1u32 } else { 0u32 }));
982         }
983         Ok(())
984     }
985 }
986
987 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
988 #[cfg(stage0)]
989 impl<S: hash::Writer + hash::Hasher> hash::Hash<S> for BitVec {
990     fn hash(&self, state: &mut S) {
991         self.nbits.hash(state);
992         for elem in self.blocks() {
993             elem.hash(state);
994         }
995     }
996 }
997 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
998 #[cfg(not(stage0))]
999 impl hash::Hash for BitVec {
1000     fn hash<H: hash::Hasher>(&self, state: &mut H) {
1001         self.nbits.hash(state);
1002         for elem in self.blocks() {
1003             elem.hash(state);
1004         }
1005     }
1006 }
1007
1008 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1009 impl cmp::PartialEq for BitVec {
1010     #[inline]
1011     fn eq(&self, other: &BitVec) -> bool {
1012         if self.nbits != other.nbits {
1013             return false;
1014         }
1015         self.blocks().zip(other.blocks()).all(|(w1, w2)| w1 == w2)
1016     }
1017 }
1018
1019 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1020 impl cmp::Eq for BitVec {}
1021
1022 /// An iterator for `BitVec`.
1023 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1024 #[derive(Clone)]
1025 pub struct Iter<'a> {
1026     bit_vec: &'a BitVec,
1027     next_idx: usize,
1028     end_idx: usize,
1029 }
1030
1031 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1032 impl<'a> Iterator for Iter<'a> {
1033     type Item = bool;
1034
1035     #[inline]
1036     fn next(&mut self) -> Option<bool> {
1037         if self.next_idx != self.end_idx {
1038             let idx = self.next_idx;
1039             self.next_idx += 1;
1040             Some(self.bit_vec[idx])
1041         } else {
1042             None
1043         }
1044     }
1045
1046     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
1047         let rem = self.end_idx - self.next_idx;
1048         (rem, Some(rem))
1049     }
1050 }
1051
1052 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1053 impl<'a> DoubleEndedIterator for Iter<'a> {
1054     #[inline]
1055     fn next_back(&mut self) -> Option<bool> {
1056         if self.next_idx != self.end_idx {
1057             self.end_idx -= 1;
1058             Some(self.bit_vec[self.end_idx])
1059         } else {
1060             None
1061         }
1062     }
1063 }
1064
1065 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1066 impl<'a> ExactSizeIterator for Iter<'a> {}
1067
1068 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1069 impl<'a> RandomAccessIterator for Iter<'a> {
1070     #[inline]
1071     fn indexable(&self) -> usize {
1072         self.end_idx - self.next_idx
1073     }
1074
1075     #[inline]
1076     fn idx(&mut self, index: usize) -> Option<bool> {
1077         if index >= self.indexable() {
1078             None
1079         } else {
1080             Some(self.bit_vec[index])
1081         }
1082     }
1083 }
1084
1085 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1086 impl<'a> IntoIterator for &'a BitVec {
1087     type Item = bool;
1088     type IntoIter = Iter<'a>;
1089
1090     fn into_iter(self) -> Iter<'a> {
1091         self.iter()
1092     }
1093 }
1094
1095 /// An implementation of a set using a bit vector as an underlying
1096 /// representation for holding unsigned numerical elements.
1097 ///
1098 /// It should also be noted that the amount of storage necessary for holding a
1099 /// set of objects is proportional to the maximum of the objects when viewed
1100 /// as a `usize`.
1101 ///
1102 /// # Examples
1103 ///
1104 /// ```
1105 /// use std::collections::{BitSet, BitVec};
1106 ///
1107 /// // It's a regular set
1108 /// let mut s = BitSet::new();
1109 /// s.insert(0);
1110 /// s.insert(3);
1111 /// s.insert(7);
1112 ///
1113 /// s.remove(&7);
1114 ///
1115 /// if !s.contains(&7) {
1116 ///     println!("There is no 7");
1117 /// }
1118 ///
1119 /// // Can initialize from a `BitVec`
1120 /// let other = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[0b11010000]));
1121 ///
1122 /// s.union_with(&other);
1123 ///
1124 /// // Print 0, 1, 3 in some order
1125 /// for x in s.iter() {
1126 ///     println!("{}", x);
1127 /// }
1128 ///
1129 /// // Can convert back to a `BitVec`
1130 /// let bv: BitVec = s.into_bit_vec();
1131 /// assert!(bv[3]);
1132 /// ```
1133 #[derive(Clone)]
1134 #[unstable(feature = "collections",
1135            reason = "RFC 509")]
1136 pub struct BitSet {
1137     bit_vec: BitVec,
1138 }
1139
1140 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1141 impl Default for BitSet {
1142     #[inline]
1143     fn default() -> BitSet { BitSet::new() }
1144 }
1145
1146 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1147 impl FromIterator<usize> for BitSet {
1148     fn from_iter<I: IntoIterator<Item=usize>>(iter: I) -> BitSet {
1149         let mut ret = BitSet::new();
1150         ret.extend(iter);
1151         ret
1152     }
1153 }
1154
1155 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1156 impl Extend<usize> for BitSet {
1157     #[inline]
1158     fn extend<I: IntoIterator<Item=usize>>(&mut self, iter: I) {
1159         for i in iter {
1160             self.insert(i);
1161         }
1162     }
1163 }
1164
1165 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1166 impl PartialOrd for BitSet {
1167     #[inline]
1168     fn partial_cmp(&self, other: &BitSet) -> Option<Ordering> {
1169         let (a_iter, b_iter) = match_words(self.get_ref(), other.get_ref());
1170         iter::order::partial_cmp(a_iter, b_iter)
1171     }
1172 }
1173
1174 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1175 impl Ord for BitSet {
1176     #[inline]
1177     fn cmp(&self, other: &BitSet) -> Ordering {
1178         let (a_iter, b_iter) = match_words(self.get_ref(), other.get_ref());
1179         iter::order::cmp(a_iter, b_iter)
1180     }
1181 }
1182
1183 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1184 impl cmp::PartialEq for BitSet {
1185     #[inline]
1186     fn eq(&self, other: &BitSet) -> bool {
1187         let (a_iter, b_iter) = match_words(self.get_ref(), other.get_ref());
1188         iter::order::eq(a_iter, b_iter)
1189     }
1190 }
1191
1192 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1193 impl cmp::Eq for BitSet {}
1194
1195 impl BitSet {
1196     /// Creates a new empty `BitSet`.
1197     ///
1198     /// # Examples
1199     ///
1200     /// ```
1201     /// use std::collections::BitSet;
1202     ///
1203     /// let mut s = BitSet::new();
1204     /// ```
1205     #[inline]
1206     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1207     pub fn new() -> BitSet {
1208         BitSet { bit_vec: BitVec::new() }
1209     }
1210
1211     /// Creates a new `BitSet` with initially no contents, able to
1212     /// hold `nbits` elements without resizing.
1213     ///
1214     /// # Examples
1215     ///
1216     /// ```
1217     /// use std::collections::BitSet;
1218     ///
1219     /// let mut s = BitSet::with_capacity(100);
1220     /// assert!(s.capacity() >= 100);
1221     /// ```
1222     #[inline]
1223     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1224     pub fn with_capacity(nbits: usize) -> BitSet {
1225         let bit_vec = BitVec::from_elem(nbits, false);
1226         BitSet::from_bit_vec(bit_vec)
1227     }
1228
1229     /// Creates a new `BitSet` from the given bit vector.
1230     ///
1231     /// # Examples
1232     ///
1233     /// ```
1234     /// use std::collections::{BitVec, BitSet};
1235     ///
1236     /// let bv = BitVec::from_bytes(&[0b01100000]);
1237     /// let s = BitSet::from_bit_vec(bv);
1238     ///
1239     /// // Print 1, 2 in arbitrary order
1240     /// for x in s.iter() {
1241     ///     println!("{}", x);
1242     /// }
1243     /// ```
1244     #[inline]
1245     pub fn from_bit_vec(bit_vec: BitVec) -> BitSet {
1246         BitSet { bit_vec: bit_vec }
1247     }
1248
1249     /// Deprecated: use `from_bit_vec`.
1250     #[inline]
1251     #[deprecated(since = "1.0.0", reason = "renamed to from_bit_vec")]
1252     #[unstable(feature = "collections")]
1253     pub fn from_bitv(bit_vec: BitVec) -> BitSet {
1254         BitSet { bit_vec: bit_vec }
1255     }
1256
1257     /// Returns the capacity in bits for this bit vector. Inserting any
1258     /// element less than this amount will not trigger a resizing.
1259     ///
1260     /// # Examples
1261     ///
1262     /// ```
1263     /// use std::collections::BitSet;
1264     ///
1265     /// let mut s = BitSet::with_capacity(100);
1266     /// assert!(s.capacity() >= 100);
1267     /// ```
1268     #[inline]
1269     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1270     pub fn capacity(&self) -> usize {
1271         self.bit_vec.capacity()
1272     }
1273
1274     /// Reserves capacity for the given `BitSet` to contain `len` distinct elements. In the case
1275     /// of `BitSet` this means reallocations will not occur as long as all inserted elements
1276     /// are less than `len`.
