]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/libcollections/vec_deque.rs
Implement `PartialEq<&[A]>` for `VecDeque<A>`.
[rust.git] / src / libcollections / vec_deque.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 //! VecDeque is a double-ended queue, which is implemented with the help of a
12 //! growing ring buffer.
13 //!
14 //! This queue has `O(1)` amortized inserts and removals from both ends of the
15 //! container. It also has `O(1)` indexing like a vector. The contained elements
16 //! are not required to be copyable, and the queue will be sendable if the
17 //! contained type is sendable.
18
19 #![stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
20
21 use core::cmp::Ordering;
22 use core::fmt;
23 use core::iter::{repeat, FromIterator, FusedIterator};
24 use core::mem;
25 use core::ops::{Index, IndexMut};
26 use core::ptr;
27 use core::ptr::Shared;
28 use core::slice;
29
30 use core::hash::{Hash, Hasher};
31 use core::cmp;
32
33 use alloc::raw_vec::RawVec;
34
35 use super::range::RangeArgument;
36 use Bound::{Excluded, Included, Unbounded};
37 use super::vec::Vec;
38
39 const INITIAL_CAPACITY: usize = 7; // 2^3 - 1
40 const MINIMUM_CAPACITY: usize = 1; // 2 - 1
41 #[cfg(target_pointer_width = "32")]
42 const MAXIMUM_ZST_CAPACITY: usize = 1 << (32 - 1); // Largest possible power of two
43 #[cfg(target_pointer_width = "64")]
44 const MAXIMUM_ZST_CAPACITY: usize = 1 << (64 - 1); // Largest possible power of two
45
46 /// `VecDeque` is a growable ring buffer, which can be used as a double-ended
47 /// queue efficiently.
48 ///
49 /// The "default" usage of this type as a queue is to use `push_back` to add to
50 /// the queue, and `pop_front` to remove from the queue. `extend` and `append`
51 /// push onto the back in this manner, and iterating over `VecDeque` goes front
52 /// to back.
53 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
54 pub struct VecDeque<T> {
55     // tail and head are pointers into the buffer. Tail always points
56     // to the first element that could be read, Head always points
57     // to where data should be written.
58     // If tail == head the buffer is empty. The length of the ringbuffer
59     // is defined as the distance between the two.
60     tail: usize,
61     head: usize,
62     buf: RawVec<T>,
63 }
64
65 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
66 impl<T: Clone> Clone for VecDeque<T> {
67     fn clone(&self) -> VecDeque<T> {
68         self.iter().cloned().collect()
69     }
70 }
71
72 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
73 unsafe impl<#[may_dangle] T> Drop for VecDeque<T> {
74     fn drop(&mut self) {
75         let (front, back) = self.as_mut_slices();
76         unsafe {
77             // use drop for [T]
78             ptr::drop_in_place(front);
79             ptr::drop_in_place(back);
80         }
81         // RawVec handles deallocation
82     }
83 }
84
85 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
86 impl<T> Default for VecDeque<T> {
87     /// Creates an empty `VecDeque<T>`.
88     #[inline]
89     fn default() -> VecDeque<T> {
90         VecDeque::new()
91     }
92 }
93
94 impl<T> VecDeque<T> {
95     /// Marginally more convenient
96     #[inline]
97     fn ptr(&self) -> *mut T {
98         self.buf.ptr()
99     }
100
101     /// Marginally more convenient
102     #[inline]
103     fn cap(&self) -> usize {
104         if mem::size_of::<T>() == 0 {
105             // For zero sized types, we are always at maximum capacity
106             MAXIMUM_ZST_CAPACITY
107         } else {
108             self.buf.cap()
109         }
110     }
111
112     /// Turn ptr into a slice
113     #[inline]
114     unsafe fn buffer_as_slice(&self) -> &[T] {
115         slice::from_raw_parts(self.ptr(), self.cap())
116     }
117
118     /// Turn ptr into a mut slice
119     #[inline]
120     unsafe fn buffer_as_mut_slice(&mut self) -> &mut [T] {
121         slice::from_raw_parts_mut(self.ptr(), self.cap())
122     }
123
124     /// Moves an element out of the buffer
125     #[inline]
126     unsafe fn buffer_read(&mut self, off: usize) -> T {
127         ptr::read(self.ptr().offset(off as isize))
128     }
129
130     /// Writes an element into the buffer, moving it.
131     #[inline]
132     unsafe fn buffer_write(&mut self, off: usize, value: T) {
133         ptr::write(self.ptr().offset(off as isize), value);
134     }
135
136     /// Returns true if and only if the buffer is at capacity
137     #[inline]
138     fn is_full(&self) -> bool {
139         self.cap() - self.len() == 1
140     }
141
142     /// Returns the index in the underlying buffer for a given logical element
143     /// index.
144     #[inline]
145     fn wrap_index(&self, idx: usize) -> usize {
146         wrap_index(idx, self.cap())
147     }
148
149     /// Returns the index in the underlying buffer for a given logical element
150     /// index + addend.
151     #[inline]
152     fn wrap_add(&self, idx: usize, addend: usize) -> usize {
153         wrap_index(idx.wrapping_add(addend), self.cap())
154     }
155
156     /// Returns the index in the underlying buffer for a given logical element
157     /// index - subtrahend.
158     #[inline]
159     fn wrap_sub(&self, idx: usize, subtrahend: usize) -> usize {
160         wrap_index(idx.wrapping_sub(subtrahend), self.cap())
161     }
162
163     /// Copies a contiguous block of memory len long from src to dst
164     #[inline]
165     unsafe fn copy(&self, dst: usize, src: usize, len: usize) {
166         debug_assert!(dst + len <= self.cap(),
167                       "cpy dst={} src={} len={} cap={}",
168                       dst,
169                       src,
170                       len,
171                       self.cap());
172         debug_assert!(src + len <= self.cap(),
173                       "cpy dst={} src={} len={} cap={}",
174                       dst,
175                       src,
176                       len,
177                       self.cap());
178         ptr::copy(self.ptr().offset(src as isize),
179                   self.ptr().offset(dst as isize),
180                   len);
181     }
182
183     /// Copies a contiguous block of memory len long from src to dst
184     #[inline]
185     unsafe fn copy_nonoverlapping(&self, dst: usize, src: usize, len: usize) {
186         debug_assert!(dst + len <= self.cap(),
187                       "cno dst={} src={} len={} cap={}",
188                       dst,
189                       src,
190                       len,
191                       self.cap());
192         debug_assert!(src + len <= self.cap(),
193                       "cno dst={} src={} len={} cap={}",
194                       dst,
195                       src,
196                       len,
197                       self.cap());
198         ptr::copy_nonoverlapping(self.ptr().offset(src as isize),
199                                  self.ptr().offset(dst as isize),
200                                  len);
201     }
202
203     /// Copies a potentially wrapping block of memory len long from src to dest.
204     /// (abs(dst - src) + len) must be no larger than cap() (There must be at
205     /// most one continuous overlapping region between src and dest).
206     unsafe fn wrap_copy(&self, dst: usize, src: usize, len: usize) {
207         #[allow(dead_code)]
208         fn diff(a: usize, b: usize) -> usize {
209             if a <= b { b - a } else { a - b }
210         }
211         debug_assert!(cmp::min(diff(dst, src), self.cap() - diff(dst, src)) + len <= self.cap(),
212                       "wrc dst={} src={} len={} cap={}",
213                       dst,
214                       src,
215                       len,
216                       self.cap());
217
218         if src == dst || len == 0 {
219             return;
220         }
221
222         let dst_after_src = self.wrap_sub(dst, src) < len;
223
224         let src_pre_wrap_len = self.cap() - src;
225         let dst_pre_wrap_len = self.cap() - dst;
226         let src_wraps = src_pre_wrap_len < len;
227         let dst_wraps = dst_pre_wrap_len < len;
228
229         match (dst_after_src, src_wraps, dst_wraps) {
230             (_, false, false) => {
231                 // src doesn't wrap, dst doesn't wrap
232                 //
233                 //        S . . .
234                 // 1 [_ _ A A B B C C _]
235                 // 2 [_ _ A A A A B B _]
236                 //            D . . .
237                 //
238                 self.copy(dst, src, len);
239             }
240             (false, false, true) => {
241                 // dst before src, src doesn't wrap, dst wraps
242                 //
243                 //    S . . .
244                 // 1 [A A B B _ _ _ C C]
245                 // 2 [A A B B _ _ _ A A]
246                 // 3 [B B B B _ _ _ A A]
247                 //    . .           D .
248                 //
249                 self.copy(dst, src, dst_pre_wrap_len);
250                 self.copy(0, src + dst_pre_wrap_len, len - dst_pre_wrap_len);
251             }
252             (true, false, true) => {
253                 // src before dst, src doesn't wrap, dst wraps
254                 //
255                 //              S . . .
256                 // 1 [C C _ _ _ A A B B]
257                 // 2 [B B _ _ _ A A B B]
258                 // 3 [B B _ _ _ A A A A]
259                 //    . .           D .
260                 //
261                 self.copy(0, src + dst_pre_wrap_len, len - dst_pre_wrap_len);
262                 self.copy(dst, src, dst_pre_wrap_len);
263             }
264             (false, true, false) => {
265                 // dst before src, src wraps, dst doesn't wrap
266                 //
267                 //    . .           S .
268                 // 1 [C C _ _ _ A A B B]
269                 // 2 [C C _ _ _ B B B B]
270                 // 3 [C C _ _ _ B B C C]
271                 //              D . . .
272                 //
273                 self.copy(dst, src, src_pre_wrap_len);
274                 self.copy(dst + src_pre_wrap_len, 0, len - src_pre_wrap_len);
275             }
276             (true, true, false) => {
277                 // src before dst, src wraps, dst doesn't wrap
278                 //
279                 //    . .           S .
280                 // 1 [A A B B _ _ _ C C]
281                 // 2 [A A A A _ _ _ C C]
282                 // 3 [C C A A _ _ _ C C]
283                 //    D . . .
284                 //
285                 self.copy(dst + src_pre_wrap_len, 0, len - src_pre_wrap_len);
286                 self.copy(dst, src, src_pre_wrap_len);
287             }
288             (false, true, true) => {
289                 // dst before src, src wraps, dst wraps
290                 //
291                 //    . . .         S .
292                 // 1 [A B C D _ E F G H]
293                 // 2 [A B C D _ E G H H]
294                 // 3 [A B C D _ E G H A]
295                 // 4 [B C C D _ E G H A]
296                 //    . .         D . .
297                 //
298                 debug_assert!(dst_pre_wrap_len > src_pre_wrap_len);
299                 let delta = dst_pre_wrap_len - src_pre_wrap_len;
300                 self.copy(dst, src, src_pre_wrap_len);
301                 self.copy(dst + src_pre_wrap_len, 0, delta);
302                 self.copy(0, delta, len - dst_pre_wrap_len);
303             }
304             (true, true, true) => {
305                 // src before dst, src wraps, dst wraps
306                 //
307                 //    . .         S . .
308                 // 1 [A B C D _ E F G H]
309                 // 2 [A A B D _ E F G H]
310                 // 3 [H A B D _ E F G H]
311                 // 4 [H A B D _ E F F G]
312                 //    . . .         D .
313                 //
314                 debug_assert!(src_pre_wrap_len > dst_pre_wrap_len);
315                 let delta = src_pre_wrap_len - dst_pre_wrap_len;
316                 self.copy(delta, 0, len - src_pre_wrap_len);
317                 self.copy(0, self.cap() - delta, delta);
318                 self.copy(dst, src, dst_pre_wrap_len);
319             }
320         }
321     }
322
323     /// Frobs the head and tail sections around to handle the fact that we
324     /// just reallocated. Unsafe because it trusts old_cap.
