]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/libcore/array/iter.rs
rustc_span: return an impl Iterator instead of a Vec from macro_backtrace.
[rust.git] / src / libcore / array / iter.rs
1 //! Defines the `IntoIter` owned iterator for arrays.
2
3 use super::LengthAtMost32;
4 use crate::{
5     fmt,
6     iter::{ExactSizeIterator, FusedIterator, TrustedLen},
7     mem::{self, MaybeUninit},
8     ops::Range,
9     ptr,
10 };
11
12 /// A by-value [array] iterator.
13 ///
14 /// [array]: ../../std/primitive.array.html
15 #[unstable(feature = "array_value_iter", issue = "65798")]
16 pub struct IntoIter<T, const N: usize>
17 where
18     [T; N]: LengthAtMost32,
19 {
20     /// This is the array we are iterating over.
21     ///
22     /// Elements with index `i` where `alive.start <= i < alive.end` have not
23     /// been yielded yet and are valid array entries. Elements with indices `i
24     /// < alive.start` or `i >= alive.end` have been yielded already and must
25     /// not be accessed anymore! Those dead elements might even be in a
26     /// completely uninitialized state!
27     ///
28     /// So the invariants are:
29     /// - `data[alive]` is alive (i.e. contains valid elements)
30     /// - `data[..alive.start]` and `data[alive.end..]` are dead (i.e. the
31     ///   elements were already read and must not be touched anymore!)
32     data: [MaybeUninit<T>; N],
33
34     /// The elements in `data` that have not been yielded yet.
35     ///
36     /// Invariants:
37     /// - `alive.start <= alive.end`
38     /// - `alive.end <= N`
39     alive: Range<usize>,
40 }
41
42 impl<T, const N: usize> IntoIter<T, { N }>
43 where
44     [T; N]: LengthAtMost32,
45 {
46     /// Creates a new iterator over the given `array`.
47     ///
48     /// *Note*: this method might never get stabilized and/or removed in the
49     /// future as there will likely be another, preferred way of obtaining this
50     /// iterator (either via `IntoIterator` for arrays or via another way).
51     #[unstable(feature = "array_value_iter", issue = "65798")]
52     pub fn new(array: [T; N]) -> Self {
53         // SAFETY: The transmute here is actually safe. The docs of `MaybeUninit`
54         // promise:
55         //
56         // > `MaybeUninit<T>` is guaranteed to have the same size and alignment
57         // > as `T`.
58         //
59         // The docs even show a transmute from an array of `MaybeUninit<T>` to
60         // an array of `T`.
61         //
62         // With that, this initialization satisfies the invariants.
63
64         // FIXME(LukasKalbertodt): actually use `mem::transmute` here, once it
65         // works with const generics:
66         //     `mem::transmute::<[T; {N}], [MaybeUninit<T>; {N}]>(array)`
67         //
68         // Until then, we do it manually here. We first create a bitwise copy
69         // but cast the pointer so that it is treated as a different type. Then
70         // we forget `array` so that it is not dropped.
71         let data = unsafe {
72             let data = ptr::read(&array as *const [T; N] as *const [MaybeUninit<T>; N]);
73             mem::forget(array);
74             data
75         };
76
77         Self { data, alive: 0..N }
78     }
79
80     /// Returns an immutable slice of all elements that have not been yielded
81     /// yet.
82     fn as_slice(&self) -> &[T] {
83         let slice = &self.data[self.alive.clone()];
84         // SAFETY: This transmute is safe. As mentioned in `new`, `MaybeUninit` retains
85         // the size and alignment of `T`. Furthermore, we know that all
86         // elements within `alive` are properly initialized.
87         unsafe { mem::transmute::<&[MaybeUninit<T>], &[T]>(slice) }
88     }
89
90     /// Returns a mutable slice of all elements that have not been yielded yet.
91     fn as_mut_slice(&mut self) -> &mut [T] {
92         // This transmute is safe, same as in `as_slice` above.
93         let slice = &mut self.data[self.alive.clone()];
94         // SAFETY: This transmute is safe. As mentioned in `new`, `MaybeUninit` retains
95         // the size and alignment of `T`. Furthermore, we know that all
96         // elements within `alive` are properly initialized.
97         unsafe { mem::transmute::<&mut [MaybeUninit<T>], &mut [T]>(slice) }
98     }
99 }
100
101 #[stable(feature = "array_value_iter_impls", since = "1.40.0")]
102 impl<T, const N: usize> Iterator for IntoIter<T, { N }>
103 where
104     [T; N]: LengthAtMost32,
105 {
106     type Item = T;
107     fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
108         if self.alive.start == self.alive.end {
109             return None;
110         }
111
112         // Bump start index.
113         //
114         // From the check above we know that `alive.start != alive.end`.
115         // Combine this with the invariant `alive.start <= alive.end`, we know
116         // that `alive.start < alive.end`. Increasing `alive.start` by 1
117         // maintains the invariant regarding `alive`. However, due to this
118         // change, for a short time, the alive zone is not `data[alive]`
119         // anymore, but `data[idx..alive.end]`.
120         let idx = self.alive.start;
121         self.alive.start += 1;
122
123         // Read the element from the array.
124         // SAFETY: This is safe: `idx` is an index
125         // into the "alive" region of the array. Reading this element means
126         // that `data[idx]` is regarded as dead now (i.e. do not touch). As
127         // `idx` was the start of the alive-zone, the alive zone is now
128         // `data[alive]` again, restoring all invariants.
