]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/libcollections/vec_deque.rs
Auto merge of #39354 - alexcrichton:less-output, r=steveklabnik
[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     /// buf.swap(0, 2);
473     /// assert_eq!(buf[0], 5);
474     /// assert_eq!(buf[2], 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     /// buf.truncate(1);
653     /// assert_eq!(buf.len(), 1);
654     /// assert_eq!(Some(&5), buf.get(0));
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     /// assert_eq!(vec![3].into_iter().collect::<VecDeque<_>>(), v.drain(2..).collect());
830     /// assert_eq!(vec![1, 2].into_iter().collect::<VecDeque<_>>(), v);
831     ///
832     /// // A full range clears all contents
833     /// v.drain(..);
834     /// assert!(v.is_empty());
835     /// ```
836     #[inline]
837     #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
838     pub fn drain<R>(&mut self, range: R) -> Drain<T>
839         where R: RangeArgument<usize>
840     {
841         // Memory safety
842         //
843         // When the Drain is first created, the source deque is shortened to
844         // make sure no uninitialized or moved-from elements are accessible at
845         // all if the Drain's destructor never gets to run.
846         //
847         // Drain will ptr::read out the values to remove.
848         // When finished, the remaining data will be copied back to cover the hole,
849         // and the head/tail values will be restored correctly.
850         //
851         let len = self.len();
852         let start = match range.start() {
853             Included(&n) => n,
854             Excluded(&n) => n + 1,
855             Unbounded    => 0,
856         };
857         let end = match range.end() {
858             Included(&n) => n + 1,
859             Excluded(&n) => n,
860             Unbounded    => len,
861         };
862         assert!(start <= end, "drain lower bound was too large");
863         assert!(end <= len, "drain upper bound was too large");
864
865         // The deque's elements are parted into three segments:
866         // * self.tail  -> drain_tail
867         // * drain_tail -> drain_head
868         // * drain_head -> self.head
869         //
870         // T = self.tail; H = self.head; t = drain_tail; h = drain_head
871         //
872         // We store drain_tail as self.head, and drain_head and self.head as
873         // after_tail and after_head respectively on the Drain. This also
874         // truncates the effective array such that if the Drain is leaked, we
875         // have forgotten about the potentially moved values after the start of
876         // the drain.
877         //
878         //        T   t   h   H
879         // [. . . o o x x o o . . .]
880         //
881         let drain_tail = self.wrap_add(self.tail, start);
882         let drain_head = self.wrap_add(self.tail, end);
883         let head = self.head;
884
885         // "forget" about the values after the start of the drain until after
886         // the drain is complete and the Drain destructor is run.
887         self.head = drain_tail;
888
889         Drain {
890             deque: unsafe { Shared::new(self as *mut _) },
891             after_tail: drain_head,
892             after_head: head,
893             iter: Iter {
894                 tail: drain_tail,
895                 head: drain_head,
896                 ring: unsafe { self.buffer_as_mut_slice() },
897             },
898         }
899     }
900
901     /// Clears the buffer, removing all values.
902     ///
903     /// # Examples
904     ///
905     /// ```
906     /// use std::collections::VecDeque;
907     ///
908     /// let mut v = VecDeque::new();
909     /// v.push_back(1);
910     /// v.clear();
911     /// assert!(v.is_empty());
912     /// ```
913     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
914     #[inline]
915     pub fn clear(&mut self) {
916         self.drain(..);
917     }
918
919     /// Returns `true` if the `VecDeque` contains an element equal to the
920     /// given value.
921     ///
922     /// # Examples
923     ///
924     /// ```
925     /// use std::collections::VecDeque;
926     ///
927     /// let mut vector: VecDeque<u32> = VecDeque::new();
928     ///
929     /// vector.push_back(0);
930     /// vector.push_back(1);
931     ///
932     /// assert_eq!(vector.contains(&1), true);
933     /// assert_eq!(vector.contains(&10), false);
934     /// ```
935     #[stable(feature = "vec_deque_contains", since = "1.12.0")]
936     pub fn contains(&self, x: &T) -> bool
937         where T: PartialEq<T>
938     {
939         let (a, b) = self.as_slices();
940         a.contains(x) || b.contains(x)
941     }
942
943     /// Provides a reference to the front element, or `None` if the sequence is
944     /// empty.
945     ///
946     /// # Examples
947     ///
948     /// ```
949     /// use std::collections::VecDeque;
950     ///
951     /// let mut d = VecDeque::new();
952     /// assert_eq!(d.front(), None);
953     ///
954     /// d.push_back(1);
955     /// d.push_back(2);
956     /// assert_eq!(d.front(), Some(&1));
957     /// ```
958     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
959     pub fn front(&self) -> Option<&T> {
960         if !self.is_empty() {
961             Some(&self[0])
962         } else {
963             None
964         }
965     }
966
967     /// Provides a mutable reference to the front element, or `None` if the
968     /// sequence is empty.
969     ///
970     /// # Examples
971     ///
972     /// ```
973     /// use std::collections::VecDeque;
974     ///
975     /// let mut d = VecDeque::new();
976     /// assert_eq!(d.front_mut(), None);
977     ///
978     /// d.push_back(1);
979     /// d.push_back(2);
980     /// match d.front_mut() {
981     ///     Some(x) => *x = 9,
982     ///     None => (),
983     /// }
984     /// assert_eq!(d.front(), Some(&9));
985     /// ```
986     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
987     pub fn front_mut(&mut self) -> Option<&mut T> {
988         if !self.is_empty() {
989             Some(&mut self[0])
990         } else {
991             None
992         }
993     }
994
995     /// Provides a reference to the back element, or `None` if the sequence is
996     /// empty.
997     ///
998     /// # Examples
999     ///
1000     /// ```
1001     /// use std::collections::VecDeque;
1002     ///
1003     /// let mut d = VecDeque::new();
1004     /// assert_eq!(d.back(), None);
1005     ///
1006     /// d.push_back(1);
1007     /// d.push_back(2);
1008     /// assert_eq!(d.back(), Some(&2));
1009     /// ```
1010     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1011     pub fn back(&self) -> Option<&T> {
1012         if !self.is_empty() {
1013             Some(&self[self.len() - 1])
1014         } else {
1015             None
1016         }
1017     }
1018
1019     /// Provides a mutable reference to the back element, or `None` if the
1020     /// sequence is empty.
1021     ///
1022     /// # Examples
1023     ///
1024     /// ```
1025     /// use std::collections::VecDeque;
1026     ///
1027     /// let mut d = VecDeque::new();
1028     /// assert_eq!(d.back(), None);
1029     ///
1030     /// d.push_back(1);
1031     /// d.push_back(2);
1032     /// match d.back_mut() {
1033     ///     Some(x) => *x = 9,
1034     ///     None => (),
1035     /// }
1036     /// assert_eq!(d.back(), Some(&9));
1037     /// ```
1038     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1039     pub fn back_mut(&mut self) -> Option<&mut T> {
1040         let len = self.len();
1041         if !self.is_empty() {
1042             Some(&mut self[len - 1])
1043         } else {
1044             None
1045         }
1046     }
1047
1048     /// Removes the first element and returns it, or `None` if the sequence is
1049     /// empty.
1050     ///
1051     /// # Examples
1052     ///
1053     /// ```
1054     /// use std::collections::VecDeque;
1055     ///
1056     /// let mut d = VecDeque::new();
1057     /// d.push_back(1);
1058     /// d.push_back(2);
1059     ///
1060     /// assert_eq!(d.pop_front(), Some(1));
1061     /// assert_eq!(d.pop_front(), Some(2));
1062     /// assert_eq!(d.pop_front(), None);
1063     /// ```
1064     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1065     pub fn pop_front(&mut self) -> Option<T> {
1066         if self.is_empty() {
1067             None
1068         } else {
1069             let tail = self.tail;
1070             self.tail = self.wrap_add(self.tail, 1);
1071             unsafe { Some(self.buffer_read(tail)) }
1072         }
1073     }
1074
1075     /// Inserts an element first in the sequence.