325     #[inline]
326     unsafe fn handle_cap_increase(&mut self, old_cap: usize) {
327         let new_cap = self.cap();
328
329         // Move the shortest contiguous section of the ring buffer
330         //    T             H
331         //   [o o o o o o o . ]
332         //    T             H
333         // A [o o o o o o o . . . . . . . . . ]
334         //        H T
335         //   [o o . o o o o o ]
336         //          T             H
337         // B [. . . o o o o o o o . . . . . . ]
338         //              H T
339         //   [o o o o o . o o ]
340         //              H                 T
341         // C [o o o o o . . . . . . . . . o o ]
342
343         if self.tail <= self.head {
344             // A
345             // Nop
346         } else if self.head < old_cap - self.tail {
347             // B
348             self.copy_nonoverlapping(old_cap, 0, self.head);
349             self.head += old_cap;
350             debug_assert!(self.head > self.tail);
351         } else {
352             // C
353             let new_tail = new_cap - (old_cap - self.tail);
354             self.copy_nonoverlapping(new_tail, self.tail, old_cap - self.tail);
355             self.tail = new_tail;
356             debug_assert!(self.head < self.tail);
357         }
358         debug_assert!(self.head < self.cap());
359         debug_assert!(self.tail < self.cap());
360         debug_assert!(self.cap().count_ones() == 1);
361     }
362 }
363
364 impl<T> VecDeque<T> {
365     /// Creates an empty `VecDeque`.
366     ///
367     /// # Examples
368     ///
369     /// ```
370     /// use std::collections::VecDeque;
371     ///
372     /// let vector: VecDeque<u32> = VecDeque::new();
373     /// ```
374     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
375     pub fn new() -> VecDeque<T> {
376         VecDeque::with_capacity(INITIAL_CAPACITY)
377     }
378
379     /// Creates an empty `VecDeque` with space for at least `n` elements.
380     ///
381     /// # Examples
382     ///
383     /// ```
384     /// use std::collections::VecDeque;
385     ///
386     /// let vector: VecDeque<u32> = VecDeque::with_capacity(10);
387     /// ```
388     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
389     pub fn with_capacity(n: usize) -> VecDeque<T> {
390         // +1 since the ringbuffer always leaves one space empty
391         let cap = cmp::max(n + 1, MINIMUM_CAPACITY + 1).next_power_of_two();
392         assert!(cap > n, "capacity overflow");
393
394         VecDeque {
395             tail: 0,
396             head: 0,
397             buf: RawVec::with_capacity(cap),
398         }
399     }
400
401     /// Retrieves an element in the `VecDeque` by index.
402     ///
403     /// Element at index 0 is the front of the queue.
404     ///
405     /// # Examples
406     ///
407     /// ```
408     /// use std::collections::VecDeque;
409     ///
410     /// let mut buf = VecDeque::new();
411     /// buf.push_back(3);
412     /// buf.push_back(4);
413     /// buf.push_back(5);
414     /// assert_eq!(buf.get(1), Some(&4));
415     /// ```
416     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
417     pub fn get(&self, index: usize) -> Option<&T> {
418         if index < self.len() {
419             let idx = self.wrap_add(self.tail, index);
420             unsafe { Some(&*self.ptr().offset(idx as isize)) }
421         } else {
422             None
423         }
424     }
425
426     /// Retrieves an element in the `VecDeque` mutably by index.
427     ///
428     /// Element at index 0 is the front of the queue.
429     ///
430     /// # Examples
431     ///
432     /// ```
433     /// use std::collections::VecDeque;
434     ///
435     /// let mut buf = VecDeque::new();
436     /// buf.push_back(3);
437     /// buf.push_back(4);
438     /// buf.push_back(5);
439     /// if let Some(elem) = buf.get_mut(1) {
440     ///     *elem = 7;
441     /// }
442     ///
443     /// assert_eq!(buf[1], 7);
444     /// ```
445     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
446     pub fn get_mut(&mut self, index: usize) -> Option<&mut T> {
447         if index < self.len() {
448             let idx = self.wrap_add(self.tail, index);
449             unsafe { Some(&mut *self.ptr().offset(idx as isize)) }
450         } else {
451             None
452         }
453     }
454
455     /// Swaps elements at indices `i` and `j`.
456     ///
457     /// `i` and `j` may be equal.
458     ///
459     /// Fails if there is no element with either index.
460     ///
461     /// Element at index 0 is the front of the queue.
462     ///
463     /// # Examples
464     ///
465     /// ```
466     /// use std::collections::VecDeque;
467     ///
468     /// let mut buf = VecDeque::new();
469     /// buf.push_back(3);
470     /// buf.push_back(4);
471     /// buf.push_back(5);
472     /// assert_eq!(buf, [3, 4, 5]);
473     /// buf.swap(0, 2);
474     /// assert_eq!(buf, [5, 4, 3]);
475     /// ```
476     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
477     pub fn swap(&mut self, i: usize, j: usize) {
478         assert!(i < self.len());
479         assert!(j < self.len());
480         let ri = self.wrap_add(self.tail, i);
481         let rj = self.wrap_add(self.tail, j);
482         unsafe {
483             ptr::swap(self.ptr().offset(ri as isize),
484                       self.ptr().offset(rj as isize))
485         }
486     }
487
488     /// Returns the number of elements the `VecDeque` can hold without
489     /// reallocating.
490     ///
491     /// # Examples
492     ///
493     /// ```
494     /// use std::collections::VecDeque;
495     ///
496     /// let buf: VecDeque<i32> = VecDeque::with_capacity(10);
497     /// assert!(buf.capacity() >= 10);
498     /// ```
499     #[inline]
500     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
501     pub fn capacity(&self) -> usize {
502         self.cap() - 1
503     }
504
505     /// Reserves the minimum capacity for exactly `additional` more elements to be inserted in the
506     /// given `VecDeque`. Does nothing if the capacity is already sufficient.
507     ///
508     /// Note that the allocator may give the collection more space than it requests. Therefore
509     /// capacity can not be relied upon to be precisely minimal. Prefer `reserve` if future
510     /// insertions are expected.
511     ///
512     /// # Panics
513     ///
514     /// Panics if the new capacity overflows `usize`.
515     ///
516     /// # Examples
517     ///
518     /// ```
519     /// use std::collections::VecDeque;
520     ///
521     /// let mut buf: VecDeque<i32> = vec![1].into_iter().collect();
522     /// buf.reserve_exact(10);
523     /// assert!(buf.capacity() >= 11);
524     /// ```
525     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
526     pub fn reserve_exact(&mut self, additional: usize) {
527         self.reserve(additional);
528     }
529
530     /// Reserves capacity for at least `additional` more elements to be inserted in the given
531     /// `VecDeque`. The collection may reserve more space to avoid frequent reallocations.
532     ///
533     /// # Panics
534     ///
535     /// Panics if the new capacity overflows `usize`.
536     ///
537     /// # Examples
538     ///
539     /// ```
540     /// use std::collections::VecDeque;
541     ///
542     /// let mut buf: VecDeque<i32> = vec![1].into_iter().collect();
543     /// buf.reserve(10);
544     /// assert!(buf.capacity() >= 11);
545     /// ```
546     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
547     pub fn reserve(&mut self, additional: usize) {
548         let old_cap = self.cap();
549         let used_cap = self.len() + 1;
550         let new_cap = used_cap.checked_add(additional)
551             .and_then(|needed_cap| needed_cap.checked_next_power_of_two())
552             .expect("capacity overflow");
553
554         if new_cap > self.capacity() {
555             self.buf.reserve_exact(used_cap, new_cap - used_cap);
556             unsafe {
557                 self.handle_cap_increase(old_cap);
558             }
559         }
560     }
561
562     /// Shrinks the capacity of the `VecDeque` as much as possible.
563     ///
564     /// It will drop down as close as possible to the length but the allocator may still inform the
565     /// `VecDeque` that there is space for a few more elements.
566     ///
567     /// # Examples
568     ///
569     /// ```
570     /// use std::collections::VecDeque;
571     ///
572     /// let mut buf = VecDeque::with_capacity(15);
573     /// buf.extend(0..4);
574     /// assert_eq!(buf.capacity(), 15);
575     /// buf.shrink_to_fit();
576     /// assert!(buf.capacity() >= 4);
577     /// ```
578     #[stable(feature = "deque_extras_15", since = "1.5.0")]
579     pub fn shrink_to_fit(&mut self) {
580         // +1 since the ringbuffer always leaves one space empty
581         // len + 1 can't overflow for an existing, well-formed ringbuffer.
582         let target_cap = cmp::max(self.len() + 1, MINIMUM_CAPACITY + 1).next_power_of_two();
583         if target_cap < self.cap() {
584             // There are three cases of interest:
585             //   All elements are out of desired bounds
586             //   Elements are contiguous, and head is out of desired bounds
587             //   Elements are discontiguous, and tail is out of desired bounds
588             //
589             // At all other times, element positions are unaffected.
590             //
591             // Indicates that elements at the head should be moved.
592             let head_outside = self.head == 0 || self.head >= target_cap;
593             // Move elements from out of desired bounds (positions after target_cap)
594             if self.tail >= target_cap && head_outside {
595                 //                    T             H
596                 //   [. . . . . . . . o o o o o o o . ]
597                 //    T             H
598                 //   [o o o o o o o . ]
599                 unsafe {
600                     self.copy_nonoverlapping(0, self.tail, self.len());
601                 }
602                 self.head = self.len();
603                 self.tail = 0;
604             } else if self.tail != 0 && self.tail < target_cap && head_outside {
605                 //          T             H
606                 //   [. . . o o o o o o o . . . . . . ]
607                 //        H T
608                 //   [o o . o o o o o ]
609                 let len = self.wrap_sub(self.head, target_cap);
610                 unsafe {
611                     self.copy_nonoverlapping(0, target_cap, len);
612                 }
613                 self.head = len;
614                 debug_assert!(self.head < self.tail);
615             } else if self.tail >= target_cap {
616                 //              H                 T
617                 //   [o o o o o . . . . . . . . . o o ]
618                 //              H T
619                 //   [o o o o o . o o ]
620                 debug_assert!(self.wrap_sub(self.head, 1) < target_cap);
621                 let len = self.cap() - self.tail;
622                 let new_tail = target_cap - len;
623                 unsafe {
624                     self.copy_nonoverlapping(new_tail, self.tail, len);
625                 }
626                 self.tail = new_tail;
627                 debug_assert!(self.head < self.tail);
628             }
629
630             self.buf.shrink_to_fit(target_cap);
631
632             debug_assert!(self.head < self.cap());
633             debug_assert!(self.tail < self.cap());
634             debug_assert!(self.cap().count_ones() == 1);
635         }
636     }
637
638     /// Shortens a `VecDeque`, dropping excess elements from the back.
639     ///
640     /// If `len` is greater than the `VecDeque`'s current length, this has no
641     /// effect.
642     ///
643     /// # Examples
644     ///
645     /// ```
646     /// use std::collections::VecDeque;
647     ///
648     /// let mut buf = VecDeque::new();
649     /// buf.push_back(5);
650     /// buf.push_back(10);
651     /// buf.push_back(15);
652     /// assert_eq!(buf, [5, 10, 15]);
653     /// buf.truncate(1);
654     /// assert_eq!(buf, [5]);
655     /// ```
656     #[stable(feature = "deque_extras", since = "1.16.0")]
657     pub fn truncate(&mut self, len: usize) {
658         for _ in len..self.len() {
659             self.pop_back();
660         }
661     }
662
663     /// Returns a front-to-back iterator.
664     ///
665     /// # Examples
666     ///
667     /// ```
668     /// use std::collections::VecDeque;
669     ///
670     /// let mut buf = VecDeque::new();
671     /// buf.push_back(5);
672     /// buf.push_back(3);
673     /// buf.push_back(4);
674     /// let b: &[_] = &[&5, &3, &4];
675     /// let c: Vec<&i32> = buf.iter().collect();
676     /// assert_eq!(&c[..], b);
677     /// ```
678     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
679     pub fn iter(&self) -> Iter<T> {
680         Iter {
681             tail: self.tail,
682             head: self.head,
683             ring: unsafe { self.buffer_as_slice() },
684         }
685     }
686
687     /// Returns a front-to-back iterator that returns mutable references.