129         let out = unsafe { self.data.get_unchecked(idx).read() };
130
131         Some(out)
132     }
133
134     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
135         let len = self.len();
136         (len, Some(len))
137     }
138
139     fn count(self) -> usize {
140         self.len()
141     }
142
143     fn last(mut self) -> Option<Self::Item> {
144         self.next_back()
145     }
146 }
147
148 #[stable(feature = "array_value_iter_impls", since = "1.40.0")]
149 impl<T, const N: usize> DoubleEndedIterator for IntoIter<T, { N }>
150 where
151     [T; N]: LengthAtMost32,
152 {
153     fn next_back(&mut self) -> Option<Self::Item> {
154         if self.alive.start == self.alive.end {
155             return None;
156         }
157
158         // Decrease end index.
159         //
160         // From the check above we know that `alive.start != alive.end`.
161         // Combine this with the invariant `alive.start <= alive.end`, we know
162         // that `alive.start < alive.end`. As `alive.start` cannot be negative,
163         // `alive.end` is at least 1, meaning that we can safely decrement it
164         // by one. This also maintains the invariant `alive.start <=
165         // alive.end`. However, due to this change, for a short time, the alive
166         // zone is not `data[alive]` anymore, but `data[alive.start..alive.end
167         // + 1]`.
168         self.alive.end -= 1;
169
170         // Read the element from the array.
171         // SAFETY: This is safe: `alive.end` is an
172         // index into the "alive" region of the array. Compare the previous
173         // comment that states that the alive region is
174         // `data[alive.start..alive.end + 1]`. Reading this element means that
175         // `data[alive.end]` is regarded as dead now (i.e. do not touch). As
176         // `alive.end` was the end of the alive-zone, the alive zone is now
177         // `data[alive]` again, restoring all invariants.
178         let out = unsafe { self.data.get_unchecked(self.alive.end).read() };
179
180         Some(out)
181     }
182 }
183
184 #[stable(feature = "array_value_iter_impls", since = "1.40.0")]
185 impl<T, const N: usize> Drop for IntoIter<T, { N }>
186 where
187     [T; N]: LengthAtMost32,
188 {
189     fn drop(&mut self) {
190         // SAFETY: This is safe: `as_mut_slice` returns exactly the sub-slice
191         // of elements that have not been moved out yet and that remain
192         // to be dropped.
193         unsafe { ptr::drop_in_place(self.as_mut_slice()) }
194     }
195 }
196
197 #[stable(feature = "array_value_iter_impls", since = "1.40.0")]
198 impl<T, const N: usize> ExactSizeIterator for IntoIter<T, { N }>
199 where
200     [T; N]: LengthAtMost32,
201 {
202     fn len(&self) -> usize {
203         // Will never underflow due to the invariant `alive.start <=
204         // alive.end`.
205         self.alive.end - self.alive.start
206     }
207     fn is_empty(&self) -> bool {
208         self.alive.is_empty()
209     }
210 }
211
212 #[stable(feature = "array_value_iter_impls", since = "1.40.0")]
213 impl<T, const N: usize> FusedIterator for IntoIter<T, { N }> where [T; N]: LengthAtMost32 {}
214
215 // The iterator indeed reports the correct length. The number of "alive"
216 // elements (that will still be yielded) is the length of the range `alive`.
217 // This range is decremented in length in either `next` or `next_back`. It is
218 // always decremented by 1 in those methods, but only if `Some(_)` is returned.
219 #[stable(feature = "array_value_iter_impls", since = "1.40.0")]
220 unsafe impl<T, const N: usize> TrustedLen for IntoIter<T, { N }> where [T; N]: LengthAtMost32 {}
221
222 #[stable(feature = "array_value_iter_impls", since = "1.40.0")]
223 impl<T: Clone, const N: usize> Clone for IntoIter<T, { N }>
224 where
225     [T; N]: LengthAtMost32,
226 {
227     fn clone(&self) -> Self {
228         // SAFETY: each point of unsafety is documented inside the unsafe block
229         unsafe {
230             // This creates a new uninitialized array. Note that the `assume_init`
231             // refers to the array, not the individual elements. And it is Ok if
232             // the array is in an uninitialized state as all elements may be
233             // uninitialized (all bit patterns are valid). Compare the
234             // `MaybeUninit` docs for more information.
235             let mut new_data: [MaybeUninit<T>; N] = MaybeUninit::uninit().assume_init();
236
237             // Clone all alive elements.
238             for idx in self.alive.clone() {
239                 // The element at `idx` in the old array is alive, so we can
240                 // safely call `get_ref()`. We then clone it, and write the
241                 // clone into the new array.
242                 let clone = self.data.get_unchecked(idx).get_ref().clone();
243                 new_data.get_unchecked_mut(idx).write(clone);
244             }
245
246             Self { data: new_data, alive: self.alive.clone() }
247         }
248     }
249 }
250
251 #[stable(feature = "array_value_iter_impls", since = "1.40.0")]
252 impl<T: fmt::Debug, const N: usize> fmt::Debug for IntoIter<T, { N }>
253 where
254     [T; N]: LengthAtMost32,
255 {
256     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
257         // Only print the elements that were not yielded yet: we cannot
258         // access the yielded elements anymore.
259         f.debug_tuple("IntoIter").field(&self.as_slice()).finish()
260     }
261 }