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[rust.git] / src / libcore / cmp.rs
1 //! Functionality for ordering and comparison.
2 //!
3 //! This module contains various tools for ordering and comparing values. In
4 //! summary:
5 //!
6 //! * [`Eq`] and [`PartialEq`] are traits that allow you to define total and
7 //!   partial equality between values, respectively. Implementing them overloads
8 //!   the `==` and `!=` operators.
9 //! * [`Ord`] and [`PartialOrd`] are traits that allow you to define total and
10 //!   partial orderings between values, respectively. Implementing them overloads
11 //!   the `<`, `<=`, `>`, and `>=` operators.
12 //! * [`Ordering`] is an enum returned by the main functions of [`Ord`] and
13 //!   [`PartialOrd`], and describes an ordering.
14 //! * [`Reverse`] is a struct that allows you to easily reverse an ordering.
15 //! * [`max`] and [`min`] are functions that build off of [`Ord`] and allow you
16 //!   to find the maximum or minimum of two values.
17 //!
18 //! For more details, see the respective documentation of each item in the list.
19 //!
20 //! [`Eq`]: trait.Eq.html
21 //! [`PartialEq`]: trait.PartialEq.html
22 //! [`Ord`]: trait.Ord.html
23 //! [`PartialOrd`]: trait.PartialOrd.html
24 //! [`Ordering`]: enum.Ordering.html
25 //! [`Reverse`]: struct.Reverse.html
26 //! [`max`]: fn.max.html
27 //! [`min`]: fn.min.html
28
29 #![stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
30
31 use self::Ordering::*;
32
33 /// Trait for equality comparisons which are [partial equivalence
34 /// relations](http://en.wikipedia.org/wiki/Partial_equivalence_relation).
35 ///
36 /// This trait allows for partial equality, for types that do not have a full
37 /// equivalence relation. For example, in floating point numbers `NaN != NaN`,
38 /// so floating point types implement `PartialEq` but not `Eq`.
39 ///
40 /// Formally, the equality must be (for all `a`, `b` and `c`):
41 ///
42 /// - symmetric: `a == b` implies `b == a`; and
43 /// - transitive: `a == b` and `b == c` implies `a == c`.
44 ///
45 /// Note that these requirements mean that the trait itself must be implemented
46 /// symmetrically and transitively: if `T: PartialEq<U>` and `U: PartialEq<V>`
47 /// then `U: PartialEq<T>` and `T: PartialEq<V>`.
48 ///
49 /// ## Derivable
50 ///
51 /// This trait can be used with `#[derive]`. When `derive`d on structs, two
52 /// instances are equal if all fields are equal, and not equal if any fields
53 /// are not equal. When `derive`d on enums, each variant is equal to itself
54 /// and not equal to the other variants.
55 ///
56 /// ## How can I implement `PartialEq`?
57 ///
58 /// PartialEq only requires the `eq` method to be implemented; `ne` is defined
59 /// in terms of it by default. Any manual implementation of `ne` *must* respect
60 /// the rule that `eq` is a strict inverse of `ne`; that is, `!(a == b)` if and
61 /// only if `a != b`.
62 ///
63 /// Implementations of `PartialEq`, `PartialOrd`, and `Ord` *must* agree with
64 /// each other. It's easy to accidentally make them disagree by deriving some
65 /// of the traits and manually implementing others.
66 ///
67 /// An example implementation for a domain in which two books are considered
68 /// the same book if their ISBN matches, even if the formats differ:
69 ///
70 /// ```
71 /// enum BookFormat {
72 ///     Paperback,
73 ///     Hardback,
74 ///     Ebook,
75 /// }
76 ///
77 /// struct Book {
78 ///     isbn: i32,
79 ///     format: BookFormat,
80 /// }
81 ///
82 /// impl PartialEq for Book {
83 ///     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
84 ///         self.isbn == other.isbn
85 ///     }
86 /// }
87 ///
88 /// let b1 = Book { isbn: 3, format: BookFormat::Paperback };
89 /// let b2 = Book { isbn: 3, format: BookFormat::Ebook };
90 /// let b3 = Book { isbn: 10, format: BookFormat::Paperback };
91 ///
92 /// assert!(b1 == b2);
93 /// assert!(b1 != b3);
94 /// ```
95 ///
96 /// ## How can I compare two different types?