688     ///
689     /// # Examples
690     ///
691     /// ```
692     /// use std::collections::VecDeque;
693     ///
694     /// let mut buf = VecDeque::new();
695     /// buf.push_back(5);
696     /// buf.push_back(3);
697     /// buf.push_back(4);
698     /// for num in buf.iter_mut() {
699     ///     *num = *num - 2;
700     /// }
701     /// let b: &[_] = &[&mut 3, &mut 1, &mut 2];
702     /// assert_eq!(&buf.iter_mut().collect::<Vec<&mut i32>>()[..], b);
703     /// ```
704     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
705     pub fn iter_mut(&mut self) -> IterMut<T> {
706         IterMut {
707             tail: self.tail,
708             head: self.head,
709             ring: unsafe { self.buffer_as_mut_slice() },
710         }
711     }
712
713     /// Returns a pair of slices which contain, in order, the contents of the
714     /// `VecDeque`.
715     ///
716     /// # Examples
717     ///
718     /// ```
719     /// use std::collections::VecDeque;
720     ///
721     /// let mut vector = VecDeque::new();
722     ///
723     /// vector.push_back(0);
724     /// vector.push_back(1);
725     /// vector.push_back(2);
726     ///
727     /// assert_eq!(vector.as_slices(), (&[0, 1, 2][..], &[][..]));
728     ///
729     /// vector.push_front(10);
730     /// vector.push_front(9);
731     ///
732     /// assert_eq!(vector.as_slices(), (&[9, 10][..], &[0, 1, 2][..]));
733     /// ```
734     #[inline]
735     #[stable(feature = "deque_extras_15", since = "1.5.0")]
736     pub fn as_slices(&self) -> (&[T], &[T]) {
737         unsafe {
738             let buf = self.buffer_as_slice();
739             RingSlices::ring_slices(buf, self.head, self.tail)
740         }
741     }
742
743     /// Returns a pair of slices which contain, in order, the contents of the
744     /// `VecDeque`.
745     ///
746     /// # Examples
747     ///
748     /// ```
749     /// use std::collections::VecDeque;
750     ///
751     /// let mut vector = VecDeque::new();
752     ///
753     /// vector.push_back(0);
754     /// vector.push_back(1);
755     ///
756     /// vector.push_front(10);
757     /// vector.push_front(9);
758     ///
759     /// vector.as_mut_slices().0[0] = 42;
760     /// vector.as_mut_slices().1[0] = 24;
761     /// assert_eq!(vector.as_slices(), (&[42, 10][..], &[24, 1][..]));
762     /// ```
763     #[inline]
764     #[stable(feature = "deque_extras_15", since = "1.5.0")]
765     pub fn as_mut_slices(&mut self) -> (&mut [T], &mut [T]) {
766         unsafe {
767             let head = self.head;
768             let tail = self.tail;
769             let buf = self.buffer_as_mut_slice();
770             RingSlices::ring_slices(buf, head, tail)
771         }
772     }
773
774     /// Returns the number of elements in the `VecDeque`.
775     ///
776     /// # Examples
777     ///
778     /// ```
779     /// use std::collections::VecDeque;
780     ///
781     /// let mut v = VecDeque::new();
782     /// assert_eq!(v.len(), 0);
783     /// v.push_back(1);
784     /// assert_eq!(v.len(), 1);
785     /// ```
786     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
787     pub fn len(&self) -> usize {
788         count(self.tail, self.head, self.cap())
789     }
790
791     /// Returns true if the buffer contains no elements
792     ///
793     /// # Examples
794     ///
795     /// ```
796     /// use std::collections::VecDeque;
797     ///
798     /// let mut v = VecDeque::new();
799     /// assert!(v.is_empty());
800     /// v.push_front(1);
801     /// assert!(!v.is_empty());
802     /// ```
803     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
804     pub fn is_empty(&self) -> bool {
805         self.tail == self.head
806     }
807
808     /// Create a draining iterator that removes the specified range in the
809     /// `VecDeque` and yields the removed items.
810     ///
811     /// Note 1: The element range is removed even if the iterator is not
812     /// consumed until the end.
813     ///
814     /// Note 2: It is unspecified how many elements are removed from the deque,
815     /// if the `Drain` value is not dropped, but the borrow it holds expires
816     /// (eg. due to mem::forget).
817     ///
818     /// # Panics
819     ///
820     /// Panics if the starting point is greater than the end point or if
821     /// the end point is greater than the length of the vector.
822     ///
823     /// # Examples
824     ///
825     /// ```
826     /// use std::collections::VecDeque;
827     ///
828     /// let mut v: VecDeque<_> = vec![1, 2, 3].into_iter().collect();
829     /// let drained = v.drain(2..).collect::<VecDeque<_>>();
830     /// assert_eq!(drained, [3]);
831     /// assert_eq!(v, [1, 2]);
832     ///
833     /// // A full range clears all contents
834     /// v.drain(..);
835     /// assert!(v.is_empty());
836     /// ```
837     #[inline]
838     #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
839     pub fn drain<R>(&mut self, range: R) -> Drain<T>
840         where R: RangeArgument<usize>
841     {
842         // Memory safety
843         //
844         // When the Drain is first created, the source deque is shortened to
845         // make sure no uninitialized or moved-from elements are accessible at
846         // all if the Drain's destructor never gets to run.
847         //
848         // Drain will ptr::read out the values to remove.
849         // When finished, the remaining data will be copied back to cover the hole,
850         // and the head/tail values will be restored correctly.
851         //
852         let len = self.len();
853         let start = match range.start() {
854             Included(&n) => n,
855             Excluded(&n) => n + 1,
856             Unbounded    => 0,
857         };
858         let end = match range.end() {
859             Included(&n) => n + 1,
860             Excluded(&n) => n,
861             Unbounded    => len,
862         };
863         assert!(start <= end, "drain lower bound was too large");
864         assert!(end <= len, "drain upper bound was too large");
865
866         // The deque's elements are parted into three segments:
867         // * self.tail  -> drain_tail
868         // * drain_tail -> drain_head
869         // * drain_head -> self.head
870         //
871         // T = self.tail; H = self.head; t = drain_tail; h = drain_head
872         //
873         // We store drain_tail as self.head, and drain_head and self.head as
874         // after_tail and after_head respectively on the Drain. This also
875         // truncates the effective array such that if the Drain is leaked, we
876         // have forgotten about the potentially moved values after the start of
877         // the drain.
878         //
879         //        T   t   h   H
880         // [. . . o o x x o o . . .]
881         //
882         let drain_tail = self.wrap_add(self.tail, start);
883         let drain_head = self.wrap_add(self.tail, end);
884         let head = self.head;
885
886         // "forget" about the values after the start of the drain until after
887         // the drain is complete and the Drain destructor is run.
888         self.head = drain_tail;
889
890         Drain {
891             deque: unsafe { Shared::new(self as *mut _) },
892             after_tail: drain_head,
893             after_head: head,
894             iter: Iter {
895                 tail: drain_tail,
896                 head: drain_head,
897                 ring: unsafe { self.buffer_as_mut_slice() },
898             },
899         }
900     }
901
902     /// Clears the buffer, removing all values.
903     ///
904     /// # Examples
905     ///
906     /// ```
907     /// use std::collections::VecDeque;
908     ///
909     /// let mut v = VecDeque::new();
910     /// v.push_back(1);
911     /// v.clear();
912     /// assert!(v.is_empty());
913     /// ```
914     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
915     #[inline]
916     pub fn clear(&mut self) {
917         self.drain(..);
918     }
919
920     /// Returns `true` if the `VecDeque` contains an element equal to the
921     /// given value.
922     ///
923     /// # Examples
924     ///
925     /// ```
926     /// use std::collections::VecDeque;
927     ///
928     /// let mut vector: VecDeque<u32> = VecDeque::new();
929     ///
930     /// vector.push_back(0);
931     /// vector.push_back(1);
932     ///
933     /// assert_eq!(vector.contains(&1), true);
934     /// assert_eq!(vector.contains(&10), false);
935     /// ```
936     #[stable(feature = "vec_deque_contains", since = "1.12.0")]
937     pub fn contains(&self, x: &T) -> bool
938         where T: PartialEq<T>
939     {
940         let (a, b) = self.as_slices();
941         a.contains(x) || b.contains(x)
942     }
943
944     /// Provides a reference to the front element, or `None` if the sequence is
945     /// empty.
946     ///
947     /// # Examples
948     ///
949     /// ```
950     /// use std::collections::VecDeque;
951     ///
952     /// let mut d = VecDeque::new();
953     /// assert_eq!(d.front(), None);
954     ///
955     /// d.push_back(1);
956     /// d.push_back(2);
957     /// assert_eq!(d.front(), Some(&1));
958     /// ```
959     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
960     pub fn front(&self) -> Option<&T> {
961         if !self.is_empty() {
962             Some(&self[0])
963         } else {
964             None
965         }
966     }
967
968     /// Provides a mutable reference to the front element, or `None` if the
969     /// sequence is empty.
970     ///
971     /// # Examples
972     ///
973     /// ```
974     /// use std::collections::VecDeque;
975     ///
976     /// let mut d = VecDeque::new();
977     /// assert_eq!(d.front_mut(), None);
978     ///
979     /// d.push_back(1);
980     /// d.push_back(2);
981     /// match d.front_mut() {
982     ///     Some(x) => *x = 9,
983     ///     None => (),
984     /// }
985     /// assert_eq!(d.front(), Some(&9));
986     /// ```
987     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
988     pub fn front_mut(&mut self) -> Option<&mut T> {
989         if !self.is_empty() {
990             Some(&mut self[0])
991         } else {
992             None
993         }
994     }
995
996     /// Provides a reference to the back element, or `None` if the sequence is
997     /// empty.
998     ///
999     /// # Examples
1000     ///
1001     /// ```
1002     /// use std::collections::VecDeque;
1003     ///
1004     /// let mut d = VecDeque::new();
1005     /// assert_eq!(d.back(), None);
1006     ///
1007     /// d.push_back(1);
1008     /// d.push_back(2);
1009     /// assert_eq!(d.back(), Some(&2));
1010     /// ```
1011     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1012     pub fn back(&self) -> Option<&T> {
1013         if !self.is_empty() {
1014             Some(&self[self.len() - 1])
1015         } else {
1016             None
1017         }
1018     }
1019
1020     /// Provides a mutable reference to the back element, or `None` if the
1021     /// sequence is empty.
1022     ///
1023     /// # Examples
1024     ///
1025     /// ```
1026     /// use std::collections::VecDeque;
1027     ///
1028     /// let mut d = VecDeque::new();
1029     /// assert_eq!(d.back(), None);
1030     ///
1031     /// d.push_back(1);
1032     /// d.push_back(2);
1033     /// match d.back_mut() {
1034     ///     Some(x) => *x = 9,
1035     ///     None => (),
1036     /// }
1037     /// assert_eq!(d.back(), Some(&9));
1038     /// ```
1039     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1040     pub fn back_mut(&mut self) -> Option<&mut T> {
1041         let len = self.len();
1042         if !self.is_empty() {
1043             Some(&mut self[len - 1])
1044         } else {
1045             None
1046         }
1047     }
1048
1049     /// Removes the first element and returns it, or `None` if the sequence is
1050     /// empty.
1051     ///
1052     /// # Examples
1053     ///
1054     /// ```
1055     /// use std::collections::VecDeque;
1056     ///
1057     /// let mut d = VecDeque::new();
1058     /// d.push_back(1);
1059     /// d.push_back(2);
1060     ///
1061     /// assert_eq!(d.pop_front(), Some(1));
1062     /// assert_eq!(d.pop_front(), Some(2));
1063     /// assert_eq!(d.pop_front(), None);
1064     /// ```
1065     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1066     pub fn pop_front(&mut self) -> Option<T> {
1067         if self.is_empty() {
1068             None
1069         } else {
1070             let tail = self.tail;
1071             self.tail = self.wrap_add(self.tail, 1);
1072             unsafe { Some(self.buffer_read(tail)) }
1073         }
1074     }
1075
1076     /// Inserts an element first in the sequence.