1076     ///
1077     /// # Examples
1078     ///
1079     /// ```
1080     /// use std::collections::VecDeque;
1081     ///
1082     /// let mut d = VecDeque::new();
1083     /// d.push_front(1);
1084     /// d.push_front(2);
1085     /// assert_eq!(d.front(), Some(&2));
1086     /// ```
1087     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1088     pub fn push_front(&mut self, value: T) {
1089         if self.is_full() {
1090             let old_cap = self.cap();
1091             self.buf.double();
1092             unsafe {
1093                 self.handle_cap_increase(old_cap);
1094             }
1095             debug_assert!(!self.is_full());
1096         }
1097
1098         self.tail = self.wrap_sub(self.tail, 1);
1099         let tail = self.tail;
1100         unsafe {
1101             self.buffer_write(tail, value);
1102         }
1103     }
1104
1105     /// Appends an element to the back of a buffer
1106     ///
1107     /// # Examples
1108     ///
1109     /// ```
1110     /// use std::collections::VecDeque;
1111     ///
1112     /// let mut buf = VecDeque::new();
1113     /// buf.push_back(1);
1114     /// buf.push_back(3);
1115     /// assert_eq!(3, *buf.back().unwrap());
1116     /// ```
1117     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1118     pub fn push_back(&mut self, value: T) {
1119         if self.is_full() {
1120             let old_cap = self.cap();
1121             self.buf.double();
1122             unsafe {
1123                 self.handle_cap_increase(old_cap);
1124             }
1125             debug_assert!(!self.is_full());
1126         }
1127
1128         let head = self.head;
1129         self.head = self.wrap_add(self.head, 1);
1130         unsafe { self.buffer_write(head, value) }
1131     }
1132
1133     /// Removes the last element from a buffer and returns it, or `None` if
1134     /// it is empty.
1135     ///
1136     /// # Examples
1137     ///
1138     /// ```
1139     /// use std::collections::VecDeque;
1140     ///
1141     /// let mut buf = VecDeque::new();
1142     /// assert_eq!(buf.pop_back(), None);
1143     /// buf.push_back(1);
1144     /// buf.push_back(3);
1145     /// assert_eq!(buf.pop_back(), Some(3));
1146     /// ```
1147     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1148     pub fn pop_back(&mut self) -> Option<T> {
1149         if self.is_empty() {
1150             None
1151         } else {
1152             self.head = self.wrap_sub(self.head, 1);
1153             let head = self.head;
1154             unsafe { Some(self.buffer_read(head)) }
1155         }
1156     }
1157
1158     #[inline]
1159     fn is_contiguous(&self) -> bool {
1160         self.tail <= self.head
1161     }
1162
1163     /// Removes an element from anywhere in the `VecDeque` and returns it, replacing it with the
1164     /// last element.
1165     ///
1166     /// This does not preserve ordering, but is O(1).
1167     ///
1168     /// Returns `None` if `index` is out of bounds.
1169     ///
1170     /// Element at index 0 is the front of the queue.
1171     ///
1172     /// # Examples
1173     ///
1174     /// ```
1175     /// use std::collections::VecDeque;
1176     ///
1177     /// let mut buf = VecDeque::new();
1178     /// assert_eq!(buf.swap_remove_back(0), None);
1179     /// buf.push_back(1);
1180     /// buf.push_back(2);
1181     /// buf.push_back(3);
1182     ///
1183     /// assert_eq!(buf.swap_remove_back(0), Some(1));
1184     /// assert_eq!(buf.len(), 2);
1185     /// assert_eq!(buf[0], 3);
1186     /// assert_eq!(buf[1], 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     ///
1219     /// assert_eq!(buf.swap_remove_front(2), Some(3));
1220     /// assert_eq!(buf.len(), 2);
1221     /// assert_eq!(buf[0], 2);
1222     /// assert_eq!(buf[1], 1);
1223     /// ```
1224     #[stable(feature = "deque_extras_15", since = "1.5.0")]
1225     pub fn swap_remove_front(&mut self, index: usize) -> Option<T> {
1226         let length = self.len();
1227         if length > 0 && index < length && index != 0 {
1228             self.swap(index, 0);
1229         } else if index >= length {
1230             return None;
1231         }
1232         self.pop_front()
1233     }
1234
1235     /// Inserts an element at `index` within the `VecDeque`, shifting all elements with indices
1236     /// greater than or equal to `index` towards the back.
1237     ///
1238     /// Element at index 0 is the front of the queue.
1239     ///
1240     /// # Panics
1241     ///
1242     /// Panics if `index` is greater than `VecDeque`'s length
1243     ///
1244     /// # Examples
1245     ///
1246     /// ```
1247     /// use std::collections::VecDeque;
1248     ///
1249     /// let mut vec_deque = VecDeque::new();
1250     /// vec_deque.push_back('a');
1251     /// vec_deque.push_back('b');
1252     /// vec_deque.push_back('c');
1253     ///
1254     /// vec_deque.insert(1, 'd');
1255     ///
1256     /// let vec = vec_deque.into_iter().collect::<Vec<_>>();
1257     /// assert_eq!(vec, ['a', 'd', 'b', 'c']);
1258     /// ```
1259     #[stable(feature = "deque_extras_15", since = "1.5.0")]
1260     pub fn insert(&mut self, index: usize, value: T) {
1261         assert!(index <= self.len(), "index out of bounds");
1262         if self.is_full() {
1263             let old_cap = self.cap();
1264             self.buf.double();
1265             unsafe {
1266                 self.handle_cap_increase(old_cap);
1267             }
1268             debug_assert!(!self.is_full());
1269         }
1270
1271         // Move the least number of elements in the ring buffer and insert
1272         // the given object
1273         //
1274         // At most len/2 - 1 elements will be moved. O(min(n, n-i))
1275         //
1276         // There are three main cases:
1277         //  Elements are contiguous
1278         //      - special case when tail is 0
1279         //  Elements are discontiguous and the insert is in the tail section
1280         //  Elements are discontiguous and the insert is in the head section
1281         //
1282         // For each of those there are two more cases:
1283         //  Insert is closer to tail
1284         //  Insert is closer to head
1285         //
1286         // Key: H - self.head
1287         //      T - self.tail
1288         //      o - Valid element
1289         //      I - Insertion element
1290         //      A - The element that should be after the insertion point
1291         //      M - Indicates element was moved
1292
1293         let idx = self.wrap_add(self.tail, index);
1294
1295         let distance_to_tail = index;
1296         let distance_to_head = self.len() - index;
1297
1298         let contiguous = self.is_contiguous();
1299
1300         match (contiguous, distance_to_tail <= distance_to_head, idx >= self.tail) {
1301             (true, true, _) if index == 0 => {
1302                 // push_front
1303                 //
1304                 //       T
1305                 //       I             H
1306                 //      [A o o o o o o . . . . . . . . .]
1307                 //
1308                 //                       H         T
1309                 //      [A o o o o o o o . . . . . I]
1310                 //
1311
1312                 self.tail = self.wrap_sub(self.tail, 1);
1313             }
1314             (true, true, _) => {
1315                 unsafe {
1316                     // contiguous, insert closer to tail:
1317                     //
1318                     //             T   I         H
1319                     //      [. . . o o A o o o o . . . . . .]
1320                     //
1321                     //           T               H
1322                     //      [. . o o I A o o o o . . . . . .]
1323                     //           M M
1324                     //
1325                     // contiguous, insert closer to tail and tail is 0:
1326                     //
1327                     //
1328                     //       T   I         H
1329                     //      [o o A o o o o . . . . . . . . .]
1330                     //
1331                     //                       H             T
1332                     //      [o I A o o o o o . . . . . . . o]
1333                     //       M                             M
1334
1335                     let new_tail = self.wrap_sub(self.tail, 1);
1336
1337                     self.copy(new_tail, self.tail, 1);
1338                     // Already moved the tail, so we only copy `index - 1` elements.
1339                     self.copy(self.tail, self.tail + 1, index - 1);
1340
1341                     self.tail = new_tail;
1342                 }
1343             }
1344             (true, false, _) => {
1345                 unsafe {
1346                     //  contiguous, insert closer to head:
1347                     //
1348                     //             T       I     H
1349                     //      [. . . o o o o A o o . . . . . .]
