src/libcore/char.rs

   1 // Copyright 2012-2014 The Rust Project Developers. See the COPYRIGHT
   2 // file at the top-level directory of this distribution and at
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   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 //! Character manipulation.
  12 //!
  13 //! For more details, see ::rustc_unicode::char (a.k.a. std::char)
  14
  15 #![allow(non_snake_case)]
  16 #![stable(feature = "core_char", since = "1.2.0")]
  17
  18 use iter::Iterator;
  19 use mem::transmute;
  20 use option::Option::{None, Some};
  21 use option::Option;
  22 use slice::SliceExt;
  23
  24 // UTF-8 ranges and tags for encoding characters
  25 const TAG_CONT: u8    = 0b1000_0000;
  26 const TAG_TWO_B: u8   = 0b1100_0000;
  27 const TAG_THREE_B: u8 = 0b1110_0000;
  28 const TAG_FOUR_B: u8  = 0b1111_0000;
  29 const MAX_ONE_B: u32   =     0x80;
  30 const MAX_TWO_B: u32   =    0x800;
  31 const MAX_THREE_B: u32 =  0x10000;
  32
  33 /*
  34     Lu  Uppercase_Letter        an uppercase letter
  35     Ll  Lowercase_Letter        a lowercase letter
  36     Lt  Titlecase_Letter        a digraphic character, with first part uppercase
  37     Lm  Modifier_Letter         a modifier letter
  38     Lo  Other_Letter            other letters, including syllables and ideographs
  39     Mn  Nonspacing_Mark         a nonspacing combining mark (zero advance width)
  40     Mc  Spacing_Mark            a spacing combining mark (positive advance width)
  41     Me  Enclosing_Mark          an enclosing combining mark
  42     Nd  Decimal_Number          a decimal digit
  43     Nl  Letter_Number           a letterlike numeric character
  44     No  Other_Number            a numeric character of other type
  45     Pc  Connector_Punctuation   a connecting punctuation mark, like a tie
  46     Pd  Dash_Punctuation        a dash or hyphen punctuation mark
  47     Ps  Open_Punctuation        an opening punctuation mark (of a pair)
  48     Pe  Close_Punctuation       a closing punctuation mark (of a pair)
  49     Pi  Initial_Punctuation     an initial quotation mark
  50     Pf  Final_Punctuation       a final quotation mark
  51     Po  Other_Punctuation       a punctuation mark of other type
  52     Sm  Math_Symbol             a symbol of primarily mathematical use
  53     Sc  Currency_Symbol         a currency sign
  54     Sk  Modifier_Symbol         a non-letterlike modifier symbol
  55     So  Other_Symbol            a symbol of other type
  56     Zs  Space_Separator         a space character (of various non-zero widths)
  57     Zl  Line_Separator          U+2028 LINE SEPARATOR only
  58     Zp  Paragraph_Separator     U+2029 PARAGRAPH SEPARATOR only
  59     Cc  Control                 a C0 or C1 control code
  60     Cf  Format                  a format control character
  61     Cs  Surrogate               a surrogate code point
  62     Co  Private_Use             a private-use character
  63     Cn  Unassigned              a reserved unassigned code point or a noncharacter
  64 */
  65
  66 /// The highest valid code point
  67 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
  68 pub const MAX: char = '\u{10ffff}';
  69
  70 /// Converts a `u32` to an `Option<char>`.
  71 ///
  72 /// # Examples
  73 ///
  74 /// ```
  75 /// use std::char;
  76 ///
  77 /// assert_eq!(char::from_u32(0x2764), Some('❤'));
  78 /// assert_eq!(char::from_u32(0x110000), None); // invalid character
  79 /// ```
  80 #[inline]
  81 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
  82 pub fn from_u32(i: u32) -> Option<char> {
  83     // catch out-of-bounds and surrogates
  84     if (i > MAX as u32) || (i >= 0xD800 && i <= 0xDFFF) {
  85         None
  86     } else {
  87         Some(unsafe { from_u32_unchecked(i) })
  88     }
  89 }
  90
  91 /// Converts a `u32` to an `char`, not checking whether it is a valid unicode
  92 /// codepoint.