97 ///
98 /// The type you can compare with is controlled by `PartialEq`'s type parameter.
99 /// For example, let's tweak our previous code a bit:
100 ///
101 /// ```
102 /// // The derive implements <BookFormat> == <BookFormat> comparisons
103 /// #[derive(PartialEq)]
104 /// enum BookFormat {
105 ///     Paperback,
106 ///     Hardback,
107 ///     Ebook,
108 /// }
109 ///
110 /// struct Book {
111 ///     isbn: i32,
112 ///     format: BookFormat,
113 /// }
114 ///
115 /// // Implement <Book> == <BookFormat> comparisons
116 /// impl PartialEq<BookFormat> for Book {
117 ///     fn eq(&self, other: &BookFormat) -> bool {
118 ///         self.format == *other
119 ///     }
120 /// }
121 ///
122 /// // Implement <BookFormat> == <Book> comparisons
123 /// impl PartialEq<Book> for BookFormat {
124 ///     fn eq(&self, other: &Book) -> bool {
125 ///         *self == other.format
126 ///     }
127 /// }
128 ///
129 /// let b1 = Book { isbn: 3, format: BookFormat::Paperback };
130 ///
131 /// assert!(b1 == BookFormat::Paperback);
132 /// assert!(BookFormat::Ebook != b1);
133 /// ```
134 ///
135 /// By changing `impl PartialEq for Book` to `impl PartialEq<BookFormat> for Book`,
136 /// we allow `BookFormat`s to be compared with `Book`s.
137 ///
138 /// A comparison like the one above, which ignores some fields of the struct,
139 /// can be dangerous. It can easily lead to an unintended violation of the
140 /// requirements for a partial equivalence relation. For example, if we kept
141 /// the above implementation of `PartialEq<Book>` for `BookFormat` and added an
142 /// implementation of `PartialEq<Book>` for `Book` (either via a `#[derive]` or
143 /// via the manual implementation from the first example) then the result would
144 /// violate transitivity:
145 ///
146 /// ```should_panic
147 /// #[derive(PartialEq)]
148 /// enum BookFormat {
149 ///     Paperback,
150 ///     Hardback,
151 ///     Ebook,
152 /// }
153 ///
154 /// #[derive(PartialEq)]
155 /// struct Book {
156 ///     isbn: i32,
157 ///     format: BookFormat,
158 /// }
159 ///
160 /// impl PartialEq<BookFormat> for Book {
161 ///     fn eq(&self, other: &BookFormat) -> bool {
162 ///         self.format == *other
163 ///     }
164 /// }
165 ///
166 /// impl PartialEq<Book> for BookFormat {
167 ///     fn eq(&self, other: &Book) -> bool {
168 ///         *self == other.format
169 ///     }
170 /// }
171 ///
172 /// fn main() {
173 ///     let b1 = Book { isbn: 1, format: BookFormat::Paperback };
174 ///     let b2 = Book { isbn: 2, format: BookFormat::Paperback };
175 ///
176 ///     assert!(b1 == BookFormat::Paperback);
177 ///     assert!(BookFormat::Paperback == b2);
178 ///
179 ///     // The following should hold by transitivity but doesn't.