1077     ///
1078     /// # Examples
1079     ///
1080     /// ```
1081     /// use std::collections::VecDeque;
1082     ///
1083     /// let mut d = VecDeque::new();
1084     /// d.push_front(1);
1085     /// d.push_front(2);
1086     /// assert_eq!(d.front(), Some(&2));
1087     /// ```
1088     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1089     pub fn push_front(&mut self, value: T) {
1090         if self.is_full() {
1091             let old_cap = self.cap();
1092             self.buf.double();
1093             unsafe {
1094                 self.handle_cap_increase(old_cap);
1095             }
1096             debug_assert!(!self.is_full());
1097         }
1098
1099         self.tail = self.wrap_sub(self.tail, 1);
1100         let tail = self.tail;
1101         unsafe {
1102             self.buffer_write(tail, value);
1103         }
1104     }
1105
1106     /// Appends an element to the back of a buffer
1107     ///
1108     /// # Examples
1109     ///
1110     /// ```
1111     /// use std::collections::VecDeque;
1112     ///
1113     /// let mut buf = VecDeque::new();
1114     /// buf.push_back(1);
1115     /// buf.push_back(3);
1116     /// assert_eq!(3, *buf.back().unwrap());
1117     /// ```
1118     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1119     pub fn push_back(&mut self, value: T) {
1120         if self.is_full() {
1121             let old_cap = self.cap();
1122             self.buf.double();
1123             unsafe {
1124                 self.handle_cap_increase(old_cap);
1125             }
1126             debug_assert!(!self.is_full());
1127         }
1128
1129         let head = self.head;
1130         self.head = self.wrap_add(self.head, 1);
1131         unsafe { self.buffer_write(head, value) }
1132     }
1133
1134     /// Removes the last element from a buffer and returns it, or `None` if
1135     /// it is empty.
1136     ///
1137     /// # Examples
1138     ///
1139     /// ```
1140     /// use std::collections::VecDeque;
1141     ///
1142     /// let mut buf = VecDeque::new();
1143     /// assert_eq!(buf.pop_back(), None);
1144     /// buf.push_back(1);
1145     /// buf.push_back(3);
1146     /// assert_eq!(buf.pop_back(), Some(3));
1147     /// ```
1148     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1149     pub fn pop_back(&mut self) -> Option<T> {
1150         if self.is_empty() {
1151             None
1152         } else {
1153             self.head = self.wrap_sub(self.head, 1);
1154             let head = self.head;
1155             unsafe { Some(self.buffer_read(head)) }
1156         }
1157     }
1158
1159     #[inline]
1160     fn is_contiguous(&self) -> bool {
1161         self.tail <= self.head
1162     }
1163
1164     /// Removes an element from anywhere in the `VecDeque` and returns it, replacing it with the
1165     /// last element.
1166     ///
1167     /// This does not preserve ordering, but is O(1).
1168     ///
1169     /// Returns `None` if `index` is out of bounds.
1170     ///
1171     /// Element at index 0 is the front of the queue.
1172     ///
1173     /// # Examples
1174     ///
1175     /// ```
1176     /// use std::collections::VecDeque;
1177     ///
1178     /// let mut buf = VecDeque::new();
1179     /// assert_eq!(buf.swap_remove_back(0), None);
1180     /// buf.push_back(1);
1181     /// buf.push_back(2);
1182     /// buf.push_back(3);
1183     /// assert_eq!(buf, [1, 2, 3]);
1184     ///
1185     /// assert_eq!(buf.swap_remove_back(0), Some(1));
1186     /// assert_eq!(buf, [3, 2]);
1187     /// ```
1188     #[stable(feature = "deque_extras_15", since = "1.5.0")]
1189     pub fn swap_remove_back(&mut self, index: usize) -> Option<T> {
1190         let length = self.len();
1191         if length > 0 && index < length - 1 {
1192             self.swap(index, length - 1);
1193         } else if index >= length {
1194             return None;
1195         }
1196         self.pop_back()
1197     }
1198
1199     /// Removes an element from anywhere in the `VecDeque` and returns it,
1200     /// replacing it with the first element.
1201     ///
1202     /// This does not preserve ordering, but is O(1).
1203     ///
1204     /// Returns `None` if `index` is out of bounds.
1205     ///
1206     /// Element at index 0 is the front of the queue.
1207     ///
1208     /// # Examples
1209     ///
1210     /// ```
1211     /// use std::collections::VecDeque;
1212     ///
1213     /// let mut buf = VecDeque::new();
1214     /// assert_eq!(buf.swap_remove_front(0), None);
1215     /// buf.push_back(1);
1216     /// buf.push_back(2);
1217     /// buf.push_back(3);
1218     /// assert_eq!(buf, [1, 2, 3]);
1219     ///
1220     /// assert_eq!(buf.swap_remove_front(2), Some(3));
1221     /// assert_eq!(buf, [2, 1]);
1222     /// ```
1223     #[stable(feature = "deque_extras_15", since = "1.5.0")]
1224     pub fn swap_remove_front(&mut self, index: usize) -> Option<T> {
1225         let length = self.len();
1226         if length > 0 && index < length && index != 0 {
1227             self.swap(index, 0);
1228         } else if index >= length {
1229             return None;
1230         }
1231         self.pop_front()
1232     }
1233
1234     /// Inserts an element at `index` within the `VecDeque`, shifting all elements with indices
1235     /// greater than or equal to `index` towards the back.
1236     ///
1237     /// Element at index 0 is the front of the queue.
1238     ///
1239     /// # Panics
1240     ///
1241     /// Panics if `index` is greater than `VecDeque`'s length
1242     ///
1243     /// # Examples
1244     ///
1245     /// ```
1246     /// use std::collections::VecDeque;
1247     ///
1248     /// let mut vec_deque = VecDeque::new();
1249     /// vec_deque.push_back('a');
1250     /// vec_deque.push_back('b');
1251     /// vec_deque.push_back('c');
1252     /// assert_eq!(vec_deque, &['a', 'b', 'c']);
1253     ///
1254     /// vec_deque.insert(1, 'd');
1255     /// assert_eq!(vec_deque, &['a', 'd', 'b', 'c']);
1256     /// ```
1257     #[stable(feature = "deque_extras_15", since = "1.5.0")]
1258     pub fn insert(&mut self, index: usize, value: T) {
1259         assert!(index <= self.len(), "index out of bounds");
1260         if self.is_full() {
1261             let old_cap = self.cap();
1262             self.buf.double();
1263             unsafe {
1264                 self.handle_cap_increase(old_cap);
1265             }
1266             debug_assert!(!self.is_full());
1267         }
1268
1269         // Move the least number of elements in the ring buffer and insert
1270         // the given object
1271         //
1272         // At most len/2 - 1 elements will be moved. O(min(n, n-i))
1273         //
1274         // There are three main cases:
1275         //  Elements are contiguous
1276         //      - special case when tail is 0
1277         //  Elements are discontiguous and the insert is in the tail section
1278         //  Elements are discontiguous and the insert is in the head section
1279         //
1280         // For each of those there are two more cases:
1281         //  Insert is closer to tail
1282         //  Insert is closer to head
1283         //
1284         // Key: H - self.head
1285         //      T - self.tail
1286         //      o - Valid element
1287         //      I - Insertion element
1288         //      A - The element that should be after the insertion point
1289         //      M - Indicates element was moved
1290
1291         let idx = self.wrap_add(self.tail, index);
1292
1293         let distance_to_tail = index;
1294         let distance_to_head = self.len() - index;
1295
1296         let contiguous = self.is_contiguous();
1297
1298         match (contiguous, distance_to_tail <= distance_to_head, idx >= self.tail) {
1299             (true, true, _) if index == 0 => {
1300                 // push_front
1301                 //
1302                 //       T
1303                 //       I             H
1304                 //      [A o o o o o o . . . . . . . . .]
1305                 //
1306                 //                       H         T
1307                 //      [A o o o o o o o . . . . . I]
1308                 //
1309
1310                 self.tail = self.wrap_sub(self.tail, 1);
1311             }
1312             (true, true, _) => {
1313                 unsafe {
1314                     // contiguous, insert closer to tail:
1315                     //
1316                     //             T   I         H
1317                     //      [. . . o o A o o o o . . . . . .]
1318                     //
1319                     //           T               H
1320                     //      [. . o o I A o o o o . . . . . .]
1321                     //           M M
1322                     //
1323                     // contiguous, insert closer to tail and tail is 0:
1324                     //
1325                     //
1326                     //       T   I         H
1327                     //      [o o A o o o o . . . . . . . . .]
1328                     //
1329                     //                       H             T
1330                     //      [o I A o o o o o . . . . . . . o]
1331                     //       M                             M
1332
1333                     let new_tail = self.wrap_sub(self.tail, 1);
1334
1335                     self.copy(new_tail, self.tail, 1);
1336                     // Already moved the tail, so we only copy `index - 1` elements.
1337                     self.copy(self.tail, self.tail + 1, index - 1);
1338
1339                     self.tail = new_tail;
1340                 }
1341             }
1342             (true, false, _) => {
1343                 unsafe {
1344                     //  contiguous, insert closer to head:
1345                     //
1346                     //             T       I     H
1347                     //      [. . . o o o o A o o . . . . . .]
1348                     //
1349                     //             T               H
1350                     //      [. . . o o o o I A o o . . . . .]
1351                     //                       M M M
1352
1353                     self.copy(idx + 1, idx, self.head - idx);
1354                     self.head = self.wrap_add(self.head, 1);
1355                 }
1356             }
1357             (false, true, true) => {
1358                 unsafe {
1359                     // discontiguous, insert closer to tail, tail section:
1360                     //
1361                     //                   H         T   I
1362                     //      [o o o o o o . . . . . o o A o o]
1363                     //
1364                     //                   H       T
1365                     //      [o o o o o o . . . . o o I A o o]
1366                     //                           M M
1367
1368                     self.copy(self.tail - 1, self.tail, index);
1369                     self.tail -= 1;
1370                 }
1371             }
1372             (false, false, true) => {
1373                 unsafe {
1374                     // discontiguous, insert closer to head, tail section:
1375                     //
1376                     //           H             T         I
1377                     //      [o o . . . . . . . o o o o o A o]
1378                     //
1379                     //             H           T
1380                     //      [o o o . . . . . . o o o o o I A]
1381                     //       M M M                         M
1382
1383                     // copy elements up to new head
1384                     self.copy(1, 0, self.head);
1385
1386                     // copy last element into empty spot at bottom of buffer
1387                     self.copy(0, self.cap() - 1, 1);
1388
1389                     // move elements from idx to end forward not including ^ element
1390                     self.copy(idx + 1, idx, self.cap() - 1 - idx);
1391
1392                     self.head += 1;
1393                 }
1394             }
1395             (false, true, false) if idx == 0 => {
1396                 unsafe {
1397                     // discontiguous, insert is closer to tail, head section,
1398                     // and is at index zero in the internal buffer:
1399                     //
1400                     //       I                   H     T
1401                     //      [A o o o o o o o o o . . . o o o]
1402                     //
1403                     //                           H   T
1404                     //      [A o o o o o o o o o . . o o o I]
1405                     //                               M M M
1406
1407                     // copy elements up to new tail
1408                     self.copy(self.tail - 1, self.tail, self.cap() - self.tail);
1409
1410                     // copy last element into empty spot at bottom of buffer
1411                     self.copy(self.cap() - 1, 0, 1);
1412
1413                     self.tail -= 1;
1414                 }
1415             }
1416             (false, true, false) => {
1417                 unsafe {
1418                     // discontiguous, insert closer to tail, head section:
1419                     //
1420                     //             I             H     T
1421                     //      [o o o A o o o o o o . . . o o o]
1422                     //
1423                     //                           H   T
1424                     //      [o o I A o o o o o o . . o o o o]
1425                     //       M M                     M M M M
1426
1427                     // copy elements up to new tail
1428                     self.copy(self.tail - 1, self.tail, self.cap() - self.tail);
1429
1430                     // copy last element into empty spot at bottom of buffer
1431                     self.copy(self.cap() - 1, 0, 1);
1432
1433                     // move elements from idx-1 to end forward not including ^ element
1434                     self.copy(0, 1, idx - 1);
1435
1436                     self.tail -= 1;
1437                 }
1438             }
1439             (false, false, false) => {
1440                 unsafe {
1441                     // discontiguous, insert closer to head, head section:
1442                     //
1443                     //               I     H           T
1444                     //      [o o o o A o o . . . . . . o o o]
1445                     //
1446                     //                     H           T
1447                     //      [o o o o I A o o . . . . . o o o]
1448                     //                 M M M
1449
1450                     self.copy(idx + 1, idx, self.head - idx);
1451                     self.head += 1;
1452                 }
1453             }
1454         }
1455
1456         // tail might've been changed so we need to recalculate
1457         let new_idx = self.wrap_add(self.tail, index);
1458         unsafe {
1459             self.buffer_write(new_idx, value);
1460         }
1461     }
1462
1463     /// Removes and returns the element at `index` from the `VecDeque`.