1277     ///
1278     /// The collection may reserve more space to avoid frequent reallocations.
1279     ///
1280     ///
1281     /// # Examples
1282     ///
1283     /// ```
1284     /// use std::collections::BitSet;
1285     ///
1286     /// let mut s = BitSet::new();
1287     /// s.reserve_len(10);
1288     /// assert!(s.capacity() >= 10);
1289     /// ```
1290     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1291     pub fn reserve_len(&mut self, len: usize) {
1292         let cur_len = self.bit_vec.len();
1293         if len >= cur_len {
1294             self.bit_vec.reserve(len - cur_len);
1295         }
1296     }
1297
1298     /// Reserves the minimum capacity for the given `BitSet` to contain `len` distinct elements.
1299     /// In the case of `BitSet` this means reallocations will not occur as long as all inserted
1300     /// elements are less than `len`.
1301     ///
1302     /// Note that the allocator may give the collection more space than it requests. Therefore
1303     /// capacity can not be relied upon to be precisely minimal. Prefer `reserve_len` if future
1304     /// insertions are expected.
1305     ///
1306     ///
1307     /// # Examples
1308     ///
1309     /// ```
1310     /// use std::collections::BitSet;
1311     ///
1312     /// let mut s = BitSet::new();
1313     /// s.reserve_len_exact(10);
1314     /// assert!(s.capacity() >= 10);
1315     /// ```
1316     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1317     pub fn reserve_len_exact(&mut self, len: usize) {
1318         let cur_len = self.bit_vec.len();
1319         if len >= cur_len {
1320             self.bit_vec.reserve_exact(len - cur_len);
1321         }
1322     }
1323
1324
1325     /// Consumes this set to return the underlying bit vector.
1326     ///
1327     /// # Examples
1328     ///
1329     /// ```
1330     /// use std::collections::BitSet;
1331     ///
1332     /// let mut s = BitSet::new();
1333     /// s.insert(0);
1334     /// s.insert(3);
1335     ///
1336     /// let bv = s.into_bit_vec();
1337     /// assert!(bv[0]);
1338     /// assert!(bv[3]);
1339     /// ```
1340     #[inline]
1341     pub fn into_bit_vec(self) -> BitVec {
1342         self.bit_vec
1343     }
1344
1345     /// Returns a reference to the underlying bit vector.
1346     ///
1347     /// # Examples
1348     ///
1349     /// ```
1350     /// use std::collections::BitSet;
1351     ///
1352     /// let mut s = BitSet::new();
1353     /// s.insert(0);
1354     ///
1355     /// let bv = s.get_ref();
1356     /// assert_eq!(bv[0], true);
1357     /// ```
1358     #[inline]
1359     pub fn get_ref(&self) -> &BitVec {
1360         &self.bit_vec
1361     }
1362
1363     #[inline]
1364     fn other_op<F>(&mut self, other: &BitSet, mut f: F) where F: FnMut(u32, u32) -> u32 {
1365         // Unwrap BitVecs
1366         let self_bit_vec = &mut self.bit_vec;
1367         let other_bit_vec = &other.bit_vec;
1368
1369         let self_len = self_bit_vec.len();
1370         let other_len = other_bit_vec.len();
1371
1372         // Expand the vector if necessary
1373         if self_len < other_len {
1374             self_bit_vec.grow(other_len - self_len, false);
1375         }
1376
1377         // virtually pad other with 0's for equal lengths
1378         let other_words = {
1379             let (_, result) = match_words(self_bit_vec, other_bit_vec);
1380             result
1381         };
1382
1383         // Apply values found in other
1384         for (i, w) in other_words {
1385             let old = self_bit_vec.storage[i];
1386             let new = f(old, w);
1387             self_bit_vec.storage[i] = new;
1388         }
1389     }
1390
1391     /// Truncates the underlying vector to the least length required.
1392     ///
1393     /// # Examples
1394     ///
1395     /// ```
1396     /// use std::collections::BitSet;
1397     ///
1398     /// let mut s = BitSet::new();
1399     /// s.insert(32183231);
1400     /// s.remove(&32183231);
1401     ///
1402     /// // Internal storage will probably be bigger than necessary
1403     /// println!("old capacity: {}", s.capacity());
1404     ///
1405     /// // Now should be smaller
1406     /// s.shrink_to_fit();
1407     /// println!("new capacity: {}", s.capacity());
1408     /// ```
1409     #[inline]
1410     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1411     pub fn shrink_to_fit(&mut self) {
1412         let bit_vec = &mut self.bit_vec;
1413         // Obtain original length
1414         let old_len = bit_vec.storage.len();
1415         // Obtain coarse trailing zero length
1416         let n = bit_vec.storage.iter().rev().take_while(|&&n| n == 0).count();
1417         // Truncate
1418         let trunc_len = cmp::max(old_len - n, 1);
1419         bit_vec.storage.truncate(trunc_len);
1420         bit_vec.nbits = trunc_len * u32::BITS;
1421     }
1422
1423     /// Iterator over each u32 stored in the `BitSet`.
1424     ///
1425     /// # Examples
1426     ///
1427     /// ```
1428     /// use std::collections::{BitVec, BitSet};
1429     ///
1430     /// let s = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[0b01001010]));
1431     ///
1432     /// // Print 1, 4, 6 in arbitrary order
1433     /// for x in s.iter() {
1434     ///     println!("{}", x);
1435     /// }
1436     /// ```
1437     #[inline]
1438     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1439     pub fn iter(&self) -> bit_set::Iter {
1440         SetIter {set: self, next_idx: 0}
1441     }
1442
1443     /// Iterator over each u32 stored in `self` union `other`.
1444     /// See [union_with](#method.union_with) for an efficient in-place version.
1445     ///
1446     /// # Examples
1447     ///
1448     /// ```
1449     /// use std::collections::{BitVec, BitSet};
1450     ///
1451     /// let a = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[0b01101000]));
1452     /// let b = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[0b10100000]));
1453     ///
1454     /// // Print 0, 1, 2, 4 in arbitrary order
1455     /// for x in a.union(&b) {
1456     ///     println!("{}", x);
1457     /// }
1458     /// ```
1459     #[inline]
1460     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1461     pub fn union<'a>(&'a self, other: &'a BitSet) -> Union<'a> {
1462         fn or(w1: u32, w2: u32) -> u32 { w1 | w2 }
1463
1464         Union(TwoBitPositions {
1465             set: self,
1466             other: other,
1467             merge: or,
1468             current_word: 0,
1469             next_idx: 0
1470         })
1471     }
1472
1473     /// Iterator over each usize stored in `self` intersect `other`.
1474     /// See [intersect_with](#method.intersect_with) for an efficient in-place version.
1475     ///
1476     /// # Examples
1477     ///
1478     /// ```
1479     /// use std::collections::{BitVec, BitSet};
1480     ///
1481     /// let a = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[0b01101000]));
1482     /// let b = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[0b10100000]));
1483     ///
1484     /// // Print 2
1485     /// for x in a.intersection(&b) {
1486     ///     println!("{}", x);
1487     /// }
1488     /// ```
1489     #[inline]
1490     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1491     pub fn intersection<'a>(&'a self, other: &'a BitSet) -> Intersection<'a> {
1492         fn bitand(w1: u32, w2: u32) -> u32 { w1 & w2 }
1493         let min = cmp::min(self.bit_vec.len(), other.bit_vec.len());
1494         Intersection(TwoBitPositions {
1495             set: self,
1496             other: other,
1497             merge: bitand,
1498             current_word: 0,
1499             next_idx: 0
1500         }.take(min))
1501     }
1502
1503     /// Iterator over each usize stored in the `self` setminus `other`.
1504     /// See [difference_with](#method.difference_with) for an efficient in-place version.
1505     ///
1506     /// # Examples
1507     ///
1508     /// ```
1509     /// use std::collections::{BitSet, BitVec};
1510     ///
1511     /// let a = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[0b01101000]));
1512     /// let b = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[0b10100000]));
1513     ///
1514     /// // Print 1, 4 in arbitrary order
1515     /// for x in a.difference(&b) {
1516     ///     println!("{}", x);
1517     /// }
1518     ///
1519     /// // Note that difference is not symmetric,
1520     /// // and `b - a` means something else.
1521     /// // This prints 0
1522     /// for x in b.difference(&a) {
1523     ///     println!("{}", x);
1524     /// }
1525     /// ```
1526     #[inline]
1527     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1528     pub fn difference<'a>(&'a self, other: &'a BitSet) -> Difference<'a> {
1529         fn diff(w1: u32, w2: u32) -> u32 { w1 & !w2 }
1530
1531         Difference(TwoBitPositions {
1532             set: self,
1533             other: other,
1534             merge: diff,
1535             current_word: 0,
1536             next_idx: 0
1537         })
1538     }
1539
1540     /// Iterator over each u32 stored in the symmetric difference of `self` and `other`.
1541     /// See [symmetric_difference_with](#method.symmetric_difference_with) for
1542     /// an efficient in-place version.