1350                     //
1351                     //             T               H
1352                     //      [. . . o o o o I A o o . . . . .]
1353                     //                       M M M
1354
1355                     self.copy(idx + 1, idx, self.head - idx);
1356                     self.head = self.wrap_add(self.head, 1);
1357                 }
1358             }
1359             (false, true, true) => {
1360                 unsafe {
1361                     // discontiguous, insert closer to tail, tail section:
1362                     //
1363                     //                   H         T   I
1364                     //      [o o o o o o . . . . . o o A o o]
1365                     //
1366                     //                   H       T
1367                     //      [o o o o o o . . . . o o I A o o]
1368                     //                           M M
1369
1370                     self.copy(self.tail - 1, self.tail, index);
1371                     self.tail -= 1;
1372                 }
1373             }
1374             (false, false, true) => {
1375                 unsafe {
1376                     // discontiguous, insert closer to head, tail section:
1377                     //
1378                     //           H             T         I
1379                     //      [o o . . . . . . . o o o o o A o]
1380                     //
1381                     //             H           T
1382                     //      [o o o . . . . . . o o o o o I A]
1383                     //       M M M                         M
1384
1385                     // copy elements up to new head
1386                     self.copy(1, 0, self.head);
1387
1388                     // copy last element into empty spot at bottom of buffer
1389                     self.copy(0, self.cap() - 1, 1);
1390
1391                     // move elements from idx to end forward not including ^ element
1392                     self.copy(idx + 1, idx, self.cap() - 1 - idx);
1393
1394                     self.head += 1;
1395                 }
1396             }
1397             (false, true, false) if idx == 0 => {
1398                 unsafe {
1399                     // discontiguous, insert is closer to tail, head section,
1400                     // and is at index zero in the internal buffer:
1401                     //
1402                     //       I                   H     T
1403                     //      [A o o o o o o o o o . . . o o o]
1404                     //
1405                     //                           H   T
1406                     //      [A o o o o o o o o o . . o o o I]
1407                     //                               M M M
1408
1409                     // copy elements up to new tail
1410                     self.copy(self.tail - 1, self.tail, self.cap() - self.tail);
1411
1412                     // copy last element into empty spot at bottom of buffer
1413                     self.copy(self.cap() - 1, 0, 1);
1414
1415                     self.tail -= 1;
1416                 }
1417             }
1418             (false, true, false) => {
1419                 unsafe {
1420                     // discontiguous, insert closer to tail, head section:
1421                     //
1422                     //             I             H     T
1423                     //      [o o o A o o o o o o . . . o o o]
1424                     //
1425                     //                           H   T
1426                     //      [o o I A o o o o o o . . o o o o]
1427                     //       M M                     M M M M
1428
1429                     // copy elements up to new tail
1430                     self.copy(self.tail - 1, self.tail, self.cap() - self.tail);
1431
1432                     // copy last element into empty spot at bottom of buffer
1433                     self.copy(self.cap() - 1, 0, 1);
1434
1435                     // move elements from idx-1 to end forward not including ^ element
1436                     self.copy(0, 1, idx - 1);
1437
1438                     self.tail -= 1;
1439                 }
1440             }
1441             (false, false, false) => {
1442                 unsafe {
1443                     // discontiguous, insert closer to head, head section:
1444                     //
1445                     //               I     H           T
1446                     //      [o o o o A o o . . . . . . o o o]
1447                     //
1448                     //                     H           T
1449                     //      [o o o o I A o o . . . . . o o o]
1450                     //                 M M M
1451
1452                     self.copy(idx + 1, idx, self.head - idx);
1453                     self.head += 1;
1454                 }
1455             }
1456         }
1457
1458         // tail might've been changed so we need to recalculate
1459         let new_idx = self.wrap_add(self.tail, index);
1460         unsafe {
1461             self.buffer_write(new_idx, value);
1462         }
1463     }
1464
1465     /// Removes and returns the element at `index` from the `VecDeque`.
1466     /// Whichever end is closer to the removal point will be moved to make
1467     /// room, and all the affected elements will be moved to new positions.
1468     /// Returns `None` if `index` is out of bounds.
1469     ///
1470     /// Element at index 0 is the front of the queue.
1471     ///
1472     /// # Examples
1473     ///
1474     /// ```
1475     /// use std::collections::VecDeque;
1476     ///
1477     /// let mut buf = VecDeque::new();
1478     /// buf.push_back(1);
1479     /// buf.push_back(2);
1480     /// buf.push_back(3);
1481     ///
1482     /// assert_eq!(buf.remove(1), Some(2));
1483     /// assert_eq!(buf.get(1), Some(&3));
1484     /// ```
1485     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1486     pub fn remove(&mut self, index: usize) -> Option<T> {
1487         if self.is_empty() || self.len() <= index {
1488             return None;
1489         }
1490
1491         // There are three main cases:
1492         //  Elements are contiguous
1493         //  Elements are discontiguous and the removal is in the tail section
1494         //  Elements are discontiguous and the removal is in the head section
1495         //      - special case when elements are technically contiguous,
1496         //        but self.head = 0
1497         //
1498         // For each of those there are two more cases:
1499         //  Insert is closer to tail
1500         //  Insert is closer to head
1501         //
1502         // Key: H - self.head
1503         //      T - self.tail
1504         //      o - Valid element
1505         //      x - Element marked for removal
1506         //      R - Indicates element that is being removed
1507         //      M - Indicates element was moved
1508
1509         let idx = self.wrap_add(self.tail, index);
1510
1511         let elem = unsafe { Some(self.buffer_read(idx)) };
1512
1513         let distance_to_tail = index;
1514         let distance_to_head = self.len() - index;
1515
1516         let contiguous = self.is_contiguous();
1517
1518         match (contiguous, distance_to_tail <= distance_to_head, idx >= self.tail) {
1519             (true, true, _) => {
1520                 unsafe {
1521                     // contiguous, remove closer to tail:
1522                     //
1523                     //             T   R         H
1524                     //      [. . . o o x o o o o . . . . . .]
1525                     //
1526                     //               T           H
1527                     //      [. . . . o o o o o o . . . . . .]
1528                     //               M M
1529
1530                     self.copy(self.tail + 1, self.tail, index);
1531                     self.tail += 1;
1532                 }
1533             }
1534             (true, false, _) => {
1535                 unsafe {
1536                     // contiguous, remove closer to head:
1537                     //
1538                     //             T       R     H
1539                     //      [. . . o o o o x o o . . . . . .]
1540                     //
1541                     //             T           H
1542                     //      [. . . o o o o o o . . . . . . .]
1543                     //                     M M
1544
1545                     self.copy(idx, idx + 1, self.head - idx - 1);
1546                     self.head -= 1;
1547                 }
1548             }
1549             (false, true, true) => {
1550                 unsafe {
1551                     // discontiguous, remove closer to tail, tail section:
1552                     //
1553                     //                   H         T   R
1554                     //      [o o o o o o . . . . . o o x o o]
1555                     //
1556                     //                   H           T
1557                     //      [o o o o o o . . . . . . o o o o]
1558                     //                               M M
1559
1560                     self.copy(self.tail + 1, self.tail, index);
1561                     self.tail = self.wrap_add(self.tail, 1);
1562                 }
1563             }
1564             (false, false, false) => {
1565                 unsafe {
1566                     // discontiguous, remove closer to head, head section:
1567                     //
1568                     //               R     H           T
1569                     //      [o o o o x o o . . . . . . o o o]
1570                     //
1571                     //                   H             T
1572                     //      [o o o o o o . . . . . . . o o o]
1573                     //               M M
1574
1575                     self.copy(idx, idx + 1, self.head - idx - 1);
1576                     self.head -= 1;
1577                 }
1578             }
1579             (false, false, true) => {
1580                 unsafe {
1581                     // discontiguous, remove closer to head, tail section:
1582                     //
1583                     //             H           T         R
1584                     //      [o o o . . . . . . o o o o o x o]
1585                     //
1586                     //           H             T
1587                     //      [o o . . . . . . . o o o o o o o]
1588                     //       M M                         M M
1589                     //
1590                     // or quasi-discontiguous, remove next to head, tail section:
1591                     //
1592                     //       H                 T         R
1593                     //      [. . . . . . . . . o o o o o x o]
1594                     //
1595                     //                         T           H
1596                     //      [. . . . . . . . . o o o o o o .]