  93 #[inline]
  94 #[unstable(feature = "char_from_unchecked", reason = "recently added API",
  95            issue = "27781")]
  96 pub unsafe fn from_u32_unchecked(i: u32) -> char {
  97     transmute(i)
  98 }
  99
 100 /// Converts a number to the character representing it.
 101 ///
 102 /// # Return value
 103 ///
 104 /// Returns `Some(char)` if `num` represents one digit under `radix`,
 105 /// using one character of `0-9` or `a-z`, or `None` if it doesn't.
 106 ///
 107 /// # Panics
 108 ///
 109 /// Panics if given an `radix` > 36.
 110 ///
 111 /// # Examples
 112 ///
 113 /// ```
 114 /// use std::char;
 115 ///
 116 /// let c = char::from_digit(4, 10);
 117 ///
 118 /// assert_eq!(c, Some('4'));
 119 /// ```
 120 #[inline]
 121 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 122 pub fn from_digit(num: u32, radix: u32) -> Option<char> {
 123     if radix > 36 {
 124         panic!("from_digit: radix is too high (maximum 36)");
 125     }
 126     if num < radix {
 127         let num = num as u8;
 128         if num < 10 {
 129             Some((b'0' + num) as char)
 130         } else {
 131             Some((b'a' + num - 10) as char)
 132         }
 133     } else {
 134         None
 135     }
 136 }
 137
 138 // NB: the stabilization and documentation for this trait is in
 139 // unicode/char.rs, not here
 140 #[allow(missing_docs)] // docs in libunicode/u_char.rs
 141 #[doc(hidden)]
 142 #[unstable(feature = "core_char_ext",
 143            reason = "the stable interface is `impl char` in later crate",
 144            issue = "27701")]
 145 pub trait CharExt {
 146     fn is_digit(self, radix: u32) -> bool;
 147     fn to_digit(self, radix: u32) -> Option<u32>;
 148     fn escape_unicode(self) -> EscapeUnicode;
 149     fn escape_default(self) -> EscapeDefault;
 150     fn len_utf8(self) -> usize;
 151     fn len_utf16(self) -> usize;
 152     fn encode_utf8(self, dst: &mut [u8]) -> Option<usize>;
 153     fn encode_utf16(self, dst: &mut [u16]) -> Option<usize>;
 154 }
 155
 156 impl CharExt for char {
 157     #[inline]
 158     fn is_digit(self, radix: u32) -> bool {
 159         self.to_digit(radix).is_some()
 160     }
 161
 162     #[inline]
 163     fn to_digit(self, radix: u32) -> Option<u32> {
 164         if radix > 36 {
 165             panic!("to_digit: radix is too high (maximum 36)");
 166         }
 167         let val = match self {
 168           '0' ... '9' => self as u32 - '0' as u32,
 169           'a' ... 'z' => self as u32 - 'a' as u32 + 10,
 170           'A' ... 'Z' => self as u32 - 'A' as u32 + 10,
 171           _ => return None,
 172         };
 173         if val < radix { Some(val) }
 174         else { None }
 175     }
 176
 177     #[inline]
 178     fn escape_unicode(self) -> EscapeUnicode {
 179         EscapeUnicode { c: self, state: EscapeUnicodeState::Backslash }
 180     }
 181
 182     #[inline]
 183     fn escape_default(self) -> EscapeDefault {
 184         let init_state = match self {
 185             '\t' => EscapeDefaultState::Backslash('t'),
 186             '\r' => EscapeDefaultState::Backslash('r'),
 187             '\n' => EscapeDefaultState::Backslash('n'),
 188             '\\' | '\'' | '"' => EscapeDefaultState::Backslash(self),
 189             '\x20' ... '\x7e' => EscapeDefaultState::Char(self),
 190             _ => EscapeDefaultState::Unicode(self.escape_unicode())
 191         };
 192         EscapeDefault { state: init_state }
 193     }
 194
 195     #[inline]
 196     fn len_utf8(self) -> usize {
 197         let code = self as u32;
 198         if code < MAX_ONE_B {
 199             1
 200         } else if code < MAX_TWO_B {
 201             2
 202         } else if code < MAX_THREE_B {
 203             3
 204         } else {
 205             4
 206         }
 207     }
 208
 209     #[inline]
 210     fn len_utf16(self) -> usize {
 211         let ch = self as u32;
 212         if (ch & 0xFFFF) == ch { 1 } else { 2 }
 213     }
 214
 215     #[inline]
 216     fn encode_utf8(self, dst: &mut [u8]) -> Option<usize> {
 217         encode_utf8_raw(self as u32, dst)
 218     }
 219
 220     #[inline]
 221     fn encode_utf16(self, dst: &mut [u16]) -> Option<usize> {
 222         encode_utf16_raw(self as u32, dst)
 223     }
 224 }
 225
 226 /// Encodes a raw u32 value as UTF-8 into the provided byte buffer,
 227 /// and then returns the number of bytes written.