180 ///     assert!(b1 == b2); // <-- PANICS
181 /// }
182 /// ```
183 ///
184 /// # Examples
185 ///
186 /// ```
187 /// let x: u32 = 0;
188 /// let y: u32 = 1;
189 ///
190 /// assert_eq!(x == y, false);
191 /// assert_eq!(x.eq(&y), false);
192 /// ```
193 #[lang = "eq"]
194 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
195 #[doc(alias = "==")]
196 #[doc(alias = "!=")]
197 #[rustc_on_unimplemented(
198     message="can't compare `{Self}` with `{Rhs}`",
199     label="no implementation for `{Self} == {Rhs}`",
200 )]
201 pub trait PartialEq<Rhs: ?Sized = Self> {
202     /// This method tests for `self` and `other` values to be equal, and is used
203     /// by `==`.
204     #[must_use]
205     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
206     fn eq(&self, other: &Rhs) -> bool;
207
208     /// This method tests for `!=`.
209     #[inline]
210     #[must_use]
211     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
212     fn ne(&self, other: &Rhs) -> bool { !self.eq(other) }
213 }
214
215 /// Derive macro generating an impl of the trait `PartialEq`.
216 #[rustc_builtin_macro]
217 #[stable(feature = "builtin_macro_prelude", since = "1.38.0")]
218 #[allow_internal_unstable(core_intrinsics, structural_match)]
219 pub macro PartialEq($item:item) { /* compiler built-in */ }
220
221 /// Trait for equality comparisons which are [equivalence relations](
222 /// https://en.wikipedia.org/wiki/Equivalence_relation).
223 ///
224 /// This means, that in addition to `a == b` and `a != b` being strict inverses, the equality must
225 /// be (for all `a`, `b` and `c`):
226 ///
227 /// - reflexive: `a == a`;
228 /// - symmetric: `a == b` implies `b == a`; and
229 /// - transitive: `a == b` and `b == c` implies `a == c`.
230 ///
231 /// This property cannot be checked by the compiler, and therefore `Eq` implies
232 /// `PartialEq`, and has no extra methods.
233 ///
234 /// ## Derivable
235 ///
236 /// This trait can be used with `#[derive]`. When `derive`d, because `Eq` has
237 /// no extra methods, it is only informing the compiler that this is an
238 /// equivalence relation rather than a partial equivalence relation. Note that
239 /// the `derive` strategy requires all fields are `Eq`, which isn't
240 /// always desired.
241 ///
242 /// ## How can I implement `Eq`?
243 ///
244 /// If you cannot use the `derive` strategy, specify that your type implements
245 /// `Eq`, which has no methods:
246 ///
247 /// ```
248 /// enum BookFormat { Paperback, Hardback, Ebook }
249 /// struct Book {
250 ///     isbn: i32,
251 ///     format: BookFormat,
252 /// }
253 /// impl PartialEq for Book {
254 ///     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
255 ///         self.isbn == other.isbn
256 ///     }
257 /// }
258 /// impl Eq for Book {}
259 /// ```
260 #[doc(alias = "==")]
261 #[doc(alias = "!=")]
262 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
263 pub trait Eq: PartialEq<Self> {
264     // this method is used solely by #[deriving] to assert
265     // that every component of a type implements #[deriving]
266     // itself, the current deriving infrastructure means doing this
267     // assertion without using a method on this trait is nearly
268     // impossible.
269     //
270     // This should never be implemented by hand.
271     #[doc(hidden)]
272     #[inline]
273     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
274     fn assert_receiver_is_total_eq(&self) {}
275 }
276
277 /// Derive macro generating an impl of the trait `Eq`.
278 #[rustc_builtin_macro]
279 #[stable(feature = "builtin_macro_prelude", since = "1.38.0")]
280 #[allow_internal_unstable(core_intrinsics, derive_eq, structural_match)]
281 pub macro Eq($item:item) { /* compiler built-in */ }
282
283 // FIXME: this struct is used solely by #[derive] to
284 // assert that every component of a type implements Eq.
285 //
286 // This struct should never appear in user code.
287 #[doc(hidden)]
288 #[allow(missing_debug_implementations)]
289 #[unstable(feature = "derive_eq",
290            reason = "deriving hack, should not be public",
291            issue = "0")]
292 pub struct AssertParamIsEq<T: Eq + ?Sized> { _field: crate::marker::PhantomData<T> }
293
294 /// An `Ordering` is the result of a comparison between two values.