1597                     //                                   M
1598
1599                     // draw in elements in the tail section
1600                     self.copy(idx, idx + 1, self.cap() - idx - 1);
1601
1602                     // Prevents underflow.
1603                     if self.head != 0 {
1604                         // copy first element into empty spot
1605                         self.copy(self.cap() - 1, 0, 1);
1606
1607                         // move elements in the head section backwards
1608                         self.copy(0, 1, self.head - 1);
1609                     }
1610
1611                     self.head = self.wrap_sub(self.head, 1);
1612                 }
1613             }
1614             (false, true, false) => {
1615                 unsafe {
1616                     // discontiguous, remove closer to tail, head section:
1617                     //
1618                     //           R               H     T
1619                     //      [o o x o o o o o o o . . . o o o]
1620                     //
1621                     //                           H       T
1622                     //      [o o o o o o o o o o . . . . o o]
1623                     //       M M M                       M M
1624
1625                     // draw in elements up to idx
1626                     self.copy(1, 0, idx);
1627
1628                     // copy last element into empty spot
1629                     self.copy(0, self.cap() - 1, 1);
1630
1631                     // move elements from tail to end forward, excluding the last one
1632                     self.copy(self.tail + 1, self.tail, self.cap() - self.tail - 1);
1633
1634                     self.tail = self.wrap_add(self.tail, 1);
1635                 }
1636             }
1637         }
1638
1639         return elem;
1640     }
1641
1642     /// Splits the collection into two at the given index.
1643     ///
1644     /// Returns a newly allocated `Self`. `self` contains elements `[0, at)`,
1645     /// and the returned `Self` contains elements `[at, len)`.
1646     ///
1647     /// Note that the capacity of `self` does not change.
1648     ///
1649     /// Element at index 0 is the front of the queue.
1650     ///
1651     /// # Panics
1652     ///
1653     /// Panics if `at > len`
1654     ///
1655     /// # Examples
1656     ///
1657     /// ```
1658     /// use std::collections::VecDeque;
1659     ///
1660     /// let mut buf: VecDeque<_> = vec![1,2,3].into_iter().collect();
1661     /// let buf2 = buf.split_off(1);
1662     /// // buf = [1], buf2 = [2, 3]
1663     /// assert_eq!(buf.len(), 1);
1664     /// assert_eq!(buf2.len(), 2);
1665     /// ```
1666     #[inline]
1667     #[stable(feature = "split_off", since = "1.4.0")]
1668     pub fn split_off(&mut self, at: usize) -> Self {
1669         let len = self.len();
1670         assert!(at <= len, "`at` out of bounds");
1671
1672         let other_len = len - at;
1673         let mut other = VecDeque::with_capacity(other_len);
1674
1675         unsafe {
1676             let (first_half, second_half) = self.as_slices();
1677
1678             let first_len = first_half.len();
1679             let second_len = second_half.len();
1680             if at < first_len {
1681                 // `at` lies in the first half.
1682                 let amount_in_first = first_len - at;
1683
1684                 ptr::copy_nonoverlapping(first_half.as_ptr().offset(at as isize),
1685                                          other.ptr(),
1686                                          amount_in_first);
1687
1688                 // just take all of the second half.
1689                 ptr::copy_nonoverlapping(second_half.as_ptr(),
1690                                          other.ptr().offset(amount_in_first as isize),
1691                                          second_len);
1692             } else {
1693                 // `at` lies in the second half, need to factor in the elements we skipped
1694                 // in the first half.
1695                 let offset = at - first_len;
1696                 let amount_in_second = second_len - offset;
1697                 ptr::copy_nonoverlapping(second_half.as_ptr().offset(offset as isize),
1698                                          other.ptr(),
1699                                          amount_in_second);
1700             }
1701         }
1702
1703         // Cleanup where the ends of the buffers are
1704         self.head = self.wrap_sub(self.head, other_len);
1705         other.head = other.wrap_index(other_len);
1706
1707         other
1708     }
1709
1710     /// Moves all the elements of `other` into `Self`, leaving `other` empty.
1711     ///
1712     /// # Panics
1713     ///
1714     /// Panics if the new number of elements in self overflows a `usize`.
1715     ///
1716     /// # Examples
1717     ///
1718     /// ```
1719     /// use std::collections::VecDeque;
1720     ///
1721     /// let mut buf: VecDeque<_> = vec![1, 2, 3].into_iter().collect();
1722     /// let mut buf2: VecDeque<_> = vec![4, 5, 6].into_iter().collect();
1723     /// buf.append(&mut buf2);
1724     /// assert_eq!(buf.len(), 6);
1725     /// assert_eq!(buf2.len(), 0);
1726     /// ```
1727     #[inline]
1728     #[stable(feature = "append", since = "1.4.0")]
1729     pub fn append(&mut self, other: &mut Self) {
1730         // naive impl
1731         self.extend(other.drain(..));
1732     }
1733
1734     /// Retains only the elements specified by the predicate.
1735     ///
1736     /// In other words, remove all elements `e` such that `f(&e)` returns false.
1737     /// This method operates in place and preserves the order of the retained
1738     /// elements.
1739     ///
1740     /// # Examples
1741     ///
1742     /// ```
1743     /// use std::collections::VecDeque;
1744     ///
1745     /// let mut buf = VecDeque::new();
1746     /// buf.extend(1..5);
1747     /// buf.retain(|&x| x%2 == 0);
1748     ///
1749     /// let v: Vec<_> = buf.into_iter().collect();
1750     /// assert_eq!(&v[..], &[2, 4]);
1751     /// ```
1752     #[stable(feature = "vec_deque_retain", since = "1.4.0")]
1753     pub fn retain<F>(&mut self, mut f: F)
1754         where F: FnMut(&T) -> bool
1755     {
1756         let len = self.len();
1757         let mut del = 0;
1758         for i in 0..len {
1759             if !f(&self[i]) {
1760                 del += 1;
1761             } else if del > 0 {
1762                 self.swap(i - del, i);
1763             }
1764         }
1765         if del > 0 {
1766             self.truncate(len - del);
1767         }
1768     }
1769 }
1770
1771 impl<T: Clone> VecDeque<T> {
1772     /// Modifies the `VecDeque` in-place so that `len()` is equal to new_len,
1773     /// either by removing excess elements or by appending copies of a value to the back.
1774     ///
1775     /// # Examples
1776     ///
1777     /// ```
1778     /// use std::collections::VecDeque;
1779     ///
1780     /// let mut buf = VecDeque::new();
1781     /// buf.push_back(5);
1782     /// buf.push_back(10);
1783     /// buf.push_back(15);
1784     /// buf.resize(2, 0);
1785     /// buf.resize(6, 20);
1786     /// for (a, b) in [5, 10, 20, 20, 20, 20].iter().zip(&buf) {
1787     ///     assert_eq!(a, b);
1788     /// }
1789     /// ```
1790     #[stable(feature = "deque_extras", since = "1.16.0")]
1791     pub fn resize(&mut self, new_len: usize, value: T) {
1792         let len = self.len();
1793
1794         if new_len > len {
1795             self.extend(repeat(value).take(new_len - len))
1796         } else {
1797             self.truncate(new_len);
1798         }
1799     }
1800 }
1801
1802 /// Returns the index in the underlying buffer for a given logical element index.