1543     ///
1544     /// # Examples
1545     ///
1546     /// ```
1547     /// use std::collections::{BitSet, BitVec};
1548     ///
1549     /// let a = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[0b01101000]));
1550     /// let b = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[0b10100000]));
1551     ///
1552     /// // Print 0, 1, 4 in arbitrary order
1553     /// for x in a.symmetric_difference(&b) {
1554     ///     println!("{}", x);
1555     /// }
1556     /// ```
1557     #[inline]
1558     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1559     pub fn symmetric_difference<'a>(&'a self, other: &'a BitSet) -> SymmetricDifference<'a> {
1560         fn bitxor(w1: u32, w2: u32) -> u32 { w1 ^ w2 }
1561
1562         SymmetricDifference(TwoBitPositions {
1563             set: self,
1564             other: other,
1565             merge: bitxor,
1566             current_word: 0,
1567             next_idx: 0
1568         })
1569     }
1570
1571     /// Unions in-place with the specified other bit vector.
1572     ///
1573     /// # Examples
1574     ///
1575     /// ```
1576     /// use std::collections::{BitSet, BitVec};
1577     ///
1578     /// let a   = 0b01101000;
1579     /// let b   = 0b10100000;
1580     /// let res = 0b11101000;
1581     ///
1582     /// let mut a = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[a]));
1583     /// let b = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[b]));
1584     /// let res = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[res]));
1585     ///
1586     /// a.union_with(&b);
1587     /// assert_eq!(a, res);
1588     /// ```
1589     #[inline]
1590     pub fn union_with(&mut self, other: &BitSet) {
1591         self.other_op(other, |w1, w2| w1 | w2);
1592     }
1593
1594     /// Intersects in-place with the specified other bit vector.
1595     ///
1596     /// # Examples
1597     ///
1598     /// ```
1599     /// use std::collections::{BitSet, BitVec};
1600     ///
1601     /// let a   = 0b01101000;
1602     /// let b   = 0b10100000;
1603     /// let res = 0b00100000;
1604     ///
1605     /// let mut a = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[a]));
1606     /// let b = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[b]));
1607     /// let res = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[res]));
1608     ///
1609     /// a.intersect_with(&b);
1610     /// assert_eq!(a, res);
1611     /// ```
1612     #[inline]
1613     pub fn intersect_with(&mut self, other: &BitSet) {
1614         self.other_op(other, |w1, w2| w1 & w2);
1615     }
1616
1617     /// Makes this bit vector the difference with the specified other bit vector
1618     /// in-place.
1619     ///
1620     /// # Examples
1621     ///
1622     /// ```
1623     /// use std::collections::{BitSet, BitVec};
1624     ///
1625     /// let a   = 0b01101000;
1626     /// let b   = 0b10100000;
1627     /// let a_b = 0b01001000; // a - b
1628     /// let b_a = 0b10000000; // b - a
1629     ///
1630     /// let mut bva = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[a]));
1631     /// let bvb = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[b]));
1632     /// let bva_b = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[a_b]));
1633     /// let bvb_a = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[b_a]));
1634     ///
1635     /// bva.difference_with(&bvb);
1636     /// assert_eq!(bva, bva_b);
1637     ///
1638     /// let bva = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[a]));
1639     /// let mut bvb = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[b]));
1640     ///
1641     /// bvb.difference_with(&bva);
1642     /// assert_eq!(bvb, bvb_a);
1643     /// ```
1644     #[inline]
1645     pub fn difference_with(&mut self, other: &BitSet) {
1646         self.other_op(other, |w1, w2| w1 & !w2);
1647     }
1648
1649     /// Makes this bit vector the symmetric difference with the specified other
1650     /// bit vector in-place.
1651     ///
1652     /// # Examples
1653     ///
1654     /// ```
1655     /// use std::collections::{BitSet, BitVec};
1656     ///
1657     /// let a   = 0b01101000;
1658     /// let b   = 0b10100000;
1659     /// let res = 0b11001000;
1660     ///
1661     /// let mut a = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[a]));
1662     /// let b = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[b]));
1663     /// let res = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[res]));
1664     ///
1665     /// a.symmetric_difference_with(&b);
1666     /// assert_eq!(a, res);
1667     /// ```
1668     #[inline]
1669     pub fn symmetric_difference_with(&mut self, other: &BitSet) {
1670         self.other_op(other, |w1, w2| w1 ^ w2);
1671     }
1672
1673     /// Return the number of set bits in this set.
1674     #[inline]
1675     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1676     pub fn len(&self) -> usize  {
1677         self.bit_vec.blocks().fold(0, |acc, n| acc + n.count_ones())
1678     }
1679
1680     /// Returns whether there are no bits set in this set
1681     #[inline]
1682     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1683     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1684         self.bit_vec.none()
1685     }
1686
1687     /// Clears all bits in this set
1688     #[inline]
1689     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1690     pub fn clear(&mut self) {
1691         self.bit_vec.clear();
1692     }
1693
1694     /// Returns `true` if this set contains the specified integer.
1695     #[inline]
1696     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1697     pub fn contains(&self, value: &usize) -> bool {
1698         let bit_vec = &self.bit_vec;
1699         *value < bit_vec.nbits && bit_vec[*value]
1700     }
1701
1702     /// Returns `true` if the set has no elements in common with `other`.
1703     /// This is equivalent to checking for an empty intersection.
1704     #[inline]
1705     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1706     pub fn is_disjoint(&self, other: &BitSet) -> bool {
1707         self.intersection(other).next().is_none()
1708     }
1709
1710     /// Returns `true` if the set is a subset of another.
1711     #[inline]
1712     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1713     pub fn is_subset(&self, other: &BitSet) -> bool {
1714         let self_bit_vec = &self.bit_vec;
1715         let other_bit_vec = &other.bit_vec;
1716         let other_blocks = blocks_for_bits(other_bit_vec.len());
1717
1718         // Check that `self` intersect `other` is self
1719         self_bit_vec.blocks().zip(other_bit_vec.blocks()).all(|(w1, w2)| w1 & w2 == w1) &&
1720         // Make sure if `self` has any more blocks than `other`, they're all 0
1721         self_bit_vec.blocks().skip(other_blocks).all(|w| w == 0)
1722     }
1723
1724     /// Returns `true` if the set is a superset of another.
1725     #[inline]
1726     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1727     pub fn is_superset(&self, other: &BitSet) -> bool {
1728         other.is_subset(self)
1729     }
1730
1731     /// Adds a value to the set. Returns `true` if the value was not already
1732     /// present in the set.
1733     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1734     pub fn insert(&mut self, value: usize) -> bool {
1735         if self.contains(&value) {
1736             return false;
1737         }
1738
1739         // Ensure we have enough space to hold the new element
1740         let len = self.bit_vec.len();
1741         if value >= len {
1742             self.bit_vec.grow(value - len + 1, false)
1743         }
1744
1745         self.bit_vec.set(value, true);
1746         return true;
1747     }
1748
1749     /// Removes a value from the set. Returns `true` if the value was
1750     /// present in the set.
1751     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1752     pub fn remove(&mut self, value: &usize) -> bool {
1753         if !self.contains(value) {
1754             return false;
1755         }
1756
1757         self.bit_vec.set(*value, false);
1758
1759         return true;
1760     }
1761 }
1762
1763 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1764 impl fmt::Debug for BitSet {
1765     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
1766         try!(write!(fmt, "BitSet {{"));
1767         let mut first = true;
1768         for n in self {
1769             if !first {
1770                 try!(write!(fmt, ", "));
1771             }
1772             try!(write!(fmt, "{:?}", n));
1773             first = false;
1774         }
1775         write!(fmt, "}}")
1776     }
1777 }
1778
1779 #[cfg(stage0)]
1780 impl<S: hash::Writer + hash::Hasher> hash::Hash<S> for BitSet {
1781     fn hash(&self, state: &mut S) {
1782         for pos in self {
1783             pos.hash(state);
1784         }
1785     }
1786 }
1787 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1788 #[cfg(not(stage0))]
1789 impl hash::Hash for BitSet {
1790     fn hash<H: hash::Hasher>(&self, state: &mut H) {
1791         for pos in self {
1792             pos.hash(state);
1793         }
1794     }
1795 }
1796
1797 /// An iterator for `BitSet`.
1798 #[derive(Clone)]
1799 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1800 pub struct SetIter<'a> {
1801     set: &'a BitSet,
1802     next_idx: usize
1803 }
1804
1805 /// An iterator combining two `BitSet` iterators.