295 ///
296 /// # Examples
297 ///
298 /// ```
299 /// use std::cmp::Ordering;
300 ///
301 /// let result = 1.cmp(&2);
302 /// assert_eq!(Ordering::Less, result);
303 ///
304 /// let result = 1.cmp(&1);
305 /// assert_eq!(Ordering::Equal, result);
306 ///
307 /// let result = 2.cmp(&1);
308 /// assert_eq!(Ordering::Greater, result);
309 /// ```
310 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Debug, Hash)]
311 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
312 pub enum Ordering {
313     /// An ordering where a compared value is less than another.
314     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
315     Less = -1,
316     /// An ordering where a compared value is equal to another.
317     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
318     Equal = 0,
319     /// An ordering where a compared value is greater than another.
320     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
321     Greater = 1,
322 }
323
324 impl Ordering {
325     /// Reverses the `Ordering`.
326     ///
327     /// * `Less` becomes `Greater`.
328     /// * `Greater` becomes `Less`.
329     /// * `Equal` becomes `Equal`.
330     ///
331     /// # Examples
332     ///
333     /// Basic behavior:
334     ///
335     /// ```
336     /// use std::cmp::Ordering;
337     ///
338     /// assert_eq!(Ordering::Less.reverse(), Ordering::Greater);
339     /// assert_eq!(Ordering::Equal.reverse(), Ordering::Equal);
340     /// assert_eq!(Ordering::Greater.reverse(), Ordering::Less);
341     /// ```
342     ///
343     /// This method can be used to reverse a comparison:
344     ///
345     /// ```
346     /// let data: &mut [_] = &mut [2, 10, 5, 8];
347     ///
348     /// // sort the array from largest to smallest.
349     /// data.sort_by(|a, b| a.cmp(b).reverse());
350     ///
351     /// let b: &mut [_] = &mut [10, 8, 5, 2];
352     /// assert!(data == b);
353     /// ```
354     #[inline]
355     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
356     pub fn reverse(self) -> Ordering {
357         match self {
358             Less => Greater,
359             Equal => Equal,
360             Greater => Less,
361         }
362     }
363
364     /// Chains two orderings.
365     ///
366     /// Returns `self` when it's not `Equal`. Otherwise returns `other`.
367     /// # Examples
368     ///
369     /// ```
370     /// use std::cmp::Ordering;
371     ///
372     /// let result = Ordering::Equal.then(Ordering::Less);
373     /// assert_eq!(result, Ordering::Less);
374     ///
375     /// let result = Ordering::Less.then(Ordering::Equal);
376     /// assert_eq!(result, Ordering::Less);
377     ///
378     /// let result = Ordering::Less.then(Ordering::Greater);
379     /// assert_eq!(result, Ordering::Less);
380     ///
381     /// let result = Ordering::Equal.then(Ordering::Equal);
382     /// assert_eq!(result, Ordering::Equal);
383     ///
384     /// let x: (i64, i64, i64) = (1, 2, 7);
385     /// let y: (i64, i64, i64) = (1, 5, 3);
386     /// let result = x.0.cmp(&y.0).then(x.1.cmp(&y.1)).then(x.2.cmp(&y.2));
387     ///
388     /// assert_eq!(result, Ordering::Less);
389     /// ```
390     #[inline]
391     #[stable(feature = "ordering_chaining", since = "1.17.0")]
392     pub fn then(self, other: Ordering) -> Ordering {
393         match self {
394             Equal => other,
395             _ => self,
396         }
397     }
398
399     /// Chains the ordering with the given function.
400     ///
401     /// Returns `self` when it's not `Equal`. Otherwise calls `f` and returns
402     /// the result.