1803 #[inline]
1804 fn wrap_index(index: usize, size: usize) -> usize {
1805     // size is always a power of 2
1806     debug_assert!(size.is_power_of_two());
1807     index & (size - 1)
1808 }
1809
1810 /// Returns the two slices that cover the VecDeque's valid range
1811 trait RingSlices: Sized {
1812     fn slice(self, from: usize, to: usize) -> Self;
1813     fn split_at(self, i: usize) -> (Self, Self);
1814
1815     fn ring_slices(buf: Self, head: usize, tail: usize) -> (Self, Self) {
1816         let contiguous = tail <= head;
1817         if contiguous {
1818             let (empty, buf) = buf.split_at(0);
1819             (buf.slice(tail, head), empty)
1820         } else {
1821             let (mid, right) = buf.split_at(tail);
1822             let (left, _) = mid.split_at(head);
1823             (right, left)
1824         }
1825     }
1826 }
1827
1828 impl<'a, T> RingSlices for &'a [T] {
1829     fn slice(self, from: usize, to: usize) -> Self {
1830         &self[from..to]
1831     }
1832     fn split_at(self, i: usize) -> (Self, Self) {
1833         (*self).split_at(i)
1834     }
1835 }
1836
1837 impl<'a, T> RingSlices for &'a mut [T] {
1838     fn slice(self, from: usize, to: usize) -> Self {
1839         &mut self[from..to]
1840     }
1841     fn split_at(self, i: usize) -> (Self, Self) {
1842         (*self).split_at_mut(i)
1843     }
1844 }
1845
1846 /// Calculate the number of elements left to be read in the buffer
1847 #[inline]
1848 fn count(tail: usize, head: usize, size: usize) -> usize {
1849     // size is always a power of 2
1850     (head.wrapping_sub(tail)) & (size - 1)
1851 }
1852
1853 /// `VecDeque` iterator.
1854 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1855 pub struct Iter<'a, T: 'a> {
1856     ring: &'a [T],
1857     tail: usize,
1858     head: usize,
1859 }
1860
1861 // FIXME(#19839) Remove in favor of `#[derive(Clone)]`
1862 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1863 impl<'a, T> Clone for Iter<'a, T> {
1864     fn clone(&self) -> Iter<'a, T> {
1865         Iter {
1866             ring: self.ring,
1867             tail: self.tail,
1868             head: self.head,
1869         }
1870     }
1871 }
1872
1873 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1874 impl<'a, T> Iterator for Iter<'a, T> {
1875     type Item = &'a T;
1876
1877     #[inline]
1878     fn next(&mut self) -> Option<&'a T> {
1879         if self.tail == self.head {
1880             return None;
1881         }
1882         let tail = self.tail;
1883         self.tail = wrap_index(self.tail.wrapping_add(1), self.ring.len());
1884         unsafe { Some(self.ring.get_unchecked(tail)) }
1885     }
1886
1887     #[inline]
1888     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
1889         let len = count(self.tail, self.head, self.ring.len());
1890         (len, Some(len))
1891     }
1892
1893     fn fold<Acc, F>(self, mut accum: Acc, mut f: F) -> Acc
1894         where F: FnMut(Acc, Self::Item) -> Acc
1895     {
1896         let (front, back) = RingSlices::ring_slices(self.ring, self.head, self.tail);
1897         accum = front.iter().fold(accum, &mut f);
1898         back.iter().fold(accum, &mut f)
1899     }
1900 }
1901
1902 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1903 impl<'a, T> DoubleEndedIterator for Iter<'a, T> {
1904     #[inline]
1905     fn next_back(&mut self) -> Option<&'a T> {
1906         if self.tail == self.head {
1907             return None;
1908         }
1909         self.head = wrap_index(self.head.wrapping_sub(1), self.ring.len());
1910         unsafe { Some(self.ring.get_unchecked(self.head)) }
1911     }
1912 }
1913
1914 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1915 impl<'a, T> ExactSizeIterator for Iter<'a, T> {
1916     fn is_empty(&self) -> bool {
1917         self.head == self.tail
1918     }
1919 }
1920
1921 #[unstable(feature = "fused", issue = "35602")]
1922 impl<'a, T> FusedIterator for Iter<'a, T> {}
1923
1924
1925 /// `VecDeque` mutable iterator.
1926 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1927 pub struct IterMut<'a, T: 'a> {
1928     ring: &'a mut [T],
1929     tail: usize,
1930     head: usize,
1931 }
1932
1933 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1934 impl<'a, T> Iterator for IterMut<'a, T> {
1935     type Item = &'a mut T;
1936
1937     #[inline]
1938     fn next(&mut self) -> Option<&'a mut T> {
1939         if self.tail == self.head {
1940             return None;
1941         }
1942         let tail = self.tail;
1943         self.tail = wrap_index(self.tail.wrapping_add(1), self.ring.len());
1944
1945         unsafe {
1946             let elem = self.ring.get_unchecked_mut(tail);
1947             Some(&mut *(elem as *mut _))
1948         }
1949     }
1950
1951     #[inline]
1952     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
1953         let len = count(self.tail, self.head, self.ring.len());
1954         (len, Some(len))
1955     }
1956
1957     fn fold<Acc, F>(self, mut accum: Acc, mut f: F) -> Acc
1958         where F: FnMut(Acc, Self::Item) -> Acc
1959     {
1960         let (front, back) = RingSlices::ring_slices(self.ring, self.head, self.tail);
1961         accum = front.iter_mut().fold(accum, &mut f);
1962         back.iter_mut().fold(accum, &mut f)
1963     }
1964 }
1965
1966 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1967 impl<'a, T> DoubleEndedIterator for IterMut<'a, T> {
1968     #[inline]
1969     fn next_back(&mut self) -> Option<&'a mut T> {
1970         if self.tail == self.head {
1971             return None;
1972         }
1973         self.head = wrap_index(self.head.wrapping_sub(1), self.ring.len());
1974
1975         unsafe {
1976             let elem = self.ring.get_unchecked_mut(self.head);
1977             Some(&mut *(elem as *mut _))
1978         }
1979     }
1980 }
1981
1982 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1983 impl<'a, T> ExactSizeIterator for IterMut<'a, T> {
1984     fn is_empty(&self) -> bool {
1985         self.head == self.tail
1986     }
1987 }
1988
1989 #[unstable(feature = "fused", issue = "35602")]
1990 impl<'a, T> FusedIterator for IterMut<'a, T> {}
1991
1992 /// A by-value VecDeque iterator
1993 #[derive(Clone)]
1994 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1995 pub struct IntoIter<T> {
1996     inner: VecDeque<T>,
1997 }
1998
1999 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2000 impl<T> Iterator for IntoIter<T> {
2001     type Item = T;
2002
2003     #[inline]
2004     fn next(&mut self) -> Option<T> {
2005         self.inner.pop_front()
2006     }
2007
2008     #[inline]
2009     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
2010         let len = self.inner.len();
2011         (len, Some(len))
2012     }
2013 }
2014
2015 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2016 impl<T> DoubleEndedIterator for IntoIter<T> {
2017     #[inline]
2018     fn next_back(&mut self) -> Option<T> {
2019         self.inner.pop_back()
2020     }
2021 }
2022
2023 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2024 impl<T> ExactSizeIterator for IntoIter<T> {
2025     fn is_empty(&self) -> bool {
2026         self.inner.is_empty()
2027     }
2028 }
2029
2030 #[unstable(feature = "fused", issue = "35602")]
2031 impl<T> FusedIterator for IntoIter<T> {}
2032
2033 /// A draining VecDeque iterator
2034 #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
2035 pub struct Drain<'a, T: 'a> {
2036     after_tail: usize,
2037     after_head: usize,
2038     iter: Iter<'a, T>,
2039     deque: Shared<VecDeque<T>>,
2040 }
2041
2042 #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
2043 unsafe impl<'a, T: Sync> Sync for Drain<'a, T> {}
2044 #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
2045 unsafe impl<'a, T: Send> Send for Drain<'a, T> {}
2046
2047 #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
2048 impl<'a, T: 'a> Drop for Drain<'a, T> {
2049     fn drop(&mut self) {
2050         for _ in self.by_ref() {}
2051
2052         let source_deque = unsafe { &mut **self.deque };
2053
2054         // T = source_deque_tail; H = source_deque_head; t = drain_tail; h = drain_head
2055         //
2056         //        T   t   h   H
2057         // [. . . o o x x o o . . .]