1806 #[derive(Clone)]
1807 struct TwoBitPositions<'a> {
1808     set: &'a BitSet,
1809     other: &'a BitSet,
1810     merge: fn(u32, u32) -> u32,
1811     current_word: u32,
1812     next_idx: usize
1813 }
1814
1815 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1816 pub struct Union<'a>(TwoBitPositions<'a>);
1817 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1818 pub struct Intersection<'a>(Take<TwoBitPositions<'a>>);
1819 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1820 pub struct Difference<'a>(TwoBitPositions<'a>);
1821 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1822 pub struct SymmetricDifference<'a>(TwoBitPositions<'a>);
1823
1824 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1825 impl<'a> Iterator for SetIter<'a> {
1826     type Item = usize;
1827
1828     fn next(&mut self) -> Option<usize> {
1829         while self.next_idx < self.set.bit_vec.len() {
1830             let idx = self.next_idx;
1831             self.next_idx += 1;
1832
1833             if self.set.contains(&idx) {
1834                 return Some(idx);
1835             }
1836         }
1837
1838         return None;
1839     }
1840
1841     #[inline]
1842     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
1843         (0, Some(self.set.bit_vec.len() - self.next_idx))
1844     }
1845 }
1846
1847 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1848 impl<'a> Iterator for TwoBitPositions<'a> {
1849     type Item = usize;
1850
1851     fn next(&mut self) -> Option<usize> {
1852         while self.next_idx < self.set.bit_vec.len() ||
1853               self.next_idx < self.other.bit_vec.len() {
1854             let bit_idx = self.next_idx % u32::BITS;
1855             if bit_idx == 0 {
1856                 let s_bit_vec = &self.set.bit_vec;
1857                 let o_bit_vec = &self.other.bit_vec;
1858                 // Merging the two words is a bit of an awkward dance since
1859                 // one BitVec might be longer than the other
1860                 let word_idx = self.next_idx / u32::BITS;
1861                 let w1 = if word_idx < s_bit_vec.storage.len() {
1862                              s_bit_vec.storage[word_idx]
1863                          } else { 0 };
1864                 let w2 = if word_idx < o_bit_vec.storage.len() {
1865                              o_bit_vec.storage[word_idx]
1866                          } else { 0 };
1867                 self.current_word = (self.merge)(w1, w2);
1868             }
1869
1870             self.next_idx += 1;
1871             if self.current_word & (1 << bit_idx) != 0 {
1872                 return Some(self.next_idx - 1);
1873             }
1874         }
1875         return None;
1876     }
1877
1878     #[inline]
1879     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
1880         let cap = cmp::max(self.set.bit_vec.len(), self.other.bit_vec.len());
1881         (0, Some(cap - self.next_idx))
1882     }
1883 }
1884
1885 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1886 impl<'a> Iterator for Union<'a> {
1887     type Item = usize;
1888
1889     #[inline] fn next(&mut self) -> Option<usize> { self.0.next() }
1890     #[inline] fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) { self.0.size_hint() }
1891 }
1892
1893 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1894 impl<'a> Iterator for Intersection<'a> {
1895     type Item = usize;
1896
1897     #[inline] fn next(&mut self) -> Option<usize> { self.0.next() }
1898     #[inline] fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) { self.0.size_hint() }
1899 }
1900
1901 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1902 impl<'a> Iterator for Difference<'a> {
1903     type Item = usize;
1904
1905     #[inline] fn next(&mut self) -> Option<usize> { self.0.next() }
1906     #[inline] fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) { self.0.size_hint() }
1907 }
1908
1909 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1910 impl<'a> Iterator for SymmetricDifference<'a> {
1911     type Item = usize;
1912
1913     #[inline] fn next(&mut self) -> Option<usize> { self.0.next() }
1914     #[inline] fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) { self.0.size_hint() }
1915 }
1916
1917 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1918 impl<'a> IntoIterator for &'a BitSet {
1919     type Item = usize;
1920     type IntoIter = SetIter<'a>;
1921
1922     fn into_iter(self) -> SetIter<'a> {
1923         self.iter()
1924     }
1925 }
1926
1927 #[cfg(test)]
1928 mod tests {
1929     use prelude::*;
1930     use core::u32;
1931
1932     use super::BitVec;
1933
1934     #[test]
1935     fn test_to_str() {
1936         let zerolen = BitVec::new();
1937         assert_eq!(format!("{:?}", zerolen), "");
1938
1939         let eightbits = BitVec::from_elem(8, false);
1940         assert_eq!(format!("{:?}", eightbits), "00000000")
1941     }
1942
1943     #[test]
1944     fn test_0_elements() {
1945         let act = BitVec::new();
1946         let exp = Vec::new();
1947         assert!(act.eq_vec(&exp));
1948         assert!(act.none() && act.all());
1949     }
1950
1951     #[test]
1952     fn test_1_element() {
1953         let mut act = BitVec::from_elem(1, false);
1954         assert!(act.eq_vec(&[false]));
1955         assert!(act.none() && !act.all());
1956         act = BitVec::from_elem(1, true);
1957         assert!(act.eq_vec(&[true]));
1958         assert!(!act.none() && act.all());
1959     }
1960
1961     #[test]
1962     fn test_2_elements() {
1963         let mut b = BitVec::from_elem(2, false);
1964         b.set(0, true);
1965         b.set(1, false);
1966         assert_eq!(format!("{:?}", b), "10");
1967         assert!(!b.none() && !b.all());
1968     }
1969
1970     #[test]
1971     fn test_10_elements() {
1972         let mut act;
1973         // all 0
1974
1975         act = BitVec::from_elem(10, false);
1976         assert!((act.eq_vec(
1977                     &[false, false, false, false, false, false, false, false, false, false])));
1978         assert!(act.none() && !act.all());
1979         // all 1
1980
1981         act = BitVec::from_elem(10, true);
1982         assert!((act.eq_vec(&[true, true, true, true, true, true, true, true, true, true])));
1983         assert!(!act.none() && act.all());
1984         // mixed
1985
1986         act = BitVec::from_elem(10, false);
1987         act.set(0, true);
1988         act.set(1, true);
1989         act.set(2, true);
1990         act.set(3, true);
1991         act.set(4, true);
1992         assert!((act.eq_vec(&[true, true, true, true, true, false, false, false, false, false])));
1993         assert!(!act.none() && !act.all());
1994         // mixed
1995
1996         act = BitVec::from_elem(10, false);
1997         act.set(5, true);
1998         act.set(6, true);
1999         act.set(7, true);
2000         act.set(8, true);
2001         act.set(9, true);
2002         assert!((act.eq_vec(&[false, false, false, false, false, true, true, true, true, true])));
2003         assert!(!act.none() && !act.all());
2004         // mixed
2005
2006         act = BitVec::from_elem(10, false);
2007         act.set(0, true);
2008         act.set(3, true);
2009         act.set(6, true);
2010         act.set(9, true);
2011         assert!((act.eq_vec(&[true, false, false, true, false, false, true, false, false, true])));
2012         assert!(!act.none() && !act.all());
2013     }
2014
2015     #[test]
2016     fn test_31_elements() {
2017         let mut act;
2018         // all 0
2019
2020         act = BitVec::from_elem(31, false);
2021         assert!(act.eq_vec(
2022                 &[false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false,
2023                   false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false,
2024                   false, false, false, false, false, false, false, false, false]));
2025         assert!(act.none() && !act.all());
2026         // all 1
2027
2028         act = BitVec::from_elem(31, true);
2029         assert!(act.eq_vec(
2030                 &[true, true, true, true, true, true, true, true, true, true, true, true, true,
2031                   true, true, true, true, true, true, true, true, true, true, true, true, true,
2032                   true, true, true, true, true]));
2033         assert!(!act.none() && act.all());
2034         // mixed
2035
2036         act = BitVec::from_elem(31, false);
2037         act.set(0, true);
2038         act.set(1, true);
2039         act.set(2, true);
2040         act.set(3, true);
2041         act.set(4, true);
2042         act.set(5, true);
2043         act.set(6, true);
2044         act.set(7, true);
2045         assert!(act.eq_vec(
2046                 &[true, true, true, true, true, true, true, true, false, false, false, false, false,
2047                   false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false,
2048                   false, false, false, false, false, false, false]));
2049         assert!(!act.none() && !act.all());
2050         // mixed
2051
2052         act = BitVec::from_elem(31, false);
2053         act.set(16, true);
2054         act.set(17, true);
2055         act.set(18, true);
2056         act.set(19, true);
2057         act.set(20, true);
2058         act.set(21, true);
2059         act.set(22, true);
2060         act.set(23, true);
2061         assert!(act.eq_vec(