1464     /// Whichever end is closer to the removal point will be moved to make
1465     /// room, and all the affected elements will be moved to new positions.
1466     /// Returns `None` if `index` is out of bounds.
1467     ///
1468     /// Element at index 0 is the front of the queue.
1469     ///
1470     /// # Examples
1471     ///
1472     /// ```
1473     /// use std::collections::VecDeque;
1474     ///
1475     /// let mut buf = VecDeque::new();
1476     /// buf.push_back(1);
1477     /// buf.push_back(2);
1478     /// buf.push_back(3);
1479     /// assert_eq!(buf, [1, 2, 3]);
1480     ///
1481     /// assert_eq!(buf.remove(1), Some(2));
1482     /// assert_eq!(buf, [1, 3]);
1483     /// ```
1484     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1485     pub fn remove(&mut self, index: usize) -> Option<T> {
1486         if self.is_empty() || self.len() <= index {
1487             return None;
1488         }
1489
1490         // There are three main cases:
1491         //  Elements are contiguous
1492         //  Elements are discontiguous and the removal is in the tail section
1493         //  Elements are discontiguous and the removal is in the head section
1494         //      - special case when elements are technically contiguous,
1495         //        but self.head = 0
1496         //
1497         // For each of those there are two more cases:
1498         //  Insert is closer to tail
1499         //  Insert is closer to head
1500         //
1501         // Key: H - self.head
1502         //      T - self.tail
1503         //      o - Valid element
1504         //      x - Element marked for removal
1505         //      R - Indicates element that is being removed
1506         //      M - Indicates element was moved
1507
1508         let idx = self.wrap_add(self.tail, index);
1509
1510         let elem = unsafe { Some(self.buffer_read(idx)) };
1511
1512         let distance_to_tail = index;
1513         let distance_to_head = self.len() - index;
1514
1515         let contiguous = self.is_contiguous();
1516
1517         match (contiguous, distance_to_tail <= distance_to_head, idx >= self.tail) {
1518             (true, true, _) => {
1519                 unsafe {
1520                     // contiguous, remove closer to tail:
1521                     //
1522                     //             T   R         H
1523                     //      [. . . o o x o o o o . . . . . .]
1524                     //
1525                     //               T           H
1526                     //      [. . . . o o o o o o . . . . . .]
1527                     //               M M
1528
1529                     self.copy(self.tail + 1, self.tail, index);
1530                     self.tail += 1;
1531                 }
1532             }
1533             (true, false, _) => {
1534                 unsafe {
1535                     // contiguous, remove closer to head:
1536                     //
1537                     //             T       R     H
1538                     //      [. . . o o o o x o o . . . . . .]
1539                     //
1540                     //             T           H
1541                     //      [. . . o o o o o o . . . . . . .]
1542                     //                     M M
1543
1544                     self.copy(idx, idx + 1, self.head - idx - 1);
1545                     self.head -= 1;
1546                 }
1547             }
1548             (false, true, true) => {
1549                 unsafe {
1550                     // discontiguous, remove closer to tail, tail section:
1551                     //
1552                     //                   H         T   R
1553                     //      [o o o o o o . . . . . o o x o o]
1554                     //
1555                     //                   H           T
1556                     //      [o o o o o o . . . . . . o o o o]
1557                     //                               M M
1558
1559                     self.copy(self.tail + 1, self.tail, index);
1560                     self.tail = self.wrap_add(self.tail, 1);
1561                 }
1562             }
1563             (false, false, false) => {
1564                 unsafe {
1565                     // discontiguous, remove closer to head, head section:
1566                     //
1567                     //               R     H           T
1568                     //      [o o o o x o o . . . . . . o o o]
1569                     //
1570                     //                   H             T
1571                     //      [o o o o o o . . . . . . . o o o]
1572                     //               M M
1573
1574                     self.copy(idx, idx + 1, self.head - idx - 1);
1575                     self.head -= 1;
1576                 }
1577             }
1578             (false, false, true) => {
1579                 unsafe {
1580                     // discontiguous, remove closer to head, tail section:
1581                     //
1582                     //             H           T         R
1583                     //      [o o o . . . . . . o o o o o x o]
1584                     //
1585                     //           H             T
1586                     //      [o o . . . . . . . o o o o o o o]
1587                     //       M M                         M M
1588                     //
1589                     // or quasi-discontiguous, remove next to head, tail section:
1590                     //
1591                     //       H                 T         R
1592                     //      [. . . . . . . . . o o o o o x o]
1593                     //
1594                     //                         T           H
1595                     //      [. . . . . . . . . o o o o o o .]
1596                     //                                   M
1597
1598                     // draw in elements in the tail section
1599                     self.copy(idx, idx + 1, self.cap() - idx - 1);
1600
1601                     // Prevents underflow.
1602                     if self.head != 0 {
1603                         // copy first element into empty spot
1604                         self.copy(self.cap() - 1, 0, 1);
1605
1606                         // move elements in the head section backwards
1607                         self.copy(0, 1, self.head - 1);
1608                     }
1609
1610                     self.head = self.wrap_sub(self.head, 1);
1611                 }
1612             }
1613             (false, true, false) => {
1614                 unsafe {
1615                     // discontiguous, remove closer to tail, head section:
1616                     //
1617                     //           R               H     T
1618                     //      [o o x o o o o o o o . . . o o o]
1619                     //
1620                     //                           H       T
1621                     //      [o o o o o o o o o o . . . . o o]
1622                     //       M M M                       M M
1623
1624                     // draw in elements up to idx
1625                     self.copy(1, 0, idx);
1626
1627                     // copy last element into empty spot
1628                     self.copy(0, self.cap() - 1, 1);
1629
1630                     // move elements from tail to end forward, excluding the last one
1631                     self.copy(self.tail + 1, self.tail, self.cap() - self.tail - 1);
1632
1633                     self.tail = self.wrap_add(self.tail, 1);
1634                 }
1635             }
1636         }
1637
1638         return elem;
1639     }
1640
1641     /// Splits the collection into two at the given index.
1642     ///
1643     /// Returns a newly allocated `Self`. `self` contains elements `[0, at)`,
1644     /// and the returned `Self` contains elements `[at, len)`.
1645     ///
1646     /// Note that the capacity of `self` does not change.
1647     ///
1648     /// Element at index 0 is the front of the queue.
1649     ///
1650     /// # Panics
1651     ///
1652     /// Panics if `at > len`
1653     ///
1654     /// # Examples
1655     ///
1656     /// ```
1657     /// use std::collections::VecDeque;
1658     ///
1659     /// let mut buf: VecDeque<_> = vec![1,2,3].into_iter().collect();
1660     /// let buf2 = buf.split_off(1);
1661     /// assert_eq!(buf, [1]);
1662     /// assert_eq!(buf2, [2, 3]);
1663     /// ```
1664     #[inline]
1665     #[stable(feature = "split_off", since = "1.4.0")]
1666     pub fn split_off(&mut self, at: usize) -> Self {
1667         let len = self.len();
1668         assert!(at <= len, "`at` out of bounds");
1669
1670         let other_len = len - at;
1671         let mut other = VecDeque::with_capacity(other_len);
1672
1673         unsafe {
1674             let (first_half, second_half) = self.as_slices();
1675
1676             let first_len = first_half.len();
1677             let second_len = second_half.len();
1678             if at < first_len {
1679                 // `at` lies in the first half.
1680                 let amount_in_first = first_len - at;
1681
1682                 ptr::copy_nonoverlapping(first_half.as_ptr().offset(at as isize),
1683                                          other.ptr(),
1684                                          amount_in_first);
1685
1686                 // just take all of the second half.
1687                 ptr::copy_nonoverlapping(second_half.as_ptr(),
1688                                          other.ptr().offset(amount_in_first as isize),
1689                                          second_len);
1690             } else {
1691                 // `at` lies in the second half, need to factor in the elements we skipped
1692                 // in the first half.
1693                 let offset = at - first_len;
1694                 let amount_in_second = second_len - offset;
1695                 ptr::copy_nonoverlapping(second_half.as_ptr().offset(offset as isize),
1696                                          other.ptr(),
1697                                          amount_in_second);
1698             }
1699         }
1700
1701         // Cleanup where the ends of the buffers are
1702         self.head = self.wrap_sub(self.head, other_len);
1703         other.head = other.wrap_index(other_len);
1704
1705         other
1706     }
1707
1708     /// Moves all the elements of `other` into `Self`, leaving `other` empty.
1709     ///
1710     /// # Panics
1711     ///
1712     /// Panics if the new number of elements in self overflows a `usize`.
1713     ///
1714     /// # Examples
1715     ///
1716     /// ```
1717     /// use std::collections::VecDeque;
1718     ///
1719     /// let mut buf: VecDeque<_> = vec![1, 2].into_iter().collect();
1720     /// let mut buf2: VecDeque<_> = vec![3, 4].into_iter().collect();
1721     /// buf.append(&mut buf2);
1722     /// assert_eq!(buf, [1, 2, 3, 4]);
1723     /// assert_eq!(buf2, []);
1724     /// ```
1725     #[inline]
1726     #[stable(feature = "append", since = "1.4.0")]
1727     pub fn append(&mut self, other: &mut Self) {
1728         // naive impl
1729         self.extend(other.drain(..));
1730     }
1731
1732     /// Retains only the elements specified by the predicate.
1733     ///
1734     /// In other words, remove all elements `e` such that `f(&e)` returns false.
1735     /// This method operates in place and preserves the order of the retained
1736     /// elements.
1737     ///
1738     /// # Examples
1739     ///
1740     /// ```
1741     /// use std::collections::VecDeque;
1742     ///
1743     /// let mut buf = VecDeque::new();
1744     /// buf.extend(1..5);
1745     /// buf.retain(|&x| x%2 == 0);
1746     /// assert_eq!(buf, [2, 4]);
1747     /// ```
1748     #[stable(feature = "vec_deque_retain", since = "1.4.0")]
1749     pub fn retain<F>(&mut self, mut f: F)
1750         where F: FnMut(&T) -> bool
1751     {
1752         let len = self.len();
1753         let mut del = 0;
1754         for i in 0..len {
1755             if !f(&self[i]) {
1756                 del += 1;
1757             } else if del > 0 {
1758                 self.swap(i - del, i);
1759             }
1760         }
1761         if del > 0 {
1762             self.truncate(len - del);
1763         }
1764     }
1765 }
1766
1767 impl<T: Clone> VecDeque<T> {
1768     /// Modifies the `VecDeque` in-place so that `len()` is equal to new_len,
1769     /// either by removing excess elements or by appending copies of a value to the back.