403     ///
404     /// # Examples
405     ///
406     /// ```
407     /// use std::cmp::Ordering;
408     ///
409     /// let result = Ordering::Equal.then_with(|| Ordering::Less);
410     /// assert_eq!(result, Ordering::Less);
411     ///
412     /// let result = Ordering::Less.then_with(|| Ordering::Equal);
413     /// assert_eq!(result, Ordering::Less);
414     ///
415     /// let result = Ordering::Less.then_with(|| Ordering::Greater);
416     /// assert_eq!(result, Ordering::Less);
417     ///
418     /// let result = Ordering::Equal.then_with(|| Ordering::Equal);
419     /// assert_eq!(result, Ordering::Equal);
420     ///
421     /// let x: (i64, i64, i64) = (1, 2, 7);
422     /// let y: (i64, i64, i64)  = (1, 5, 3);
423     /// let result = x.0.cmp(&y.0).then_with(|| x.1.cmp(&y.1)).then_with(|| x.2.cmp(&y.2));
424     ///
425     /// assert_eq!(result, Ordering::Less);
426     /// ```
427     #[inline]
428     #[stable(feature = "ordering_chaining", since = "1.17.0")]
429     pub fn then_with<F: FnOnce() -> Ordering>(self, f: F) -> Ordering {
430         match self {
431             Equal => f(),
432             _ => self,
433         }
434     }
435 }
436
437 /// A helper struct for reverse ordering.
438 ///
439 /// This struct is a helper to be used with functions like `Vec::sort_by_key` and
440 /// can be used to reverse order a part of a key.
441 ///
442 /// Example usage:
443 ///
444 /// ```
445 /// use std::cmp::Reverse;
446 ///
447 /// let mut v = vec![1, 2, 3, 4, 5, 6];
448 /// v.sort_by_key(|&num| (num > 3, Reverse(num)));
449 /// assert_eq!(v, vec![3, 2, 1, 6, 5, 4]);
450 /// ```
451 #[derive(PartialEq, Eq, Debug, Copy, Clone, Default, Hash)]
452 #[stable(feature = "reverse_cmp_key", since = "1.19.0")]
453 pub struct Reverse<T>(#[stable(feature = "reverse_cmp_key", since = "1.19.0")] pub T);
454
455 #[stable(feature = "reverse_cmp_key", since = "1.19.0")]
456 impl<T: PartialOrd> PartialOrd for Reverse<T> {
457     #[inline]
458     fn partial_cmp(&self, other: &Reverse<T>) -> Option<Ordering> {
459         other.0.partial_cmp(&self.0)
460     }
461
462     #[inline]
463     fn lt(&self, other: &Self) -> bool { other.0 < self.0 }
464     #[inline]
465     fn le(&self, other: &Self) -> bool { other.0 <= self.0 }
466     #[inline]
467     fn gt(&self, other: &Self) -> bool { other.0 > self.0 }
468     #[inline]
469     fn ge(&self, other: &Self) -> bool { other.0 >= self.0 }
470 }
471
472 #[stable(feature = "reverse_cmp_key", since = "1.19.0")]
473 impl<T: Ord> Ord for Reverse<T> {
474     #[inline]
475     fn cmp(&self, other: &Reverse<T>) -> Ordering {
476         other.0.cmp(&self.0)
477     }
478 }
479
480 /// Trait for types that form a [total order](https://en.wikipedia.org/wiki/Total_order).
481 ///
482 /// An order is a total order if it is (for all `a`, `b` and `c`):
483 ///
484 /// - total and antisymmetric: exactly one of `a < b`, `a == b` or `a > b` is true; and
485 /// - transitive, `a < b` and `b < c` implies `a < c`. The same must hold for both `==` and `>`.
486 ///
487 /// ## Derivable
488 ///
489 /// This trait can be used with `#[derive]`. When `derive`d on structs, it will produce a
490 /// lexicographic ordering based on the top-to-bottom declaration order of the struct's members.
491 /// When `derive`d on enums, variants are ordered by their top-to-bottom declaration order.