2058         //
2059         let orig_tail = source_deque.tail;
2060         let drain_tail = source_deque.head;
2061         let drain_head = self.after_tail;
2062         let orig_head = self.after_head;
2063
2064         let tail_len = count(orig_tail, drain_tail, source_deque.cap());
2065         let head_len = count(drain_head, orig_head, source_deque.cap());
2066
2067         // Restore the original head value
2068         source_deque.head = orig_head;
2069
2070         match (tail_len, head_len) {
2071             (0, 0) => {
2072                 source_deque.head = 0;
2073                 source_deque.tail = 0;
2074             }
2075             (0, _) => {
2076                 source_deque.tail = drain_head;
2077             }
2078             (_, 0) => {
2079                 source_deque.head = drain_tail;
2080             }
2081             _ => unsafe {
2082                 if tail_len <= head_len {
2083                     source_deque.tail = source_deque.wrap_sub(drain_head, tail_len);
2084                     source_deque.wrap_copy(source_deque.tail, orig_tail, tail_len);
2085                 } else {
2086                     source_deque.head = source_deque.wrap_add(drain_tail, head_len);
2087                     source_deque.wrap_copy(drain_tail, drain_head, head_len);
2088                 }
2089             },
2090         }
2091     }
2092 }
2093
2094 #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
2095 impl<'a, T: 'a> Iterator for Drain<'a, T> {
2096     type Item = T;
2097
2098     #[inline]
2099     fn next(&mut self) -> Option<T> {
2100         self.iter.next().map(|elt| unsafe { ptr::read(elt) })
2101     }
2102
2103     #[inline]
2104     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
2105         self.iter.size_hint()
2106     }
2107 }
2108
2109 #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
2110 impl<'a, T: 'a> DoubleEndedIterator for Drain<'a, T> {
2111     #[inline]
2112     fn next_back(&mut self) -> Option<T> {
2113         self.iter.next_back().map(|elt| unsafe { ptr::read(elt) })
2114     }
2115 }
2116
2117 #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
2118 impl<'a, T: 'a> ExactSizeIterator for Drain<'a, T> {}
2119
2120 #[unstable(feature = "fused", issue = "35602")]
2121 impl<'a, T: 'a> FusedIterator for Drain<'a, T> {}
2122
2123 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2124 impl<A: PartialEq> PartialEq for VecDeque<A> {
2125     fn eq(&self, other: &VecDeque<A>) -> bool {
2126         if self.len() != other.len() {
2127             return false;
2128         }
2129         let (sa, sb) = self.as_slices();
2130         let (oa, ob) = other.as_slices();
2131         if sa.len() == oa.len() {
2132             sa == oa && sb == ob
2133         } else if sa.len() < oa.len() {
2134             // Always divisible in three sections, for example:
2135             // self:  [a b c|d e f]
2136             // other: [0 1 2 3|4 5]
2137             // front = 3, mid = 1,
2138             // [a b c] == [0 1 2] && [d] == [3] && [e f] == [4 5]
2139             let front = sa.len();
2140             let mid = oa.len() - front;
2141
2142             let (oa_front, oa_mid) = oa.split_at(front);
2143             let (sb_mid, sb_back) = sb.split_at(mid);
2144             debug_assert_eq!(sa.len(), oa_front.len());
2145             debug_assert_eq!(sb_mid.len(), oa_mid.len());
2146             debug_assert_eq!(sb_back.len(), ob.len());
2147             sa == oa_front && sb_mid == oa_mid && sb_back == ob
2148         } else {
2149             let front = oa.len();
2150             let mid = sa.len() - front;
2151
2152             let (sa_front, sa_mid) = sa.split_at(front);
2153             let (ob_mid, ob_back) = ob.split_at(mid);
2154             debug_assert_eq!(sa_front.len(), oa.len());
2155             debug_assert_eq!(sa_mid.len(), ob_mid.len());
2156             debug_assert_eq!(sb.len(), ob_back.len());
2157             sa_front == oa && sa_mid == ob_mid && sb == ob_back
2158         }
2159     }
2160 }
2161
2162 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2163 impl<A: Eq> Eq for VecDeque<A> {}
2164
2165 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2166 impl<A: PartialOrd> PartialOrd for VecDeque<A> {
2167     fn partial_cmp(&self, other: &VecDeque<A>) -> Option<Ordering> {
2168         self.iter().partial_cmp(other.iter())
2169     }
2170 }
2171
2172 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2173 impl<A: Ord> Ord for VecDeque<A> {
2174     #[inline]
2175     fn cmp(&self, other: &VecDeque<A>) -> Ordering {
2176         self.iter().cmp(other.iter())
2177     }
2178 }
2179
2180 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2181 impl<A: Hash> Hash for VecDeque<A> {
2182     fn hash<H: Hasher>(&self, state: &mut H) {
2183         self.len().hash(state);
2184         let (a, b) = self.as_slices();
2185         Hash::hash_slice(a, state);
2186         Hash::hash_slice(b, state);
2187     }
2188 }
2189
2190 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2191 impl<A> Index<usize> for VecDeque<A> {
2192     type Output = A;
2193
2194     #[inline]
2195     fn index(&self, index: usize) -> &A {
2196         self.get(index).expect("Out of bounds access")
2197     }
2198 }
2199
2200 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2201 impl<A> IndexMut<usize> for VecDeque<A> {
2202     #[inline]
2203     fn index_mut(&mut self, index: usize) -> &mut A {
2204         self.get_mut(index).expect("Out of bounds access")
2205     }
2206 }
2207
2208 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2209 impl<A> FromIterator<A> for VecDeque<A> {
2210     fn from_iter<T: IntoIterator<Item = A>>(iter: T) -> VecDeque<A> {
2211         let iterator = iter.into_iter();
2212         let (lower, _) = iterator.size_hint();
2213         let mut deq = VecDeque::with_capacity(lower);
2214         deq.extend(iterator);
2215         deq
2216     }
2217 }
2218
2219 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2220 impl<T> IntoIterator for VecDeque<T> {
2221     type Item = T;
2222     type IntoIter = IntoIter<T>;
2223
2224     /// Consumes the list into a front-to-back iterator yielding elements by
2225     /// value.
2226     fn into_iter(self) -> IntoIter<T> {
2227         IntoIter { inner: self }
2228     }
2229 }
2230
2231 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2232 impl<'a, T> IntoIterator for &'a VecDeque<T> {
2233     type Item = &'a T;
2234     type IntoIter = Iter<'a, T>;
2235
2236     fn into_iter(self) -> Iter<'a, T> {
2237         self.iter()
2238     }
2239 }
2240
2241 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2242 impl<'a, T> IntoIterator for &'a mut VecDeque<T> {
2243     type Item = &'a mut T;
2244     type IntoIter = IterMut<'a, T>;
2245
2246     fn into_iter(mut self) -> IterMut<'a, T> {
2247         self.iter_mut()
2248     }
2249 }
2250
2251 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2252 impl<A> Extend<A> for VecDeque<A> {
2253     fn extend<T: IntoIterator<Item = A>>(&mut self, iter: T) {
2254         for elt in iter {
2255             self.push_back(elt);
2256         }
2257     }
2258 }
2259
2260 #[stable(feature = "extend_ref", since = "1.2.0")]
2261 impl<'a, T: 'a + Copy> Extend<&'a T> for VecDeque<T> {
2262     fn extend<I: IntoIterator<Item = &'a T>>(&mut self, iter: I) {
2263         self.extend(iter.into_iter().cloned());
2264     }
2265 }
2266
2267 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2268 impl<T: fmt::Debug> fmt::Debug for VecDeque<T> {
2269     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
2270         f.debug_list().entries(self).finish()
2271     }
2272 }
2273
2274 #[stable(feature = "vecdeque_vec_conversions", since = "1.10.0")]
2275 impl<T> From<Vec<T>> for VecDeque<T> {
2276     fn from(mut other: Vec<T>) -> Self {
2277         unsafe {
2278             let other_buf = other.as_mut_ptr();
2279             let mut buf = RawVec::from_raw_parts(other_buf, other.capacity());
2280             let len = other.len();
2281             mem::forget(other);
2282
2283             // We need to extend the buf if it's not a power of two, too small
2284             // or doesn't have at least one free space
2285             if !buf.cap().is_power_of_two() || (buf.cap() < (MINIMUM_CAPACITY + 1)) ||
2286                (buf.cap() == len) {
2287                 let cap = cmp::max(buf.cap() + 1, MINIMUM_CAPACITY + 1).next_power_of_two();
2288                 buf.reserve_exact(len, cap - len);
2289             }
2290
2291             VecDeque {
2292                 tail: 0,
2293                 head: len,
2294                 buf: buf,
2295             }
2296         }
2297     }
2298 }
2299
2300 #[stable(feature = "vecdeque_vec_conversions", since = "1.10.0")]
2301 impl<T> From<VecDeque<T>> for Vec<T> {
2302     fn from(other: VecDeque<T>) -> Self {
2303         unsafe {
2304             let buf = other.buf.ptr();
2305             let len = other.len();
2306             let tail = other.tail;
2307             let head = other.head;
2308             let cap = other.cap();
2309
2310             // Need to move the ring to the front of the buffer, as vec will expect this.