1770     ///
1771     /// # Examples
1772     ///
1773     /// ```
1774     /// use std::collections::VecDeque;
1775     ///
1776     /// let mut buf = VecDeque::new();
1777     /// buf.push_back(5);
1778     /// buf.push_back(10);
1779     /// buf.push_back(15);
1780     /// assert_eq!(buf, [5, 10, 15]);
1781     ///
1782     /// buf.resize(2, 0);
1783     /// assert_eq!(buf, [5, 10]);
1784     ///
1785     /// buf.resize(5, 20);
1786     /// assert_eq!(buf, [5, 10, 20, 20, 20]);
1787     /// ```
1788     #[stable(feature = "deque_extras", since = "1.16.0")]
1789     pub fn resize(&mut self, new_len: usize, value: T) {
1790         let len = self.len();
1791
1792         if new_len > len {
1793             self.extend(repeat(value).take(new_len - len))
1794         } else {
1795             self.truncate(new_len);
1796         }
1797     }
1798 }
1799
1800 /// Returns the index in the underlying buffer for a given logical element index.
1801 #[inline]
1802 fn wrap_index(index: usize, size: usize) -> usize {
1803     // size is always a power of 2
1804     debug_assert!(size.is_power_of_two());
1805     index & (size - 1)
1806 }
1807
1808 /// Returns the two slices that cover the VecDeque's valid range
1809 trait RingSlices: Sized {
1810     fn slice(self, from: usize, to: usize) -> Self;
1811     fn split_at(self, i: usize) -> (Self, Self);
1812
1813     fn ring_slices(buf: Self, head: usize, tail: usize) -> (Self, Self) {
1814         let contiguous = tail <= head;
1815         if contiguous {
1816             let (empty, buf) = buf.split_at(0);
1817             (buf.slice(tail, head), empty)
1818         } else {
1819             let (mid, right) = buf.split_at(tail);
1820             let (left, _) = mid.split_at(head);
1821             (right, left)
1822         }
1823     }
1824 }
1825
1826 impl<'a, T> RingSlices for &'a [T] {
1827     fn slice(self, from: usize, to: usize) -> Self {
1828         &self[from..to]
1829     }
1830     fn split_at(self, i: usize) -> (Self, Self) {
1831         (*self).split_at(i)
1832     }
1833 }
1834
1835 impl<'a, T> RingSlices for &'a mut [T] {
1836     fn slice(self, from: usize, to: usize) -> Self {
1837         &mut self[from..to]
1838     }
1839     fn split_at(self, i: usize) -> (Self, Self) {
1840         (*self).split_at_mut(i)
1841     }
1842 }
1843
1844 /// Calculate the number of elements left to be read in the buffer
1845 #[inline]
1846 fn count(tail: usize, head: usize, size: usize) -> usize {
1847     // size is always a power of 2
1848     (head.wrapping_sub(tail)) & (size - 1)
1849 }
1850
1851 /// `VecDeque` iterator.
1852 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1853 pub struct Iter<'a, T: 'a> {
1854     ring: &'a [T],
1855     tail: usize,
1856     head: usize,
1857 }
1858
1859 // FIXME(#19839) Remove in favor of `#[derive(Clone)]`
1860 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1861 impl<'a, T> Clone for Iter<'a, T> {
1862     fn clone(&self) -> Iter<'a, T> {
1863         Iter {
1864             ring: self.ring,
1865             tail: self.tail,
1866             head: self.head,
1867         }
1868     }
1869 }
1870
1871 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1872 impl<'a, T> Iterator for Iter<'a, T> {
1873     type Item = &'a T;
1874
1875     #[inline]
1876     fn next(&mut self) -> Option<&'a T> {
1877         if self.tail == self.head {
1878             return None;
1879         }
1880         let tail = self.tail;
1881         self.tail = wrap_index(self.tail.wrapping_add(1), self.ring.len());
1882         unsafe { Some(self.ring.get_unchecked(tail)) }
1883     }
1884
1885     #[inline]
1886     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
1887         let len = count(self.tail, self.head, self.ring.len());
1888         (len, Some(len))
1889     }
1890
1891     fn fold<Acc, F>(self, mut accum: Acc, mut f: F) -> Acc
1892         where F: FnMut(Acc, Self::Item) -> Acc
1893     {
1894         let (front, back) = RingSlices::ring_slices(self.ring, self.head, self.tail);
1895         accum = front.iter().fold(accum, &mut f);
1896         back.iter().fold(accum, &mut f)
1897     }
1898 }
1899
1900 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1901 impl<'a, T> DoubleEndedIterator for Iter<'a, T> {
1902     #[inline]
1903     fn next_back(&mut self) -> Option<&'a T> {
1904         if self.tail == self.head {
1905             return None;
1906         }
1907         self.head = wrap_index(self.head.wrapping_sub(1), self.ring.len());
1908         unsafe { Some(self.ring.get_unchecked(self.head)) }
1909     }
1910 }
1911
1912 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1913 impl<'a, T> ExactSizeIterator for Iter<'a, T> {
1914     fn is_empty(&self) -> bool {
1915         self.head == self.tail
1916     }
1917 }
1918
1919 #[unstable(feature = "fused", issue = "35602")]
1920 impl<'a, T> FusedIterator for Iter<'a, T> {}
1921
1922
1923 /// `VecDeque` mutable iterator.
1924 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1925 pub struct IterMut<'a, T: 'a> {
1926     ring: &'a mut [T],
1927     tail: usize,
1928     head: usize,
1929 }
1930
1931 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1932 impl<'a, T> Iterator for IterMut<'a, T> {
1933     type Item = &'a mut T;
1934
1935     #[inline]
1936     fn next(&mut self) -> Option<&'a mut T> {
1937         if self.tail == self.head {
1938             return None;
1939         }
1940         let tail = self.tail;
1941         self.tail = wrap_index(self.tail.wrapping_add(1), self.ring.len());
1942
1943         unsafe {
1944             let elem = self.ring.get_unchecked_mut(tail);
1945             Some(&mut *(elem as *mut _))
1946         }
1947     }
1948
1949     #[inline]
1950     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
1951         let len = count(self.tail, self.head, self.ring.len());
1952         (len, Some(len))
1953     }
1954
1955     fn fold<Acc, F>(self, mut accum: Acc, mut f: F) -> Acc
1956         where F: FnMut(Acc, Self::Item) -> Acc
1957     {
1958         let (front, back) = RingSlices::ring_slices(self.ring, self.head, self.tail);
1959         accum = front.iter_mut().fold(accum, &mut f);
1960         back.iter_mut().fold(accum, &mut f)
1961     }
1962 }
1963
1964 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1965 impl<'a, T> DoubleEndedIterator for IterMut<'a, T> {
1966     #[inline]
1967     fn next_back(&mut self) -> Option<&'a mut T> {
1968         if self.tail == self.head {
1969             return None;
1970         }
1971         self.head = wrap_index(self.head.wrapping_sub(1), self.ring.len());
1972
1973         unsafe {
1974             let elem = self.ring.get_unchecked_mut(self.head);
1975             Some(&mut *(elem as *mut _))
1976         }
1977     }
1978 }
1979
1980 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1981 impl<'a, T> ExactSizeIterator for IterMut<'a, T> {
1982     fn is_empty(&self) -> bool {
1983         self.head == self.tail
1984     }
1985 }
1986
1987 #[unstable(feature = "fused", issue = "35602")]
1988 impl<'a, T> FusedIterator for IterMut<'a, T> {}
1989
1990 /// A by-value VecDeque iterator
1991 #[derive(Clone)]
1992 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1993 pub struct IntoIter<T> {
1994     inner: VecDeque<T>,
1995 }
1996
1997 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1998 impl<T> Iterator for IntoIter<T> {
1999     type Item = T;
2000
2001     #[inline]
2002     fn next(&mut self) -> Option<T> {
2003         self.inner.pop_front()
2004     }
2005
2006     #[inline]
2007     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
2008         let len = self.inner.len();
2009         (len, Some(len))
2010     }
2011 }
2012
2013 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2014 impl<T> DoubleEndedIterator for IntoIter<T> {
2015     #[inline]
2016     fn next_back(&mut self) -> Option<T> {
2017         self.inner.pop_back()
2018     }
2019 }
2020
2021 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2022 impl<T> ExactSizeIterator for IntoIter<T> {
2023     fn is_empty(&self) -> bool {
2024         self.inner.is_empty()
2025     }
2026 }
2027
2028 #[unstable(feature = "fused", issue = "35602")]
2029 impl<T> FusedIterator for IntoIter<T> {}
2030
2031 /// A draining VecDeque iterator
2032 #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
2033 pub struct Drain<'a, T: 'a> {
2034     after_tail: usize,
2035     after_head: usize,
2036     iter: Iter<'a, T>,
2037     deque: Shared<VecDeque<T>>,
2038 }
2039
2040 #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
2041 unsafe impl<'a, T: Sync> Sync for Drain<'a, T> {}
2042 #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
2043 unsafe impl<'a, T: Send> Send for Drain<'a, T> {}
2044
2045 #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
2046 impl<'a, T: 'a> Drop for Drain<'a, T> {
2047     fn drop(&mut self) {
2048         for _ in self.by_ref() {}
2049
2050         let source_deque = unsafe { &mut **self.deque };
2051
2052         // T = source_deque_tail; H = source_deque_head; t = drain_tail; h = drain_head
2053         //
2054         //        T   t   h   H
2055         // [. . . o o x x o o . . .]