2062                 &[false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false,
2063                   false, false, false, false, false, true, true, true, true, true, true, true, true,
2064                   false, false, false, false, false, false, false]));
2065         assert!(!act.none() && !act.all());
2066         // mixed
2067
2068         act = BitVec::from_elem(31, false);
2069         act.set(24, true);
2070         act.set(25, true);
2071         act.set(26, true);
2072         act.set(27, true);
2073         act.set(28, true);
2074         act.set(29, true);
2075         act.set(30, true);
2076         assert!(act.eq_vec(
2077                 &[false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false,
2078                   false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false,
2079                   false, false, true, true, true, true, true, true, true]));
2080         assert!(!act.none() && !act.all());
2081         // mixed
2082
2083         act = BitVec::from_elem(31, false);
2084         act.set(3, true);
2085         act.set(17, true);
2086         act.set(30, true);
2087         assert!(act.eq_vec(
2088                 &[false, false, false, true, false, false, false, false, false, false, false, false,
2089                   false, false, false, false, false, true, false, false, false, false, false, false,
2090                   false, false, false, false, false, false, true]));
2091         assert!(!act.none() && !act.all());
2092     }
2093
2094     #[test]
2095     fn test_32_elements() {
2096         let mut act;
2097         // all 0
2098
2099         act = BitVec::from_elem(32, false);
2100         assert!(act.eq_vec(
2101                 &[false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false,
2102                   false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false,
2103                   false, false, false, false, false, false, false, false, false, false]));
2104         assert!(act.none() && !act.all());
2105         // all 1
2106
2107         act = BitVec::from_elem(32, true);
2108         assert!(act.eq_vec(
2109                 &[true, true, true, true, true, true, true, true, true, true, true, true, true,
2110                   true, true, true, true, true, true, true, true, true, true, true, true, true,
2111                   true, true, true, true, true, true]));
2112         assert!(!act.none() && act.all());
2113         // mixed
2114
2115         act = BitVec::from_elem(32, false);
2116         act.set(0, true);
2117         act.set(1, true);
2118         act.set(2, true);
2119         act.set(3, true);
2120         act.set(4, true);
2121         act.set(5, true);
2122         act.set(6, true);
2123         act.set(7, true);
2124         assert!(act.eq_vec(
2125                 &[true, true, true, true, true, true, true, true, false, false, false, false, false,
2126                   false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false,
2127                   false, false, false, false, false, false, false, false]));
2128         assert!(!act.none() && !act.all());
2129         // mixed
2130
2131         act = BitVec::from_elem(32, false);
2132         act.set(16, true);
2133         act.set(17, true);
2134         act.set(18, true);
2135         act.set(19, true);
2136         act.set(20, true);
2137         act.set(21, true);
2138         act.set(22, true);
2139         act.set(23, true);
2140         assert!(act.eq_vec(
2141                 &[false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false,
2142                   false, false, false, false, false, true, true, true, true, true, true, true, true,
2143                   false, false, false, false, false, false, false, false]));
2144         assert!(!act.none() && !act.all());
2145         // mixed
2146
2147         act = BitVec::from_elem(32, false);
2148         act.set(24, true);
2149         act.set(25, true);
2150         act.set(26, true);
2151         act.set(27, true);
2152         act.set(28, true);
2153         act.set(29, true);
2154         act.set(30, true);
2155         act.set(31, true);
2156         assert!(act.eq_vec(
2157                 &[false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false,
2158                   false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false,
2159                   false, false, true, true, true, true, true, true, true, true]));
2160         assert!(!act.none() && !act.all());
2161         // mixed
2162
2163         act = BitVec::from_elem(32, false);
2164         act.set(3, true);
2165         act.set(17, true);
2166         act.set(30, true);
2167         act.set(31, true);
2168         assert!(act.eq_vec(
2169                 &[false, false, false, true, false, false, false, false, false, false, false, false,
2170                   false, false, false, false, false, true, false, false, false, false, false, false,
2171                   false, false, false, false, false, false, true, true]));
2172         assert!(!act.none() && !act.all());
2173     }
2174
2175     #[test]
2176     fn test_33_elements() {
2177         let mut act;
2178         // all 0
2179
2180         act = BitVec::from_elem(33, false);
2181         assert!(act.eq_vec(
2182                 &[false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false,
2183                   false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false,
2184                   false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false]));
2185         assert!(act.none() && !act.all());
2186         // all 1
2187
2188         act = BitVec::from_elem(33, true);
2189         assert!(act.eq_vec(
2190                 &[true, true, true, true, true, true, true, true, true, true, true, true, true,
2191                   true, true, true, true, true, true, true, true, true, true, true, true, true,
2192                   true, true, true, true, true, true, true]));
2193         assert!(!act.none() && act.all());
2194         // mixed
2195
2196         act = BitVec::from_elem(33, false);
2197         act.set(0, true);
2198         act.set(1, true);
2199         act.set(2, true);
2200         act.set(3, true);
2201         act.set(4, true);
2202         act.set(5, true);
2203         act.set(6, true);
2204         act.set(7, true);
2205         assert!(act.eq_vec(
2206                 &[true, true, true, true, true, true, true, true, false, false, false, false, false,
2207                   false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false,
2208                   false, false, false, false, false, false, false, false, false]));
2209         assert!(!act.none() && !act.all());
2210         // mixed
2211
2212         act = BitVec::from_elem(33, false);
2213         act.set(16, true);
2214         act.set(17, true);
2215         act.set(18, true);
2216         act.set(19, true);
2217         act.set(20, true);
2218         act.set(21, true);
2219         act.set(22, true);
2220         act.set(23, true);
2221         assert!(act.eq_vec(
2222                 &[false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false,
2223                   false, false, false, false, false, true, true, true, true, true, true, true, true,
2224                   false, false, false, false, false, false, false, false, false]));
2225         assert!(!act.none() && !act.all());
2226         // mixed
2227
2228         act = BitVec::from_elem(33, false);
2229         act.set(24, true);
2230         act.set(25, true);
2231         act.set(26, true);
2232         act.set(27, true);
2233         act.set(28, true);
2234         act.set(29, true);
2235         act.set(30, true);
2236         act.set(31, true);
2237         assert!(act.eq_vec(
2238                 &[false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false,
2239                   false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false,
2240                   false, false, true, true, true, true, true, true, true, true, false]));
2241         assert!(!act.none() && !act.all());
2242         // mixed
2243
2244         act = BitVec::from_elem(33, false);
2245         act.set(3, true);
2246         act.set(17, true);
2247         act.set(30, true);
2248         act.set(31, true);
2249         act.set(32, true);
2250         assert!(act.eq_vec(
2251                 &[false, false, false, true, false, false, false, false, false, false, false, false,
2252                   false, false, false, false, false, true, false, false, false, false, false, false,
2253                   false, false, false, false, false, false, true, true, true]));
2254         assert!(!act.none() && !act.all());
2255     }
2256
2257     #[test]
2258     fn test_equal_differing_sizes() {
2259         let v0 = BitVec::from_elem(10, false);
2260         let v1 = BitVec::from_elem(11, false);
2261         assert!(v0 != v1);
2262     }
2263
2264     #[test]
2265     fn test_equal_greatly_differing_sizes() {
2266         let v0 = BitVec::from_elem(10, false);
2267         let v1 = BitVec::from_elem(110, false);
2268         assert!(v0 != v1);
2269     }
2270
2271     #[test]
2272     fn test_equal_sneaky_small() {
2273         let mut a = BitVec::from_elem(1, false);
2274         a.set(0, true);
2275
2276         let mut b = BitVec::from_elem(1, true);
2277         b.set(0, true);
2278
2279         assert_eq!(a, b);
2280     }