2311             if other.is_contiguous() {
2312                 ptr::copy(buf.offset(tail as isize), buf, len);
2313             } else {
2314                 if (tail - head) >= cmp::min((cap - tail), head) {
2315                     // There is enough free space in the centre for the shortest block so we can
2316                     // do this in at most three copy moves.
2317                     if (cap - tail) > head {
2318                         // right hand block is the long one; move that enough for the left
2319                         ptr::copy(buf.offset(tail as isize),
2320                                   buf.offset((tail - head) as isize),
2321                                   cap - tail);
2322                         // copy left in the end
2323                         ptr::copy(buf, buf.offset((cap - head) as isize), head);
2324                         // shift the new thing to the start
2325                         ptr::copy(buf.offset((tail - head) as isize), buf, len);
2326                     } else {
2327                         // left hand block is the long one, we can do it in two!
2328                         ptr::copy(buf, buf.offset((cap - tail) as isize), head);
2329                         ptr::copy(buf.offset(tail as isize), buf, cap - tail);
2330                     }
2331                 } else {
2332                     // Need to use N swaps to move the ring
2333                     // We can use the space at the end of the ring as a temp store
2334
2335                     let mut left_edge: usize = 0;
2336                     let mut right_edge: usize = tail;
2337
2338                     // The general problem looks like this
2339                     // GHIJKLM...ABCDEF - before any swaps
2340                     // ABCDEFM...GHIJKL - after 1 pass of swaps
2341                     // ABCDEFGHIJM...KL - swap until the left edge reaches the temp store
2342                     //                  - then restart the algorithm with a new (smaller) store
2343                     // Sometimes the temp store is reached when the right edge is at the end
2344                     // of the buffer - this means we've hit the right order with fewer swaps!
2345                     // E.g
2346                     // EF..ABCD
2347                     // ABCDEF.. - after four only swaps we've finished
2348
2349                     while left_edge < len && right_edge != cap {
2350                         let mut right_offset = 0;
2351                         for i in left_edge..right_edge {
2352                             right_offset = (i - left_edge) % (cap - right_edge);
2353                             let src: isize = (right_edge + right_offset) as isize;
2354                             ptr::swap(buf.offset(i as isize), buf.offset(src));
2355                         }
2356                         let n_ops = right_edge - left_edge;
2357                         left_edge += n_ops;
2358                         right_edge += right_offset + 1;
2359
2360                     }
2361                 }
2362
2363             }
2364             let out = Vec::from_raw_parts(buf, len, cap);
2365             mem::forget(other);
2366             out
2367         }
2368     }
2369 }
2370
2371 #[cfg(test)]
2372 mod tests {
2373     use test;
2374
2375     use super::VecDeque;
2376
2377     #[bench]
2378     fn bench_push_back_100(b: &mut test::Bencher) {
2379         let mut deq = VecDeque::with_capacity(101);
2380         b.iter(|| {
2381             for i in 0..100 {
2382                 deq.push_back(i);
2383             }
2384             deq.head = 0;
2385             deq.tail = 0;
2386         })
2387     }
2388
2389     #[bench]
2390     fn bench_push_front_100(b: &mut test::Bencher) {
2391         let mut deq = VecDeque::with_capacity(101);
2392         b.iter(|| {
2393             for i in 0..100 {
2394                 deq.push_front(i);
2395             }
2396             deq.head = 0;
2397             deq.tail = 0;
2398         })
2399     }
2400
2401     #[bench]
2402     fn bench_pop_back_100(b: &mut test::Bencher) {
2403         let mut deq = VecDeque::<i32>::with_capacity(101);
2404
2405         b.iter(|| {
2406             deq.head = 100;
2407             deq.tail = 0;
2408             while !deq.is_empty() {
2409                 test::black_box(deq.pop_back());
2410             }
2411         })
2412     }
2413
2414     #[bench]
2415     fn bench_pop_front_100(b: &mut test::Bencher) {
2416         let mut deq = VecDeque::<i32>::with_capacity(101);
2417
2418         b.iter(|| {
2419             deq.head = 100;
2420             deq.tail = 0;
2421             while !deq.is_empty() {
2422                 test::black_box(deq.pop_front());
2423             }
2424         })
2425     }
2426
2427     #[test]
2428     fn test_swap_front_back_remove() {
2429         fn test(back: bool) {
2430             // This test checks that every single combination of tail position and length is tested.
2431             // Capacity 15 should be large enough to cover every case.
2432             let mut tester = VecDeque::with_capacity(15);
2433             let usable_cap = tester.capacity();
2434             let final_len = usable_cap / 2;
2435
2436             for len in 0..final_len {
2437                 let expected = if back {
2438                     (0..len).collect()
2439                 } else {
2440                     (0..len).rev().collect()
2441                 };
2442                 for tail_pos in 0..usable_cap {
2443                     tester.tail = tail_pos;
2444                     tester.head = tail_pos;
2445                     if back {
2446                         for i in 0..len * 2 {
2447                             tester.push_front(i);
2448                         }
2449                         for i in 0..len {
2450                             assert_eq!(tester.swap_remove_back(i), Some(len * 2 - 1 - i));
2451                         }
2452                     } else {
2453                         for i in 0..len * 2 {
2454                             tester.push_back(i);
2455                         }
2456                         for i in 0..len {
2457                             let idx = tester.len() - 1 - i;
2458                             assert_eq!(tester.swap_remove_front(idx), Some(len * 2 - 1 - i));
2459                         }
2460                     }
2461                     assert!(tester.tail < tester.cap());
2462                     assert!(tester.head < tester.cap());
2463                     assert_eq!(tester, expected);
2464                 }
2465             }
2466         }
2467         test(true);
2468         test(false);
2469     }
2470
2471     #[test]
2472     fn test_insert() {
2473         // This test checks that every single combination of tail position, length, and
2474         // insertion position is tested. Capacity 15 should be large enough to cover every case.
2475
2476         let mut tester = VecDeque::with_capacity(15);
2477         // can't guarantee we got 15, so have to get what we got.
2478         // 15 would be great, but we will definitely get 2^k - 1, for k >= 4, or else
2479         // this test isn't covering what it wants to
2480         let cap = tester.capacity();
2481
2482
2483         // len is the length *after* insertion
2484         for len in 1..cap {
2485             // 0, 1, 2, .., len - 1
2486             let expected = (0..).take(len).collect();
2487             for tail_pos in 0..cap {
2488                 for to_insert in 0..len {
2489                     tester.tail = tail_pos;
2490                     tester.head = tail_pos;
2491                     for i in 0..len {
2492                         if i != to_insert {
2493                             tester.push_back(i);
2494                         }
2495                     }
2496                     tester.insert(to_insert, to_insert);
2497                     assert!(tester.tail < tester.cap());
2498                     assert!(tester.head < tester.cap());
2499                     assert_eq!(tester, expected);
2500                 }
2501             }
2502         }
2503     }
2504
2505     #[test]
2506     fn test_remove() {
2507         // This test checks that every single combination of tail position, length, and
2508         // removal position is tested. Capacity 15 should be large enough to cover every case.
2509
2510         let mut tester = VecDeque::with_capacity(15);
2511         // can't guarantee we got 15, so have to get what we got.