2056         //
2057         let orig_tail = source_deque.tail;
2058         let drain_tail = source_deque.head;
2059         let drain_head = self.after_tail;
2060         let orig_head = self.after_head;
2061
2062         let tail_len = count(orig_tail, drain_tail, source_deque.cap());
2063         let head_len = count(drain_head, orig_head, source_deque.cap());
2064
2065         // Restore the original head value
2066         source_deque.head = orig_head;
2067
2068         match (tail_len, head_len) {
2069             (0, 0) => {
2070                 source_deque.head = 0;
2071                 source_deque.tail = 0;
2072             }
2073             (0, _) => {
2074                 source_deque.tail = drain_head;
2075             }
2076             (_, 0) => {
2077                 source_deque.head = drain_tail;
2078             }
2079             _ => unsafe {
2080                 if tail_len <= head_len {
2081                     source_deque.tail = source_deque.wrap_sub(drain_head, tail_len);
2082                     source_deque.wrap_copy(source_deque.tail, orig_tail, tail_len);
2083                 } else {
2084                     source_deque.head = source_deque.wrap_add(drain_tail, head_len);
2085                     source_deque.wrap_copy(drain_tail, drain_head, head_len);
2086                 }
2087             },
2088         }
2089     }
2090 }
2091
2092 #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
2093 impl<'a, T: 'a> Iterator for Drain<'a, T> {
2094     type Item = T;
2095
2096     #[inline]
2097     fn next(&mut self) -> Option<T> {
2098         self.iter.next().map(|elt| unsafe { ptr::read(elt) })
2099     }
2100
2101     #[inline]
2102     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
2103         self.iter.size_hint()
2104     }
2105 }
2106
2107 #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
2108 impl<'a, T: 'a> DoubleEndedIterator for Drain<'a, T> {
2109     #[inline]
2110     fn next_back(&mut self) -> Option<T> {
2111         self.iter.next_back().map(|elt| unsafe { ptr::read(elt) })
2112     }
2113 }
2114
2115 #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
2116 impl<'a, T: 'a> ExactSizeIterator for Drain<'a, T> {}
2117
2118 #[unstable(feature = "fused", issue = "35602")]
2119 impl<'a, T: 'a> FusedIterator for Drain<'a, T> {}
2120
2121 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2122 impl<A: PartialEq> PartialEq for VecDeque<A> {
2123     fn eq(&self, other: &VecDeque<A>) -> bool {
2124         if self.len() != other.len() {
2125             return false;
2126         }
2127         let (sa, sb) = self.as_slices();
2128         let (oa, ob) = other.as_slices();
2129         if sa.len() == oa.len() {
2130             sa == oa && sb == ob
2131         } else if sa.len() < oa.len() {
2132             // Always divisible in three sections, for example:
2133             // self:  [a b c|d e f]
2134             // other: [0 1 2 3|4 5]
2135             // front = 3, mid = 1,
2136             // [a b c] == [0 1 2] && [d] == [3] && [e f] == [4 5]
2137             let front = sa.len();
2138             let mid = oa.len() - front;
2139
2140             let (oa_front, oa_mid) = oa.split_at(front);
2141             let (sb_mid, sb_back) = sb.split_at(mid);
2142             debug_assert_eq!(sa.len(), oa_front.len());
2143             debug_assert_eq!(sb_mid.len(), oa_mid.len());
2144             debug_assert_eq!(sb_back.len(), ob.len());
2145             sa == oa_front && sb_mid == oa_mid && sb_back == ob
2146         } else {
2147             let front = oa.len();
2148             let mid = sa.len() - front;
2149
2150             let (sa_front, sa_mid) = sa.split_at(front);
2151             let (ob_mid, ob_back) = ob.split_at(mid);
2152             debug_assert_eq!(sa_front.len(), oa.len());
2153             debug_assert_eq!(sa_mid.len(), ob_mid.len());
2154             debug_assert_eq!(sb.len(), ob_back.len());
2155             sa_front == oa && sa_mid == ob_mid && sb == ob_back
2156         }
2157     }
2158 }
2159
2160 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2161 impl<A: Eq> Eq for VecDeque<A> {}
2162
2163 macro_rules! __impl_slice_eq1 {
2164     ($Lhs: ty, $Rhs: ty) => {
2165         __impl_slice_eq1! { $Lhs, $Rhs, Sized }
2166     };
2167     ($Lhs: ty, $Rhs: ty, $Bound: ident) => {
2168         #[stable(feature = "vec-deque-partial-eq-slice", since = "1.16.0")]
2169         impl<'a, 'b, A: $Bound, B> PartialEq<$Rhs> for $Lhs where A: PartialEq<B> {
2170             fn eq(&self, other: &$Rhs) -> bool {
2171                 if self.len() != other.len() {
2172                     return false;
2173                 }
2174                 let (sa, sb) = self.as_slices();
2175                 let (oa, ob) = other[..].split_at(sa.len());
2176                 sa == oa && sb == ob
2177             }
2178         }
2179     }
2180 }
2181
2182 __impl_slice_eq1! { VecDeque<A>, Vec<B> }
2183 __impl_slice_eq1! { VecDeque<A>, &'b [B] }
2184 __impl_slice_eq1! { VecDeque<A>, &'b mut [B] }
2185
2186 macro_rules! array_impls {
2187     ($($N: expr)+) => {
2188         $(
2189             __impl_slice_eq1! { VecDeque<A>, [B; $N] }
2190             __impl_slice_eq1! { VecDeque<A>, &'b [B; $N] }
2191             __impl_slice_eq1! { VecDeque<A>, &'b mut [B; $N] }
2192         )+
2193     }
2194 }
2195
2196 array_impls! {
2197      0  1  2  3  4  5  6  7  8  9
2198     10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
2199     20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
2200     30 31 32
2201 }
2202
2203 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2204 impl<A: PartialOrd> PartialOrd for VecDeque<A> {
2205     fn partial_cmp(&self, other: &VecDeque<A>) -> Option<Ordering> {
2206         self.iter().partial_cmp(other.iter())
2207     }
2208 }
2209
2210 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2211 impl<A: Ord> Ord for VecDeque<A> {
2212     #[inline]
2213     fn cmp(&self, other: &VecDeque<A>) -> Ordering {
2214         self.iter().cmp(other.iter())
2215     }
2216 }
2217
2218 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2219 impl<A: Hash> Hash for VecDeque<A> {
2220     fn hash<H: Hasher>(&self, state: &mut H) {
2221         self.len().hash(state);
2222         let (a, b) = self.as_slices();
2223         Hash::hash_slice(a, state);
2224         Hash::hash_slice(b, state);
2225     }
2226 }
2227
2228 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2229 impl<A> Index<usize> for VecDeque<A> {
2230     type Output = A;
2231
2232     #[inline]
2233     fn index(&self, index: usize) -> &A {
2234         self.get(index).expect("Out of bounds access")
2235     }
2236 }
2237
2238 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2239 impl<A> IndexMut<usize> for VecDeque<A> {
2240     #[inline]
2241     fn index_mut(&mut self, index: usize) -> &mut A {
2242         self.get_mut(index).expect("Out of bounds access")
2243     }
2244 }
2245
2246 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2247 impl<A> FromIterator<A> for VecDeque<A> {
2248     fn from_iter<T: IntoIterator<Item = A>>(iter: T) -> VecDeque<A> {
2249         let iterator = iter.into_iter();
2250         let (lower, _) = iterator.size_hint();
2251         let mut deq = VecDeque::with_capacity(lower);
2252         deq.extend(iterator);
2253         deq
2254     }
2255 }
2256
2257 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2258 impl<T> IntoIterator for VecDeque<T> {
2259     type Item = T;
2260     type IntoIter = IntoIter<T>;
2261
2262     /// Consumes the list into a front-to-back iterator yielding elements by
2263     /// value.
2264     fn into_iter(self) -> IntoIter<T> {
2265         IntoIter { inner: self }
2266     }
2267 }
2268
2269 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2270 impl<'a, T> IntoIterator for &'a VecDeque<T> {
2271     type Item = &'a T;
2272     type IntoIter = Iter<'a, T>;
2273
2274     fn into_iter(self) -> Iter<'a, T> {
2275         self.iter()
2276     }
2277 }
2278
2279 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2280 impl<'a, T> IntoIterator for &'a mut VecDeque<T> {
2281     type Item = &'a mut T;
2282     type IntoIter = IterMut<'a, T>;
2283
2284     fn into_iter(mut self) -> IterMut<'a, T> {
2285         self.iter_mut()
2286     }
2287 }
2288
2289 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2290 impl<A> Extend<A> for VecDeque<A> {
2291     fn extend<T: IntoIterator<Item = A>>(&mut self, iter: T) {
2292         for elt in iter {
2293             self.push_back(elt);
2294         }
2295     }
2296 }
2297
2298 #[stable(feature = "extend_ref", since = "1.2.0")]
2299 impl<'a, T: 'a + Copy> Extend<&'a T> for VecDeque<T> {
2300     fn extend<I: IntoIterator<Item = &'a T>>(&mut self, iter: I) {
2301         self.extend(iter.into_iter().cloned());
2302     }
2303 }
2304
2305 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2306 impl<T: fmt::Debug> fmt::Debug for VecDeque<T> {
2307     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
2308         f.debug_list().entries(self).finish()
2309     }
2310 }
2311
2312 #[stable(feature = "vecdeque_vec_conversions", since = "1.10.0")]
2313 impl<T> From<Vec<T>> for VecDeque<T> {
2314     fn from(mut other: Vec<T>) -> Self {
2315         unsafe {
2316             let other_buf = other.as_mut_ptr();
2317             let mut buf = RawVec::from_raw_parts(other_buf, other.capacity());
2318             let len = other.len();
2319             mem::forget(other);
2320
2321             // We need to extend the buf if it's not a power of two, too small
2322             // or doesn't have at least one free space
2323             if !buf.cap().is_power_of_two() || (buf.cap() < (MINIMUM_CAPACITY + 1)) ||
2324                (buf.cap() == len) {
2325                 let cap = cmp::max(buf.cap() + 1, MINIMUM_CAPACITY + 1).next_power_of_two();
2326                 buf.reserve_exact(len, cap - len);
2327             }
2328
2329             VecDeque {
2330                 tail: 0,
2331                 head: len,
2332                 buf: buf,
2333             }
2334         }
2335     }
2336 }
2337
2338 #[stable(feature = "vecdeque_vec_conversions", since = "1.10.0")]
2339 impl<T> From<VecDeque<T>> for Vec<T> {
2340     fn from(other: VecDeque<T>) -> Self {
2341         unsafe {
2342             let buf = other.buf.ptr();
2343             let len = other.len();
2344             let tail = other.tail;
2345             let head = other.head;
2346             let cap = other.cap();
2347
2348             // Need to move the ring to the front of the buffer, as vec will expect this.
2349             if other.is_contiguous() {
2350                 ptr::copy(buf.offset(tail as isize), buf, len);
2351             } else {
2352                 if (tail - head) >= cmp::min((cap - tail), head) {
2353                     // There is enough free space in the centre for the shortest block so we can
2354                     // do this in at most three copy moves.
2355                     if (cap - tail) > head {
2356                         // right hand block is the long one; move that enough for the left
2357                         ptr::copy(buf.offset(tail as isize),
2358                                   buf.offset((tail - head) as isize),
2359                                   cap - tail);
2360                         // copy left in the end
2361                         ptr::copy(buf, buf.offset((cap - head) as isize), head);
2362                         // shift the new thing to the start
2363                         ptr::copy(buf.offset((tail - head) as isize), buf, len);
2364                     } else {
2365                         // left hand block is the long one, we can do it in two!
2366                         ptr::copy(buf, buf.offset((cap - tail) as isize), head);
2367                         ptr::copy(buf.offset(tail as isize), buf, cap - tail);
2368                     }
2369                 } else {
2370                     // Need to use N swaps to move the ring
2371                     // We can use the space at the end of the ring as a temp store
2372
2373                     let mut left_edge: usize = 0;
2374                     let mut right_edge: usize = tail;
2375
2376                     // The general problem looks like this
2377                     // GHIJKLM...ABCDEF - before any swaps
2378                     // ABCDEFM...GHIJKL - after 1 pass of swaps
2379                     // ABCDEFGHIJM...KL - swap until the left edge reaches the temp store
2380                     //                  - then restart the algorithm with a new (smaller) store
2381                     // Sometimes the temp store is reached when the right edge is at the end
2382                     // of the buffer - this means we've hit the right order with fewer swaps!
2383                     // E.g
2384                     // EF..ABCD
2385                     // ABCDEF.. - after four only swaps we've finished
2386
2387                     while left_edge < len && right_edge != cap {
2388                         let mut right_offset = 0;
2389                         for i in left_edge..right_edge {
2390                             right_offset = (i - left_edge) % (cap - right_edge);
2391                             let src: isize = (right_edge + right_offset) as isize;
2392                             ptr::swap(buf.offset(i as isize), buf.offset(src));
2393                         }
2394                         let n_ops = right_edge - left_edge;
2395                         left_edge += n_ops;
2396                         right_edge += right_offset + 1;
2397
2398                     }
2399                 }
2400
2401             }
2402             let out = Vec::from_raw_parts(buf, len, cap);
2403             mem::forget(other);
2404             out
2405         }
2406     }
2407 }
2408
2409 #[cfg(test)]
2410 mod tests {
2411     use test;
2412
2413     use super::VecDeque;
2414
2415     #[bench]
2416     fn bench_push_back_100(b: &mut test::Bencher) {
2417         let mut deq = VecDeque::with_capacity(101);
2418         b.iter(|| {
2419             for i in 0..100 {
2420                 deq.push_back(i);
2421             }
2422             deq.head = 0;
2423             deq.tail = 0;
2424         })
2425     }
2426
2427     #[bench]
2428     fn bench_push_front_100(b: &mut test::Bencher) {
2429         let mut deq = VecDeque::with_capacity(101);
2430         b.iter(|| {
2431             for i in 0..100 {
2432                 deq.push_front(i);
2433             }
2434             deq.head = 0;
2435             deq.tail = 0;
2436         })
2437     }
2438
2439     #[bench]
2440     fn bench_pop_back_100(b: &mut test::Bencher) {
2441         let mut deq = VecDeque::<i32>::with_capacity(101);
2442
2443         b.iter(|| {
2444             deq.head = 100;
2445             deq.tail = 0;
2446             while !deq.is_empty() {
2447                 test::black_box(deq.pop_back());
2448             }
2449         })
2450     }
2451
2452     #[bench]
2453     fn bench_pop_front_100(b: &mut test::Bencher) {
2454         let mut deq = VecDeque::<i32>::with_capacity(101);
2455
2456         b.iter(|| {
2457             deq.head = 100;
2458             deq.tail = 0;
2459             while !deq.is_empty() {
2460                 test::black_box(deq.pop_front());
2461             }
2462         })
2463     }
2464
2465     #[test]
2466     fn test_swap_front_back_remove() {
2467         fn test(back: bool) {
2468             // This test checks that every single combination of tail position and length is tested.