2281
2282     #[test]
2283     fn test_equal_sneaky_big() {
2284         let mut a = BitVec::from_elem(100, false);
2285         for i in 0..100 {
2286             a.set(i, true);
2287         }
2288
2289         let mut b = BitVec::from_elem(100, true);
2290         for i in 0..100 {
2291             b.set(i, true);
2292         }
2293
2294         assert_eq!(a, b);
2295     }
2296
2297     #[test]
2298     fn test_from_bytes() {
2299         let bit_vec = BitVec::from_bytes(&[0b10110110, 0b00000000, 0b11111111]);
2300         let str = concat!("10110110", "00000000", "11111111");
2301         assert_eq!(format!("{:?}", bit_vec), str);
2302     }
2303
2304     #[test]
2305     fn test_to_bytes() {
2306         let mut bv = BitVec::from_elem(3, true);
2307         bv.set(1, false);
2308         assert_eq!(bv.to_bytes(), vec!(0b10100000));
2309
2310         let mut bv = BitVec::from_elem(9, false);
2311         bv.set(2, true);
2312         bv.set(8, true);
2313         assert_eq!(bv.to_bytes(), vec!(0b00100000, 0b10000000));
2314     }
2315
2316     #[test]
2317     fn test_from_bools() {
2318         let bools = vec![true, false, true, true];
2319         let bit_vec: BitVec = bools.iter().map(|n| *n).collect();
2320         assert_eq!(format!("{:?}", bit_vec), "1011");
2321     }
2322
2323     #[test]
2324     fn test_to_bools() {
2325         let bools = vec![false, false, true, false, false, true, true, false];
2326         assert_eq!(BitVec::from_bytes(&[0b00100110]).iter().collect::<Vec<bool>>(), bools);
2327     }
2328
2329     #[test]
2330     fn test_bit_vec_iterator() {
2331         let bools = vec![true, false, true, true];
2332         let bit_vec: BitVec = bools.iter().map(|n| *n).collect();
2333
2334         assert_eq!(bit_vec.iter().collect::<Vec<bool>>(), bools);
2335
2336         let long: Vec<_> = (0i32..10000).map(|i| i % 2 == 0).collect();
2337         let bit_vec: BitVec = long.iter().map(|n| *n).collect();
2338         assert_eq!(bit_vec.iter().collect::<Vec<bool>>(), long)
2339     }
2340
2341     #[test]
2342     fn test_small_difference() {
2343         let mut b1 = BitVec::from_elem(3, false);
2344         let mut b2 = BitVec::from_elem(3, false);
2345         b1.set(0, true);
2346         b1.set(1, true);
2347         b2.set(1, true);
2348         b2.set(2, true);
2349         assert!(b1.difference(&b2));
2350         assert!(b1[0]);
2351         assert!(!b1[1]);
2352         assert!(!b1[2]);
2353     }
2354
2355     #[test]
2356     fn test_big_difference() {
2357         let mut b1 = BitVec::from_elem(100, false);
2358         let mut b2 = BitVec::from_elem(100, false);
2359         b1.set(0, true);
2360         b1.set(40, true);
2361         b2.set(40, true);
2362         b2.set(80, true);
2363         assert!(b1.difference(&b2));
2364         assert!(b1[0]);
2365         assert!(!b1[40]);
2366         assert!(!b1[80]);
2367     }
2368
2369     #[test]
2370     fn test_small_clear() {
2371         let mut b = BitVec::from_elem(14, true);
2372         assert!(!b.none() && b.all());
2373         b.clear();
2374         assert!(b.none() && !b.all());
2375     }
2376
2377     #[test]
2378     fn test_big_clear() {
2379         let mut b = BitVec::from_elem(140, true);
2380         assert!(!b.none() && b.all());
2381         b.clear();
2382         assert!(b.none() && !b.all());
2383     }
2384
2385     #[test]
2386     fn test_bit_vec_lt() {
2387         let mut a = BitVec::from_elem(5, false);
2388         let mut b = BitVec::from_elem(5, false);
2389
2390         assert!(!(a < b) && !(b < a));
2391         b.set(2, true);
2392         assert!(a < b);
2393         a.set(3, true);
2394         assert!(a < b);
2395         a.set(2, true);
2396         assert!(!(a < b) && b < a);
2397         b.set(0, true);
2398         assert!(a < b);
2399     }
2400
2401     #[test]
2402     fn test_ord() {
2403         let mut a = BitVec::from_elem(5, false);
2404         let mut b = BitVec::from_elem(5, false);
2405
2406         assert!(a <= b && a >= b);
2407         a.set(1, true);
2408         assert!(a > b && a >= b);
2409         assert!(b < a && b <= a);
2410         b.set(1, true);
2411         b.set(2, true);
2412         assert!(b > a && b >= a);
2413         assert!(a < b && a <= b);
2414     }
2415
2416
2417     #[test]
2418     fn test_small_bit_vec_tests() {
2419         let v = BitVec::from_bytes(&[0]);
2420         assert!(!v.all());
2421         assert!(!v.any());
2422         assert!(v.none());
2423
2424         let v = BitVec::from_bytes(&[0b00010100]);
2425         assert!(!v.all());
2426         assert!(v.any());
2427         assert!(!v.none());
2428
2429         let v = BitVec::from_bytes(&[0xFF]);
2430         assert!(v.all());
2431         assert!(v.any());
2432         assert!(!v.none());
2433     }
2434
2435     #[test]
2436     fn test_big_bit_vec_tests() {
2437         let v = BitVec::from_bytes(&[ // 88 bits
2438             0, 0, 0, 0,
2439             0, 0, 0, 0,
2440             0, 0, 0]);
2441         assert!(!v.all());
2442         assert!(!v.any());
2443         assert!(v.none());
2444
2445         let v = BitVec::from_bytes(&[ // 88 bits
2446             0, 0, 0b00010100, 0,
2447             0, 0, 0, 0b00110100,
2448             0, 0, 0]);
2449         assert!(!v.all());
2450         assert!(v.any());
2451         assert!(!v.none());
2452
2453         let v = BitVec::from_bytes(&[ // 88 bits
2454             0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
2455             0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
2456             0xFF, 0xFF, 0xFF]);
2457         assert!(v.all());
2458         assert!(v.any());
2459         assert!(!v.none());
2460     }
2461
2462     #[test]
2463     fn test_bit_vec_push_pop() {
2464         let mut s = BitVec::from_elem(5 * u32::BITS - 2, false);
2465         assert_eq!(s.len(), 5 * u32::BITS - 2);
2466         assert_eq!(s[5 * u32::BITS - 3], false);
2467         s.push(true);
2468         s.push(true);
2469         assert_eq!(s[5 * u32::BITS - 2], true);
2470         assert_eq!(s[5 * u32::BITS - 1], true);
2471         // Here the internal vector will need to be extended
2472         s.push(false);
2473         assert_eq!(s[5 * u32::BITS], false);
2474         s.push(false);
2475         assert_eq!(s[5 * u32::BITS + 1], false);
2476         assert_eq!(s.len(), 5 * u32::BITS + 2);
2477         // Pop it all off
2478         assert_eq!(s.pop(), Some(false));
2479         assert_eq!(s.pop(), Some(false));
2480         assert_eq!(s.pop(), Some(true));
2481         assert_eq!(s.pop(), Some(true));
2482         assert_eq!(s.len(), 5 * u32::BITS - 2);
2483     }
2484
2485     #[test]
2486     fn test_bit_vec_truncate() {
2487         let mut s = BitVec::from_elem(5 * u32::BITS, true);
2488
2489         assert_eq!(s, BitVec::from_elem(5 * u32::BITS, true));
2490         assert_eq!(s.len(), 5 * u32::BITS);
2491         s.truncate(4 * u32::BITS);
2492         assert_eq!(s, BitVec::from_elem(4 * u32::BITS, true));
2493         assert_eq!(s.len(), 4 * u32::BITS);
2494         // Truncating to a size > s.len() should be a noop
2495         s.truncate(5 * u32::BITS);
2496         assert_eq!(s, BitVec::from_elem(4 * u32::BITS, true));
2497         assert_eq!(s.len(), 4 * u32::BITS);
2498         s.truncate(3 * u32::BITS - 10);
2499         assert_eq!(s, BitVec::from_elem(3 * u32::BITS - 10, true));
2500         assert_eq!(s.len(), 3 * u32::BITS - 10);
2501         s.truncate(0);
2502         assert_eq!(s, BitVec::from_elem(0, true));
2503         assert_eq!(s.len(), 0);
2504     }
2505
2506     #[test]
2507     fn test_bit_vec_reserve() {
2508         let mut s = BitVec::from_elem(5 * u32::BITS, true);
2509         // Check capacity
2510         assert!(s.capacity() >= 5 * u32::BITS);
2511         s.reserve(2 * u32::BITS);
2512         assert!(s.capacity() >= 7 * u32::BITS);
2513         s.reserve(7 * u32::BITS);
2514         assert!(s.capacity() >= 12 * u32::BITS);
2515         s.reserve_exact(7 * u32::BITS);
2516         assert!(s.capacity() >= 12 * u32::BITS);
2517         s.reserve(7 * u32::BITS + 1);
2518         assert!(s.capacity() >= 12 * u32::BITS + 1);
2519         // Check that length hasn't changed
2520         assert_eq!(s.len(), 5 * u32::BITS);
2521         s.push(true);
2522         s.push(false);
2523         s.push(true);
2524         assert_eq!(s[5 * u32::BITS - 1], true);
2525         assert_eq!(s[5 * u32::BITS - 0], true);
2526         assert_eq!(s[5 * u32::BITS + 1], false);
2527         assert_eq!(s[5 * u32::BITS + 2], true);
2528     }
2529
2530     #[test]
2531     fn test_bit_vec_grow() {
2532         let mut bit_vec = BitVec::from_bytes(&[0b10110110, 0b00000000, 0b10101010]);
2533         bit_vec.grow(32, true);
2534         assert_eq!(bit_vec, BitVec::from_bytes(&[0b10110110, 0b00000000, 0b10101010,
2535                                      0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF]));
2536         bit_vec.grow(64, false);
2537         assert_eq!(bit_vec, BitVec::from_bytes(&[0b10110110, 0b00000000, 0b10101010,
2538                                      0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]));
2539         bit_vec.grow(16, true);
2540         assert_eq!(bit_vec, BitVec::from_bytes(&[0b10110110, 0b00000000, 0b10101010,
2541                                      0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0xFF, 0xFF]));