492 ///
493 /// ## How can I implement `Ord`?
494 ///
495 /// `Ord` requires that the type also be `PartialOrd` and `Eq` (which requires `PartialEq`).
496 ///
497 /// Then you must define an implementation for `cmp()`. You may find it useful to use
498 /// `cmp()` on your type's fields.
499 ///
500 /// Implementations of `PartialEq`, `PartialOrd`, and `Ord` *must*
501 /// agree with each other. That is, `a.cmp(b) == Ordering::Equal` if
502 /// and only if `a == b` and `Some(a.cmp(b)) == a.partial_cmp(b)` for
503 /// all `a` and `b`. It's easy to accidentally make them disagree by
504 /// deriving some of the traits and manually implementing others.
505 ///
506 /// Here's an example where you want to sort people by height only, disregarding `id`
507 /// and `name`:
508 ///
509 /// ```
510 /// use std::cmp::Ordering;
511 ///
512 /// #[derive(Eq)]
513 /// struct Person {
514 ///     id: u32,
515 ///     name: String,
516 ///     height: u32,
517 /// }
518 ///
519 /// impl Ord for Person {
520 ///     fn cmp(&self, other: &Self) -> Ordering {
521 ///         self.height.cmp(&other.height)
522 ///     }
523 /// }
524 ///
525 /// impl PartialOrd for Person {
526 ///     fn partial_cmp(&self, other: &Self) -> Option<Ordering> {
527 ///         Some(self.cmp(other))
528 ///     }
529 /// }
530 ///
531 /// impl PartialEq for Person {
532 ///     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
533 ///         self.height == other.height
534 ///     }
535 /// }
536 /// ```
537 #[lang = "ord"]
538 #[doc(alias = "<")]
539 #[doc(alias = ">")]
540 #[doc(alias = "<=")]
541 #[doc(alias = ">=")]
542 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
543 pub trait Ord: Eq + PartialOrd<Self> {
544     /// This method returns an `Ordering` between `self` and `other`.
545     ///
546     /// By convention, `self.cmp(&other)` returns the ordering matching the expression
547     /// `self <operator> other` if true.
548     ///
549     /// # Examples
550     ///
551     /// ```
552     /// use std::cmp::Ordering;
553     ///
554     /// assert_eq!(5.cmp(&10), Ordering::Less);
555     /// assert_eq!(10.cmp(&5), Ordering::Greater);
556     /// assert_eq!(5.cmp(&5), Ordering::Equal);
557     /// ```
558     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
559     fn cmp(&self, other: &Self) -> Ordering;
560
561     /// Compares and returns the maximum of two values.
562     ///
563     /// Returns the second argument if the comparison determines them to be equal.
564     ///
565     /// # Examples
566     ///
567     /// ```
568     /// assert_eq!(2, 1.max(2));
569     /// assert_eq!(2, 2.max(2));
570     /// ```
571     #[stable(feature = "ord_max_min", since = "1.21.0")]
572     #[inline]
573     fn max(self, other: Self) -> Self
574     where Self: Sized {
575         max_by(self, other, Ord::cmp)
576     }
577
578     /// Compares and returns the minimum of two values.
579     ///
580     /// Returns the first argument if the comparison determines them to be equal.
581     ///
582     /// # Examples
583     ///
584     /// ```
585     /// assert_eq!(1, 1.min(2));
586     /// assert_eq!(2, 2.min(2));
587     /// ```
588     #[stable(feature = "ord_max_min", since = "1.21.0")]
589     #[inline]
590     fn min(self, other: Self) -> Self
591     where Self: Sized {
592         min_by(self, other, Ord::cmp)
593     }
594
595     /// Restrict a value to a certain interval.
596     ///
597     /// Returns `max` if `self` is greater than `max`, and `min` if `self` is
598     /// less than `min`. Otherwise this returns `self`.
599     ///
600     /// # Panics
601     ///
602     /// Panics if `min > max`.