2469             // Capacity 15 should be large enough to cover every case.
2470             let mut tester = VecDeque::with_capacity(15);
2471             let usable_cap = tester.capacity();
2472             let final_len = usable_cap / 2;
2473
2474             for len in 0..final_len {
2475                 let expected: VecDeque<_> = if back {
2476                     (0..len).collect()
2477                 } else {
2478                     (0..len).rev().collect()
2479                 };
2480                 for tail_pos in 0..usable_cap {
2481                     tester.tail = tail_pos;
2482                     tester.head = tail_pos;
2483                     if back {
2484                         for i in 0..len * 2 {
2485                             tester.push_front(i);
2486                         }
2487                         for i in 0..len {
2488                             assert_eq!(tester.swap_remove_back(i), Some(len * 2 - 1 - i));
2489                         }
2490                     } else {
2491                         for i in 0..len * 2 {
2492                             tester.push_back(i);
2493                         }
2494                         for i in 0..len {
2495                             let idx = tester.len() - 1 - i;
2496                             assert_eq!(tester.swap_remove_front(idx), Some(len * 2 - 1 - i));
2497                         }
2498                     }
2499                     assert!(tester.tail < tester.cap());
2500                     assert!(tester.head < tester.cap());
2501                     assert_eq!(tester, expected);
2502                 }
2503             }
2504         }
2505         test(true);
2506         test(false);
2507     }
2508
2509     #[test]
2510     fn test_insert() {
2511         // This test checks that every single combination of tail position, length, and
2512         // insertion position is tested. Capacity 15 should be large enough to cover every case.
2513
2514         let mut tester = VecDeque::with_capacity(15);
2515         // can't guarantee we got 15, so have to get what we got.
2516         // 15 would be great, but we will definitely get 2^k - 1, for k >= 4, or else
2517         // this test isn't covering what it wants to
2518         let cap = tester.capacity();
2519
2520
2521         // len is the length *after* insertion
2522         for len in 1..cap {
2523             // 0, 1, 2, .., len - 1
2524             let expected = (0..).take(len).collect::<VecDeque<_>>();
2525             for tail_pos in 0..cap {
2526                 for to_insert in 0..len {
2527                     tester.tail = tail_pos;
2528                     tester.head = tail_pos;
2529                     for i in 0..len {
2530                         if i != to_insert {
2531                             tester.push_back(i);
2532                         }
2533                     }
2534                     tester.insert(to_insert, to_insert);
2535                     assert!(tester.tail < tester.cap());
2536                     assert!(tester.head < tester.cap());
2537                     assert_eq!(tester, expected);
2538                 }
2539             }
2540         }
2541     }
2542
2543     #[test]
2544     fn test_remove() {
2545         // This test checks that every single combination of tail position, length, and
2546         // removal position is tested. Capacity 15 should be large enough to cover every case.
2547
2548         let mut tester = VecDeque::with_capacity(15);
2549         // can't guarantee we got 15, so have to get what we got.
2550         // 15 would be great, but we will definitely get 2^k - 1, for k >= 4, or else
2551         // this test isn't covering what it wants to
2552         let cap = tester.capacity();
2553
2554         // len is the length *after* removal
2555         for len in 0..cap - 1 {
2556             // 0, 1, 2, .., len - 1
2557             let expected = (0..).take(len).collect::<VecDeque<_>>();
2558             for tail_pos in 0..cap {
2559                 for to_remove in 0..len + 1 {
2560                     tester.tail = tail_pos;
2561                     tester.head = tail_pos;
2562                     for i in 0..len {
2563                         if i == to_remove {
2564                             tester.push_back(1234);
2565                         }
2566                         tester.push_back(i);
2567                     }
2568                     if to_remove == len {
2569                         tester.push_back(1234);
2570                     }
2571                     tester.remove(to_remove);
2572                     assert!(tester.tail < tester.cap());
2573                     assert!(tester.head < tester.cap());
2574                     assert_eq!(tester, expected);
2575                 }
2576             }
2577         }
2578     }
2579
2580     #[test]
2581     fn test_drain() {
2582         let mut tester: VecDeque<usize> = VecDeque::with_capacity(7);
2583
2584         let cap = tester.capacity();
2585         for len in 0..cap + 1 {
2586             for tail in 0..cap + 1 {
2587                 for drain_start in 0..len + 1 {
2588                     for drain_end in drain_start..len + 1 {
2589                         tester.tail = tail;
2590                         tester.head = tail;
2591                         for i in 0..len {
2592                             tester.push_back(i);
2593                         }
2594
2595                         // Check that we drain the correct values
2596                         let drained: VecDeque<_> = tester.drain(drain_start..drain_end).collect();
2597                         let drained_expected: VecDeque<_> = (drain_start..drain_end).collect();
2598                         assert_eq!(drained, drained_expected);
2599
2600                         // We shouldn't have changed the capacity or made the
2601                         // head or tail out of bounds
2602                         assert_eq!(tester.capacity(), cap);
2603                         assert!(tester.tail < tester.cap());
2604                         assert!(tester.head < tester.cap());
2605
2606                         // We should see the correct values in the VecDeque
2607                         let expected: VecDeque<_> = (0..drain_start)
2608                             .chain(drain_end..len)
2609                             .collect();
2610                         assert_eq!(expected, tester);
2611                     }
2612                 }
2613             }
2614         }
2615     }
2616
2617     #[test]
2618     fn test_shrink_to_fit() {
2619         // This test checks that every single combination of head and tail position,
2620         // is tested. Capacity 15 should be large enough to cover every case.
2621
2622         let mut tester = VecDeque::with_capacity(15);
2623         // can't guarantee we got 15, so have to get what we got.
2624         // 15 would be great, but we will definitely get 2^k - 1, for k >= 4, or else
2625         // this test isn't covering what it wants to
2626         let cap = tester.capacity();
2627         tester.reserve(63);
2628         let max_cap = tester.capacity();
2629
2630         for len in 0..cap + 1 {
2631             // 0, 1, 2, .., len - 1
2632             let expected = (0..).take(len).collect::<VecDeque<_>>();
2633             for tail_pos in 0..max_cap + 1 {
2634                 tester.tail = tail_pos;
2635                 tester.head = tail_pos;
2636                 tester.reserve(63);
2637                 for i in 0..len {
2638                     tester.push_back(i);
2639                 }
2640                 tester.shrink_to_fit();
2641                 assert!(tester.capacity() <= cap);
2642                 assert!(tester.tail < tester.cap());
2643                 assert!(tester.head < tester.cap());
2644                 assert_eq!(tester, expected);
2645             }
2646         }
2647     }
2648
2649     #[test]
2650     fn test_split_off() {
2651         // This test checks that every single combination of tail position, length, and
2652         // split position is tested. Capacity 15 should be large enough to cover every case.
2653
2654         let mut tester = VecDeque::with_capacity(15);
2655         // can't guarantee we got 15, so have to get what we got.
2656         // 15 would be great, but we will definitely get 2^k - 1, for k >= 4, or else
2657         // this test isn't covering what it wants to
2658         let cap = tester.capacity();
2659
2660         // len is the length *before* splitting
2661         for len in 0..cap {
2662             // index to split at
2663             for at in 0..len + 1 {
2664                 // 0, 1, 2, .., at - 1 (may be empty)
2665                 let expected_self = (0..).take(at).collect::<VecDeque<_>>();
2666                 // at, at + 1, .., len - 1 (may be empty)
2667                 let expected_other = (at..).take(len - at).collect::<VecDeque<_>>();
2668
2669                 for tail_pos in 0..cap {
2670                     tester.tail = tail_pos;
2671                     tester.head = tail_pos;
2672                     for i in 0..len {
2673                         tester.push_back(i);
2674                     }
2675                     let result = tester.split_off(at);
2676                     assert!(tester.tail < tester.cap());
2677                     assert!(tester.head < tester.cap());
2678                     assert!(result.tail < result.cap());
2679                     assert!(result.head < result.cap());
2680                     assert_eq!(tester, expected_self);
2681                     assert_eq!(result, expected_other);
2682                 }
2683             }
2684         }
2685     }
2686
2687     #[test]
2688     fn test_from_vec() {
2689         use super::super::vec::Vec;
2690         for cap in 0..35 {
2691             for len in 0..cap + 1 {
2692                 let mut vec = Vec::with_capacity(cap);
2693                 vec.extend(0..len);
2694
2695                 let vd = VecDeque::from(vec.clone());
2696                 assert!(vd.cap().is_power_of_two());
2697                 assert_eq!(vd.len(), vec.len());
2698                 assert!(vd.into_iter().eq(vec));
2699             }
2700         }
2701     }
2702
2703     #[test]
2704     fn test_vec_from_vecdeque() {
2705         use super::super::vec::Vec;
2706
2707         fn create_vec_and_test_convert(cap: usize, offset: usize, len: usize) {
2708             let mut vd = VecDeque::with_capacity(cap);
2709             for _ in 0..offset {
2710                 vd.push_back(0);
2711                 vd.pop_front();
2712             }
2713             vd.extend(0..len);
2714
2715             let vec: Vec<_> = Vec::from(vd.clone());
2716             assert_eq!(vec.len(), vd.len());
2717             assert!(vec.into_iter().eq(vd));
2718         }
2719
2720         for cap_pwr in 0..7 {
2721             // Make capacity as a (2^x)-1, so that the ring size is 2^x
2722             let cap = (2i32.pow(cap_pwr) - 1) as usize;
2723
2724             // In these cases there is enough free space to solve it with copies
2725             for len in 0..((cap + 1) / 2) {
2726                 // Test contiguous cases
2727                 for offset in 0..(cap - len) {
2728                     create_vec_and_test_convert(cap, offset, len)
2729                 }
2730
2731                 // Test cases where block at end of buffer is bigger than block at start
2732                 for offset in (cap - len)..(cap - (len / 2)) {
2733                     create_vec_and_test_convert(cap, offset, len)
2734                 }
2735
2736                 // Test cases where block at start of buffer is bigger than block at end
2737                 for offset in (cap - (len / 2))..cap {
2738                     create_vec_and_test_convert(cap, offset, len)
2739                 }
2740             }
2741
2742             // Now there's not (necessarily) space to straighten the ring with simple copies,
2743             // the ring will use swapping when:
2744             // (cap + 1 - offset) > (cap + 1 - len) && (len - (cap + 1 - offset)) > (cap + 1 - len))
2745             //  right block size  >   free space    &&      left block size       >    free space
2746             for len in ((cap + 1) / 2)..cap {
2747                 // Test contiguous cases
2748                 for offset in 0..(cap - len) {
2749                     create_vec_and_test_convert(cap, offset, len)
2750                 }
2751
2752                 // Test cases where block at end of buffer is bigger than block at start
2753                 for offset in (cap - len)..(cap - (len / 2)) {
2754                     create_vec_and_test_convert(cap, offset, len)
2755                 }
2756
2757                 // Test cases where block at start of buffer is bigger than block at end
2758                 for offset in (cap - (len / 2))..cap {
2759                     create_vec_and_test_convert(cap, offset, len)
2760                 }
2761             }
2762         }
2763     }
2764 }