2542     }
2543
2544     #[test]
2545     fn test_bit_vec_extend() {
2546         let mut bit_vec = BitVec::from_bytes(&[0b10110110, 0b00000000, 0b11111111]);
2547         let ext = BitVec::from_bytes(&[0b01001001, 0b10010010, 0b10111101]);
2548         bit_vec.extend(ext.iter());
2549         assert_eq!(bit_vec, BitVec::from_bytes(&[0b10110110, 0b00000000, 0b11111111,
2550                                      0b01001001, 0b10010010, 0b10111101]));
2551     }
2552 }
2553
2554
2555
2556
2557 #[cfg(test)]
2558 mod bit_vec_bench {
2559     use std::prelude::v1::*;
2560     use std::rand;
2561     use std::rand::Rng;
2562     use std::u32;
2563     use test::{Bencher, black_box};
2564
2565     use super::BitVec;
2566
2567     static BENCH_BITS : usize = 1 << 14;
2568
2569     fn rng() -> rand::IsaacRng {
2570         let seed: &[_] = &[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0];
2571         rand::SeedableRng::from_seed(seed)
2572     }
2573
2574     #[bench]
2575     fn bench_usize_small(b: &mut Bencher) {
2576         let mut r = rng();
2577         let mut bit_vec = 0 as usize;
2578         b.iter(|| {
2579             for _ in 0..100 {
2580                 bit_vec |= 1 << ((r.next_u32() as usize) % u32::BITS);
2581             }
2582             black_box(&bit_vec);
2583         });
2584     }
2585
2586     #[bench]
2587     fn bench_bit_set_big_fixed(b: &mut Bencher) {
2588         let mut r = rng();
2589         let mut bit_vec = BitVec::from_elem(BENCH_BITS, false);
2590         b.iter(|| {
2591             for _ in 0..100 {
2592                 bit_vec.set((r.next_u32() as usize) % BENCH_BITS, true);
2593             }
2594             black_box(&bit_vec);
2595         });
2596     }
2597
2598     #[bench]
2599     fn bench_bit_set_big_variable(b: &mut Bencher) {
2600         let mut r = rng();
2601         let mut bit_vec = BitVec::from_elem(BENCH_BITS, false);
2602         b.iter(|| {
2603             for _ in 0..100 {
2604                 bit_vec.set((r.next_u32() as usize) % BENCH_BITS, r.gen());
2605             }
2606             black_box(&bit_vec);
2607         });
2608     }
2609
2610     #[bench]
2611     fn bench_bit_set_small(b: &mut Bencher) {
2612         let mut r = rng();
2613         let mut bit_vec = BitVec::from_elem(u32::BITS, false);
2614         b.iter(|| {
2615             for _ in 0..100 {
2616                 bit_vec.set((r.next_u32() as usize) % u32::BITS, true);
2617             }
2618             black_box(&bit_vec);
2619         });
2620     }
2621
2622     #[bench]
2623     fn bench_bit_vec_big_union(b: &mut Bencher) {
2624         let mut b1 = BitVec::from_elem(BENCH_BITS, false);
2625         let b2 = BitVec::from_elem(BENCH_BITS, false);
2626         b.iter(|| {
2627             b1.union(&b2)
2628         })
2629     }
2630
2631     #[bench]
2632     fn bench_bit_vec_small_iter(b: &mut Bencher) {
2633         let bit_vec = BitVec::from_elem(u32::BITS, false);
2634         b.iter(|| {
2635             let mut sum = 0;
2636             for _ in 0..10 {
2637                 for pres in &bit_vec {
2638                     sum += pres as usize;
2639                 }
2640             }
2641             sum
2642         })
2643     }
2644
2645     #[bench]
2646     fn bench_bit_vec_big_iter(b: &mut Bencher) {
2647         let bit_vec = BitVec::from_elem(BENCH_BITS, false);
2648         b.iter(|| {
2649             let mut sum = 0;
2650             for pres in &bit_vec {
2651                 sum += pres as usize;
2652             }
2653             sum
2654         })
2655     }
2656 }
2657
2658
2659
2660
2661
2662
2663
2664 #[cfg(test)]
2665 mod bit_set_test {
2666     use prelude::*;
2667     use std::iter::range_step;
2668
2669     use super::{BitVec, BitSet};
2670
2671     #[test]
2672     fn test_bit_set_show() {
2673         let mut s = BitSet::new();
2674         s.insert(1);
2675         s.insert(10);
2676         s.insert(50);
2677         s.insert(2);
2678         assert_eq!("BitSet {1, 2, 10, 50}", format!("{:?}", s));
2679     }
2680
2681     #[test]
2682     fn test_bit_set_from_usizes() {
2683         let usizes = vec![0, 2, 2, 3];
2684         let a: BitSet = usizes.into_iter().collect();
2685         let mut b = BitSet::new();
2686         b.insert(0);
2687         b.insert(2);
2688         b.insert(3);
2689         assert_eq!(a, b);
2690     }
2691
2692     #[test]
2693     fn test_bit_set_iterator() {
2694         let usizes = vec![0, 2, 2, 3];
2695         let bit_vec: BitSet = usizes.into_iter().collect();
2696
2697         let idxs: Vec<_> = bit_vec.iter().collect();
2698         assert_eq!(idxs, vec![0, 2, 3]);
2699
2700         let long: BitSet = (0..10000).filter(|&n| n % 2 == 0).collect();
2701         let real: Vec<_> = range_step(0, 10000, 2).collect();
2702
2703         let idxs: Vec<_> = long.iter().collect();
2704         assert_eq!(idxs, real);
2705     }
2706
2707     #[test]
2708     fn test_bit_set_frombit_vec_init() {
2709         let bools = [true, false];
2710         let lengths = [10, 64, 100];
2711         for &b in &bools {
2712             for &l in &lengths {
2713                 let bitset = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_elem(l, b));
2714                 assert_eq!(bitset.contains(&1), b);
2715                 assert_eq!(bitset.contains(&(l-1)), b);
2716                 assert!(!bitset.contains(&l));
2717             }
2718         }
2719     }
2720
2721     #[test]
2722     fn test_bit_vec_masking() {
2723         let b = BitVec::from_elem(140, true);
2724         let mut bs = BitSet::from_bit_vec(b);
2725         assert!(bs.contains(&139));
2726         assert!(!bs.contains(&140));
2727         assert!(bs.insert(150));
2728         assert!(!bs.contains(&140));
2729         assert!(!bs.contains(&149));
2730         assert!(bs.contains(&150));
2731         assert!(!bs.contains(&151));
2732     }
2733
2734     #[test]
2735     fn test_bit_set_basic() {
2736         let mut b = BitSet::new();
2737         assert!(b.insert(3));
2738         assert!(!b.insert(3));
2739         assert!(b.contains(&3));
2740         assert!(b.insert(4));
2741         assert!(!b.insert(4));
2742         assert!(b.contains(&3));
2743         assert!(b.insert(400));
2744         assert!(!b.insert(400));
2745         assert!(b.contains(&400));
2746         assert_eq!(b.len(), 3);
2747     }
2748
2749     #[test]
2750     fn test_bit_set_intersection() {
2751         let mut a = BitSet::new();
2752         let mut b = BitSet::new();
2753
2754         assert!(a.insert(11));
2755         assert!(a.insert(1));
2756         assert!(a.insert(3));
2757         assert!(a.insert(77));
2758         assert!(a.insert(103));
2759         assert!(a.insert(5));
2760
2761         assert!(b.insert(2));
2762         assert!(b.insert(11));
2763         assert!(b.insert(77));
2764         assert!(b.insert(5));
2765         assert!(b.insert(3));
2766
2767         let expected = [3, 5, 11, 77];
2768         let actual: Vec<_> = a.intersection(&b).collect();
2769         assert_eq!(actual, expected);
2770     }
2771
2772     #[test]
2773     fn test_bit_set_difference() {
2774         let mut a = BitSet::new();
2775         let mut b = BitSet::new();
2776
2777         assert!(a.insert(1));
2778         assert!(a.insert(3));
2779         assert!(a.insert(5));
2780         assert!(a.insert(200));
2781         assert!(a.insert(500));
2782
2783         assert!(b.insert(3));
2784         assert!(b.insert(200));
2785
2786         let expected = [1, 5, 500];
2787         let actual: Vec<_> = a.difference(&b).collect();
2788         assert_eq!(actual, expected);
2789     }
2790
2791     #[test]
2792     fn test_bit_set_symmetric_difference() {
2793         let mut a = BitSet::new();
2794         let mut b = BitSet::new();
2795
2796         assert!(a.insert(1));
2797         assert!(a.insert(3));
2798         assert!(a.insert(5));
2799         assert!(a.insert(9));
2800         assert!(a.insert(11));
2801
2802         assert!(b.insert(3));
2803         assert!(b.insert(9));
2804         assert!(b.insert(14));
2805         assert!(b.insert(220));
2806
2807         let expected = [1, 5, 11, 14, 220];
2808         let actual: Vec<_> = a.symmetric_difference(&b).collect();
2809         assert_eq!(actual, expected);
2810     }
2811
2812     #[test]
2813     fn test_bit_set_union() {
2814         let mut a = BitSet::new();
2815         let mut b = BitSet::new();
2816         assert!(a.insert(1));
2817         assert!(a.insert(3));
2818         assert!(a.insert(5));
2819         assert!(a.insert(9));
2820         assert!(a.insert(11));
2821         assert!(a.insert(160));
2822         assert!(a.insert(19));
2823         assert!(a.insert(24));
2824         assert!(a.insert(200));
2825
2826         assert!(b.insert(1));
2827         assert!(b.insert(5));
2828         assert!(b.insert(9));
2829         assert!(b.insert(13));
2830         assert!(b.insert(19));
2831
2832         let expected = [1, 3, 5, 9, 11, 13, 19, 24, 160, 200];
2833         let actual: Vec<_> = a.union(&b).collect();
2834         assert_eq!(actual, expected);
2835     }
2836
2837     #[test]
2838     fn test_bit_set_subset() {
2839         let mut set1 = BitSet::new();
2840         let mut set2 = BitSet::new();
2841
2842         assert!(set1.is_subset(&set2)); //  {}  {}