2512         // 15 would be great, but we will definitely get 2^k - 1, for k >= 4, or else
2513         // this test isn't covering what it wants to
2514         let cap = tester.capacity();
2515
2516         // len is the length *after* removal
2517         for len in 0..cap - 1 {
2518             // 0, 1, 2, .., len - 1
2519             let expected = (0..).take(len).collect();
2520             for tail_pos in 0..cap {
2521                 for to_remove in 0..len + 1 {
2522                     tester.tail = tail_pos;
2523                     tester.head = tail_pos;
2524                     for i in 0..len {
2525                         if i == to_remove {
2526                             tester.push_back(1234);
2527                         }
2528                         tester.push_back(i);
2529                     }
2530                     if to_remove == len {
2531                         tester.push_back(1234);
2532                     }
2533                     tester.remove(to_remove);
2534                     assert!(tester.tail < tester.cap());
2535                     assert!(tester.head < tester.cap());
2536                     assert_eq!(tester, expected);
2537                 }
2538             }
2539         }
2540     }
2541
2542     #[test]
2543     fn test_drain() {
2544         let mut tester: VecDeque<usize> = VecDeque::with_capacity(7);
2545
2546         let cap = tester.capacity();
2547         for len in 0..cap + 1 {
2548             for tail in 0..cap + 1 {
2549                 for drain_start in 0..len + 1 {
2550                     for drain_end in drain_start..len + 1 {
2551                         tester.tail = tail;
2552                         tester.head = tail;
2553                         for i in 0..len {
2554                             tester.push_back(i);
2555                         }
2556
2557                         // Check that we drain the correct values
2558                         let drained: VecDeque<_> = tester.drain(drain_start..drain_end).collect();
2559                         let drained_expected: VecDeque<_> = (drain_start..drain_end).collect();
2560                         assert_eq!(drained, drained_expected);
2561
2562                         // We shouldn't have changed the capacity or made the
2563                         // head or tail out of bounds
2564                         assert_eq!(tester.capacity(), cap);
2565                         assert!(tester.tail < tester.cap());
2566                         assert!(tester.head < tester.cap());
2567
2568                         // We should see the correct values in the VecDeque
2569                         let expected: VecDeque<_> = (0..drain_start)
2570                             .chain(drain_end..len)
2571                             .collect();
2572                         assert_eq!(expected, tester);
2573                     }
2574                 }
2575             }
2576         }
2577     }
2578
2579     #[test]
2580     fn test_shrink_to_fit() {
2581         // This test checks that every single combination of head and tail position,
2582         // is tested. Capacity 15 should be large enough to cover every case.
2583
2584         let mut tester = VecDeque::with_capacity(15);
2585         // can't guarantee we got 15, so have to get what we got.
2586         // 15 would be great, but we will definitely get 2^k - 1, for k >= 4, or else
2587         // this test isn't covering what it wants to
2588         let cap = tester.capacity();
2589         tester.reserve(63);
2590         let max_cap = tester.capacity();
2591
2592         for len in 0..cap + 1 {
2593             // 0, 1, 2, .., len - 1
2594             let expected = (0..).take(len).collect();
2595             for tail_pos in 0..max_cap + 1 {
2596                 tester.tail = tail_pos;
2597                 tester.head = tail_pos;
2598                 tester.reserve(63);
2599                 for i in 0..len {
2600                     tester.push_back(i);
2601                 }
2602                 tester.shrink_to_fit();
2603                 assert!(tester.capacity() <= cap);
2604                 assert!(tester.tail < tester.cap());
2605                 assert!(tester.head < tester.cap());
2606                 assert_eq!(tester, expected);
2607             }
2608         }
2609     }
2610
2611     #[test]
2612     fn test_split_off() {
2613         // This test checks that every single combination of tail position, length, and
2614         // split position is tested. Capacity 15 should be large enough to cover every case.
2615
2616         let mut tester = VecDeque::with_capacity(15);
2617         // can't guarantee we got 15, so have to get what we got.
2618         // 15 would be great, but we will definitely get 2^k - 1, for k >= 4, or else
2619         // this test isn't covering what it wants to
2620         let cap = tester.capacity();
2621
2622         // len is the length *before* splitting
2623         for len in 0..cap {
2624             // index to split at
2625             for at in 0..len + 1 {
2626                 // 0, 1, 2, .., at - 1 (may be empty)
2627                 let expected_self = (0..).take(at).collect();
2628                 // at, at + 1, .., len - 1 (may be empty)
2629                 let expected_other = (at..).take(len - at).collect();
2630
2631                 for tail_pos in 0..cap {
2632                     tester.tail = tail_pos;
2633                     tester.head = tail_pos;
2634                     for i in 0..len {
2635                         tester.push_back(i);
2636                     }
2637                     let result = tester.split_off(at);
2638                     assert!(tester.tail < tester.cap());
2639                     assert!(tester.head < tester.cap());
2640                     assert!(result.tail < result.cap());
2641                     assert!(result.head < result.cap());
2642                     assert_eq!(tester, expected_self);
2643                     assert_eq!(result, expected_other);
2644                 }
2645             }
2646         }
2647     }
2648
2649     #[test]
2650     fn test_from_vec() {
2651         use super::super::vec::Vec;
2652         for cap in 0..35 {
2653             for len in 0..cap + 1 {
2654                 let mut vec = Vec::with_capacity(cap);
2655                 vec.extend(0..len);
2656
2657                 let vd = VecDeque::from(vec.clone());
2658                 assert!(vd.cap().is_power_of_two());
2659                 assert_eq!(vd.len(), vec.len());
2660                 assert!(vd.into_iter().eq(vec));
2661             }
2662         }
2663     }
2664
2665     #[test]
2666     fn test_vec_from_vecdeque() {
2667         use super::super::vec::Vec;
2668
2669         fn create_vec_and_test_convert(cap: usize, offset: usize, len: usize) {
2670             let mut vd = VecDeque::with_capacity(cap);
2671             for _ in 0..offset {
2672                 vd.push_back(0);
2673                 vd.pop_front();
2674             }
2675             vd.extend(0..len);
2676
2677             let vec: Vec<_> = Vec::from(vd.clone());
2678             assert_eq!(vec.len(), vd.len());
2679             assert!(vec.into_iter().eq(vd));
2680         }
2681
2682         for cap_pwr in 0..7 {
2683             // Make capacity as a (2^x)-1, so that the ring size is 2^x
2684             let cap = (2i32.pow(cap_pwr) - 1) as usize;
2685
2686             // In these cases there is enough free space to solve it with copies
2687             for len in 0..((cap + 1) / 2) {
2688                 // Test contiguous cases
2689                 for offset in 0..(cap - len) {
2690                     create_vec_and_test_convert(cap, offset, len)
2691                 }
2692
2693                 // Test cases where block at end of buffer is bigger than block at start
2694                 for offset in (cap - len)..(cap - (len / 2)) {
2695                     create_vec_and_test_convert(cap, offset, len)
2696                 }
2697
2698                 // Test cases where block at start of buffer is bigger than block at end
2699                 for offset in (cap - (len / 2))..cap {
2700                     create_vec_and_test_convert(cap, offset, len)
2701                 }
2702             }
2703
2704             // Now there's not (necessarily) space to straighten the ring with simple copies,
2705             // the ring will use swapping when:
2706             // (cap + 1 - offset) > (cap + 1 - len) && (len - (cap + 1 - offset)) > (cap + 1 - len))
2707             //  right block size  >   free space    &&      left block size       >    free space
2708             for len in ((cap + 1) / 2)..cap {
2709                 // Test contiguous cases
2710                 for offset in 0..(cap - len) {
2711                     create_vec_and_test_convert(cap, offset, len)
2712                 }
2713
2714                 // Test cases where block at end of buffer is bigger than block at start
2715                 for offset in (cap - len)..(cap - (len / 2)) {
2716                     create_vec_and_test_convert(cap, offset, len)
2717                 }
2718
2719                 // Test cases where block at start of buffer is bigger than block at end
2720                 for offset in (cap - (len / 2))..cap {
2721                     create_vec_and_test_convert(cap, offset, len)
2722                 }
2723             }
2724         }
2725     }
2726 }