603     ///
604     /// # Examples
605     ///
606     /// ```
607     /// #![feature(clamp)]
608     ///
609     /// assert!((-3).clamp(-2, 1) == -2);
610     /// assert!(0.clamp(-2, 1) == 0);
611     /// assert!(2.clamp(-2, 1) == 1);
612     /// ```
613     #[unstable(feature = "clamp", issue = "44095")]
614     fn clamp(self, min: Self, max: Self) -> Self
615     where Self: Sized {
616         assert!(min <= max);
617         if self < min {
618             min
619         } else if self > max {
620             max
621         } else {
622             self
623         }
624     }
625 }
626
627 /// Derive macro generating an impl of the trait `Ord`.
628 #[rustc_builtin_macro]
629 #[stable(feature = "builtin_macro_prelude", since = "1.38.0")]
630 #[allow_internal_unstable(core_intrinsics)]
631 pub macro Ord($item:item) { /* compiler built-in */ }
632
633 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
634 impl Eq for Ordering {}
635
636 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
637 impl Ord for Ordering {
638     #[inline]
639     fn cmp(&self, other: &Ordering) -> Ordering {
640         (*self as i32).cmp(&(*other as i32))
641     }
642 }
643
644 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
645 impl PartialOrd for Ordering {
646     #[inline]
647     fn partial_cmp(&self, other: &Ordering) -> Option<Ordering> {
648         (*self as i32).partial_cmp(&(*other as i32))
649     }
650 }
651
652 /// Trait for values that can be compared for a sort-order.
653 ///
654 /// The comparison must satisfy, for all `a`, `b` and `c`:
655 ///
656 /// - antisymmetry: if `a < b` then `!(a > b)`, as well as `a > b` implying `!(a < b)`; and
657 /// - transitivity: `a < b` and `b < c` implies `a < c`. The same must hold for both `==` and `>`.
658 ///
659 /// Note that these requirements mean that the trait itself must be implemented symmetrically and
660 /// transitively: if `T: PartialOrd<U>` and `U: PartialOrd<V>` then `U: PartialOrd<T>` and `T:
661 /// PartialOrd<V>`.
662 ///
663 /// ## Derivable
664 ///
665 /// This trait can be used with `#[derive]`. When `derive`d on structs, it will produce a
666 /// lexicographic ordering based on the top-to-bottom declaration order of the struct's members.
667 /// When `derive`d on enums, variants are ordered by their top-to-bottom declaration order.
668 ///
669 /// ## How can I implement `PartialOrd`?
670 ///
671 /// `PartialOrd` only requires implementation of the `partial_cmp` method, with the others
672 /// generated from default implementations.
673 ///
674 /// However it remains possible to implement the others separately for types which do not have a
675 /// total order. For example, for floating point numbers, `NaN < 0 == false` and `NaN >= 0 ==
676 /// false` (cf. IEEE 754-2008 section 5.11).
677 ///
678 /// `PartialOrd` requires your type to be `PartialEq`.
679 ///
680 /// Implementations of `PartialEq`, `PartialOrd`, and `Ord` *must* agree with each other. It's
681 /// easy to accidentally make them disagree by deriving some of the traits and manually
682 /// implementing others.