2843         set2.insert(100);
2844         assert!(set1.is_subset(&set2)); //  {}  { 1 }
2845         set2.insert(200);
2846         assert!(set1.is_subset(&set2)); //  {}  { 1, 2 }
2847         set1.insert(200);
2848         assert!(set1.is_subset(&set2)); //  { 2 }  { 1, 2 }
2849         set1.insert(300);
2850         assert!(!set1.is_subset(&set2)); // { 2, 3 }  { 1, 2 }
2851         set2.insert(300);
2852         assert!(set1.is_subset(&set2)); // { 2, 3 }  { 1, 2, 3 }
2853         set2.insert(400);
2854         assert!(set1.is_subset(&set2)); // { 2, 3 }  { 1, 2, 3, 4 }
2855         set2.remove(&100);
2856         assert!(set1.is_subset(&set2)); // { 2, 3 }  { 2, 3, 4 }
2857         set2.remove(&300);
2858         assert!(!set1.is_subset(&set2)); // { 2, 3 }  { 2, 4 }
2859         set1.remove(&300);
2860         assert!(set1.is_subset(&set2)); // { 2 }  { 2, 4 }
2861     }
2862
2863     #[test]
2864     fn test_bit_set_is_disjoint() {
2865         let a = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[0b10100010]));
2866         let b = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[0b01000000]));
2867         let c = BitSet::new();
2868         let d = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[0b00110000]));
2869
2870         assert!(!a.is_disjoint(&d));
2871         assert!(!d.is_disjoint(&a));
2872
2873         assert!(a.is_disjoint(&b));
2874         assert!(a.is_disjoint(&c));
2875         assert!(b.is_disjoint(&a));
2876         assert!(b.is_disjoint(&c));
2877         assert!(c.is_disjoint(&a));
2878         assert!(c.is_disjoint(&b));
2879     }
2880
2881     #[test]
2882     fn test_bit_set_union_with() {
2883         //a should grow to include larger elements
2884         let mut a = BitSet::new();
2885         a.insert(0);
2886         let mut b = BitSet::new();
2887         b.insert(5);
2888         let expected = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[0b10000100]));
2889         a.union_with(&b);
2890         assert_eq!(a, expected);
2891
2892         // Standard
2893         let mut a = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[0b10100010]));
2894         let mut b = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[0b01100010]));
2895         let c = a.clone();
2896         a.union_with(&b);
2897         b.union_with(&c);
2898         assert_eq!(a.len(), 4);
2899         assert_eq!(b.len(), 4);
2900     }
2901
2902     #[test]
2903     fn test_bit_set_intersect_with() {
2904         // Explicitly 0'ed bits
2905         let mut a = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[0b10100010]));
2906         let mut b = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[0b00000000]));
2907         let c = a.clone();
2908         a.intersect_with(&b);
2909         b.intersect_with(&c);
2910         assert!(a.is_empty());
2911         assert!(b.is_empty());
2912
2913         // Uninitialized bits should behave like 0's
2914         let mut a = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[0b10100010]));
2915         let mut b = BitSet::new();
2916         let c = a.clone();
2917         a.intersect_with(&b);
2918         b.intersect_with(&c);
2919         assert!(a.is_empty());
2920         assert!(b.is_empty());
2921
2922         // Standard
2923         let mut a = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[0b10100010]));
2924         let mut b = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[0b01100010]));
2925         let c = a.clone();
2926         a.intersect_with(&b);
2927         b.intersect_with(&c);
2928         assert_eq!(a.len(), 2);
2929         assert_eq!(b.len(), 2);
2930     }
2931
2932     #[test]
2933     fn test_bit_set_difference_with() {
2934         // Explicitly 0'ed bits
2935         let mut a = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[0b00000000]));
2936         let b = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[0b10100010]));
2937         a.difference_with(&b);
2938         assert!(a.is_empty());
2939
2940         // Uninitialized bits should behave like 0's
2941         let mut a = BitSet::new();
2942         let b = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[0b11111111]));
2943         a.difference_with(&b);
2944         assert!(a.is_empty());
2945
2946         // Standard
2947         let mut a = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[0b10100010]));
2948         let mut b = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[0b01100010]));
2949         let c = a.clone();
2950         a.difference_with(&b);
2951         b.difference_with(&c);
2952         assert_eq!(a.len(), 1);
2953         assert_eq!(b.len(), 1);
2954     }
2955
2956     #[test]
2957     fn test_bit_set_symmetric_difference_with() {
2958         //a should grow to include larger elements
2959         let mut a = BitSet::new();
2960         a.insert(0);
2961         a.insert(1);
2962         let mut b = BitSet::new();
2963         b.insert(1);
2964         b.insert(5);
2965         let expected = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[0b10000100]));
2966         a.symmetric_difference_with(&b);
2967         assert_eq!(a, expected);
2968
2969         let mut a = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[0b10100010]));
2970         let b = BitSet::new();
2971         let c = a.clone();
2972         a.symmetric_difference_with(&b);
2973         assert_eq!(a, c);
2974
2975         // Standard
2976         let mut a = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[0b11100010]));
2977         let mut b = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[0b01101010]));
2978         let c = a.clone();
2979         a.symmetric_difference_with(&b);
2980         b.symmetric_difference_with(&c);
2981         assert_eq!(a.len(), 2);
2982         assert_eq!(b.len(), 2);
2983     }
2984
2985     #[test]
2986     fn test_bit_set_eq() {
2987         let a = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[0b10100010]));
2988         let b = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[0b00000000]));
2989         let c = BitSet::new();
2990
2991         assert!(a == a);
2992         assert!(a != b);
2993         assert!(a != c);
2994         assert!(b == b);
2995         assert!(b == c);
2996         assert!(c == c);
2997     }
2998
2999     #[test]
3000     fn test_bit_set_cmp() {
3001         let a = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[0b10100010]));
3002         let b = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_bytes(&[0b00000000]));
3003         let c = BitSet::new();
3004
3005         assert_eq!(a.cmp(&b), Greater);
3006         assert_eq!(a.cmp(&c), Greater);
3007         assert_eq!(b.cmp(&a), Less);
3008         assert_eq!(b.cmp(&c), Equal);
3009         assert_eq!(c.cmp(&a), Less);
3010         assert_eq!(c.cmp(&b), Equal);
3011     }
3012
3013     #[test]
3014     fn test_bit_vec_remove() {
3015         let mut a = BitSet::new();
3016
3017         assert!(a.insert(1));
3018         assert!(a.remove(&1));
3019
3020         assert!(a.insert(100));
3021         assert!(a.remove(&100));
3022
3023         assert!(a.insert(1000));
3024         assert!(a.remove(&1000));
3025         a.shrink_to_fit();
3026     }
3027
3028     #[test]
3029     fn test_bit_vec_clone() {
3030         let mut a = BitSet::new();
3031
3032         assert!(a.insert(1));
3033         assert!(a.insert(100));
3034         assert!(a.insert(1000));
3035
3036         let mut b = a.clone();
3037
3038         assert!(a == b);
3039
3040         assert!(b.remove(&1));
3041         assert!(a.contains(&1));
3042
3043         assert!(a.remove(&1000));
3044         assert!(b.contains(&1000));
3045     }
3046 }
3047
3048
3049
3050
3051
3052 #[cfg(test)]
3053 mod bit_set_bench {
3054     use std::prelude::v1::*;
3055     use std::rand;
3056     use std::rand::Rng;
3057     use std::u32;
3058     use test::{Bencher, black_box};
3059
3060     use super::{BitVec, BitSet};
3061
3062     static BENCH_BITS : usize = 1 << 14;
3063
3064     fn rng() -> rand::IsaacRng {
3065         let seed: &[_] = &[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0];
3066         rand::SeedableRng::from_seed(seed)
3067     }
3068
3069     #[bench]
3070     fn bench_bit_vecset_small(b: &mut Bencher) {
3071         let mut r = rng();
3072         let mut bit_vec = BitSet::new();
3073         b.iter(|| {
3074             for _ in 0..100 {
3075                 bit_vec.insert((r.next_u32() as usize) % u32::BITS);
3076             }
3077             black_box(&bit_vec);
3078         });
3079     }
3080
3081     #[bench]
3082     fn bench_bit_vecset_big(b: &mut Bencher) {
3083         let mut r = rng();
3084         let mut bit_vec = BitSet::new();
3085         b.iter(|| {
3086             for _ in 0..100 {
3087                 bit_vec.insert((r.next_u32() as usize) % BENCH_BITS);
3088             }
3089             black_box(&bit_vec);
3090         });
3091     }
3092
3093     #[bench]
3094     fn bench_bit_vecset_iter(b: &mut Bencher) {
3095         let bit_vec = BitSet::from_bit_vec(BitVec::from_fn(BENCH_BITS,
3096                                               |idx| {idx % 3 == 0}));
3097         b.iter(|| {
3098             let mut sum = 0;
3099             for idx in &bit_vec {
3100                 sum += idx as usize;
3101             }
3102             sum
3103         })
3104     }
3105 }