 228 ///
 229 /// If the buffer is not large enough, nothing will be written into it
 230 /// and a `None` will be returned.
 231 #[inline]
 232 #[unstable(feature = "char_internals",
 233            reason = "this function should not be exposed publicly",
 234            issue = "0")]
 235 #[doc(hidden)]
 236 pub fn encode_utf8_raw(code: u32, dst: &mut [u8]) -> Option<usize> {
 237     // Marked #[inline] to allow llvm optimizing it away
 238     if code < MAX_ONE_B && !dst.is_empty() {
 239         dst[0] = code as u8;
 240         Some(1)
 241     } else if code < MAX_TWO_B && dst.len() >= 2 {
 242         dst[0] = (code >> 6 & 0x1F) as u8 | TAG_TWO_B;
 243         dst[1] = (code & 0x3F) as u8 | TAG_CONT;
 244         Some(2)
 245     } else if code < MAX_THREE_B && dst.len() >= 3  {
 246         dst[0] = (code >> 12 & 0x0F) as u8 | TAG_THREE_B;
 247         dst[1] = (code >>  6 & 0x3F) as u8 | TAG_CONT;
 248         dst[2] = (code & 0x3F) as u8 | TAG_CONT;
 249         Some(3)
 250     } else if dst.len() >= 4 {
 251         dst[0] = (code >> 18 & 0x07) as u8 | TAG_FOUR_B;
 252         dst[1] = (code >> 12 & 0x3F) as u8 | TAG_CONT;
 253         dst[2] = (code >>  6 & 0x3F) as u8 | TAG_CONT;
 254         dst[3] = (code & 0x3F) as u8 | TAG_CONT;
 255         Some(4)
 256     } else {
 257         None
 258     }
 259 }
 260
 261 /// Encodes a raw u32 value as UTF-16 into the provided `u16` buffer,
 262 /// and then returns the number of `u16`s written.
 263 ///
 264 /// If the buffer is not large enough, nothing will be written into it
 265 /// and a `None` will be returned.
 266 #[inline]
 267 #[unstable(feature = "char_internals",
 268            reason = "this function should not be exposed publicly",
 269            issue = "0")]
 270 #[doc(hidden)]
 271 pub fn encode_utf16_raw(mut ch: u32, dst: &mut [u16]) -> Option<usize> {
 272     // Marked #[inline] to allow llvm optimizing it away
 273     if (ch & 0xFFFF) == ch && !dst.is_empty() {
 274         // The BMP falls through (assuming non-surrogate, as it should)
 275         dst[0] = ch as u16;
 276         Some(1)
 277     } else if dst.len() >= 2 {
 278         // Supplementary planes break into surrogates.
 279         ch -= 0x1_0000;
 280         dst[0] = 0xD800 | ((ch >> 10) as u16);
 281         dst[1] = 0xDC00 | ((ch as u16) & 0x3FF);
 282         Some(2)
 283     } else {
 284         None
 285     }
 286 }
 287
 288 /// An iterator over the characters that represent a `char`, as escaped by
 289 /// Rust's unicode escaping rules.
 290 #[derive(Clone)]
 291 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 292 pub struct EscapeUnicode {
 293     c: char,
 294     state: EscapeUnicodeState
 295 }
 296
 297 #[derive(Clone)]
 298 enum EscapeUnicodeState {
 299     Backslash,
 300     Type,
 301     LeftBrace,
 302     Value(usize),
 303     RightBrace,
 304     Done,
 305 }
 306
 307 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 308 impl Iterator for EscapeUnicode {
 309     type Item = char;
 310
 311     fn next(&mut self) -> Option<char> {
 312         match self.state {
 313             EscapeUnicodeState::Backslash => {
 314                 self.state = EscapeUnicodeState::Type;
 315                 Some('\\')
 316             }
 317             EscapeUnicodeState::Type => {
 318                 self.state = EscapeUnicodeState::LeftBrace;
 319                 Some('u')
 320             }
 321             EscapeUnicodeState::LeftBrace => {
 322                 let mut n = 0;
 323                 while (self.c as u32) >> (4 * (n + 1)) != 0 {
 324                     n += 1;
 325                 }
 326                 self.state = EscapeUnicodeState::Value(n);
 327                 Some('{')
 328             }
 329             EscapeUnicodeState::Value(offset) => {
 330                 let c = from_digit(((self.c as u32) >> (offset * 4)) & 0xf, 16).unwrap();
 331                 if offset == 0 {
 332                     self.state = EscapeUnicodeState::RightBrace;
 333                 } else {
 334                     self.state = EscapeUnicodeState::Value(offset - 1);
 335                 }
 336                 Some(c)
 337             }
 338             EscapeUnicodeState::RightBrace => {
 339                 self.state = EscapeUnicodeState::Done;
 340                 Some('}')
 341             }
 342             EscapeUnicodeState::Done => None,
 343         }
 344     }
 345
 346     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
 347         let mut n = 0;
 348         while (self.c as usize) >> (4 * (n + 1)) != 0 {
 349             n += 1;
 350         }
 351         let n = match self.state {
 352             EscapeUnicodeState::Backslash => n + 5,
 353             EscapeUnicodeState::Type => n + 4,
 354             EscapeUnicodeState::LeftBrace => n + 3,
 355             EscapeUnicodeState::Value(offset) => offset + 2,
 356             EscapeUnicodeState::RightBrace => 1,
 357             EscapeUnicodeState::Done => 0,
 358         };
 359         (n, Some(n))
 360     }
 361 }
 362
 363 /// An iterator over the characters that represent a `char`, escaped
 364 /// for maximum portability.
 365 #[derive(Clone)]
 366 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 367 pub struct EscapeDefault {
 368     state: EscapeDefaultState
 369 }
 370
 371 #[derive(Clone)]
 372 enum EscapeDefaultState {
 373     Backslash(char),
 374     Char(char),
 375     Done,
 376     Unicode(EscapeUnicode),
 377 }
 378
 379 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
 380 impl Iterator for EscapeDefault {
 381     type Item = char;
 382
 383     fn next(&mut self) -> Option<char> {
 384         match self.state {
 385             EscapeDefaultState::Backslash(c) => {
 386                 self.state = EscapeDefaultState::Char(c);
 387                 Some('\\')
 388             }
 389             EscapeDefaultState::Char(c) => {
 390                 self.state = EscapeDefaultState::Done;
 391                 Some(c)
 392             }
 393             EscapeDefaultState::Done => None,
 394             EscapeDefaultState::Unicode(ref mut iter) => iter.next(),
 395         }
 396     }
 397
 398     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
 399         match self.state {
 400             EscapeDefaultState::Char(_) => (1, Some(1)),
 401             EscapeDefaultState::Backslash(_) => (2, Some(2)),
 402             EscapeDefaultState::Unicode(ref iter) => iter.size_hint(),
 403             EscapeDefaultState::Done => (0, Some(0)),
 404         }
 405     }
 406 }