683 ///
684 /// If your type is `Ord`, you can implement `partial_cmp()` by using `cmp()`:
685 ///
686 /// ```
687 /// use std::cmp::Ordering;
688 ///
689 /// #[derive(Eq)]
690 /// struct Person {
691 ///     id: u32,
692 ///     name: String,
693 ///     height: u32,
694 /// }
695 ///
696 /// impl PartialOrd for Person {
697 ///     fn partial_cmp(&self, other: &Person) -> Option<Ordering> {
698 ///         Some(self.cmp(other))
699 ///     }
700 /// }
701 ///
702 /// impl Ord for Person {
703 ///     fn cmp(&self, other: &Person) -> Ordering {
704 ///         self.height.cmp(&other.height)
705 ///     }
706 /// }
707 ///
708 /// impl PartialEq for Person {
709 ///     fn eq(&self, other: &Person) -> bool {
710 ///         self.height == other.height
711 ///     }
712 /// }
713 /// ```
714 ///
715 /// You may also find it useful to use `partial_cmp()` on your type's fields. Here
716 /// is an example of `Person` types who have a floating-point `height` field that
717 /// is the only field to be used for sorting:
718 ///
719 /// ```
720 /// use std::cmp::Ordering;
721 ///
722 /// struct Person {
723 ///     id: u32,
724 ///     name: String,
725 ///     height: f64,
726 /// }
727 ///
728 /// impl PartialOrd for Person {
729 ///     fn partial_cmp(&self, other: &Self) -> Option<Ordering> {
730 ///         self.height.partial_cmp(&other.height)
731 ///     }
732 /// }
733 ///
734 /// impl PartialEq for Person {
735 ///     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
736 ///         self.height == other.height
737 ///     }
738 /// }
739 /// ```
740 ///
741 /// # Examples
742 ///
743 /// ```
744 /// let x : u32 = 0;
745 /// let y : u32 = 1;
746 ///
747 /// assert_eq!(x < y, true);
748 /// assert_eq!(x.lt(&y), true);
749 /// ```
750 #[lang = "partial_ord"]
751 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
752 #[doc(alias = ">")]
753 #[doc(alias = "<")]
754 #[doc(alias = "<=")]
755 #[doc(alias = ">=")]
756 #[rustc_on_unimplemented(
757     message="can't compare `{Self}` with `{Rhs}`",
758     label="no implementation for `{Self} < {Rhs}` and `{Self} > {Rhs}`",
759 )]
760 pub trait PartialOrd<Rhs: ?Sized = Self>: PartialEq<Rhs> {
761     /// This method returns an ordering between `self` and `other` values if one exists.
762     ///
763     /// # Examples
764     ///
765     /// ```
766     /// use std::cmp::Ordering;
767     ///
768     /// let result = 1.0.partial_cmp(&2.0);
769     /// assert_eq!(result, Some(Ordering::Less));
770     ///
771     /// let result = 1.0.partial_cmp(&1.0);
772     /// assert_eq!(result, Some(Ordering::Equal));
773     ///
774     /// let result = 2.0.partial_cmp(&1.0);
775     /// assert_eq!(result, Some(Ordering::Greater));
776     /// ```
777     ///
778     /// When comparison is impossible:
779     ///
780     /// ```
781     /// let result = std::f64::NAN.partial_cmp(&1.0);
782     /// assert_eq!(result, None);
783     /// ```
784     #[must_use]
785     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
786     fn partial_cmp(&self, other: &Rhs) -> Option<Ordering>;
787
788     /// This method tests less than (for `self` and `other`) and is used by the `<` operator.
789     ///
790     /// # Examples
791     ///
792     /// ```
793     /// let result = 1.0 < 2.0;
794     /// assert_eq!(result, true);
795     ///
796     /// let result = 2.0 < 1.0;
797     /// assert_eq!(result, false);
798     /// ```
799     #[inline]
800     #[must_use]
801     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
802     fn lt(&self, other: &Rhs) -> bool {
803         match self.partial_cmp(other) {
804             Some(Less) => true,
805             _ => false,
806         }
807     }
808
809     /// This method tests less than or equal to (for `self` and `other`) and is used by the `<=`
810     /// operator.
811     ///
812     /// # Examples
813     ///
814     /// ```
815     /// let result = 1.0 <= 2.0;
816     /// assert_eq!(result, true);
817     ///
818     /// let result = 2.0 <= 2.0;
819     /// assert_eq!(result, true);
820     /// ```
821     #[inline]
822     #[must_use]
823     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
824     fn le(&self, other: &Rhs) -> bool {
825         match self.partial_cmp(other) {
826             Some(Less) | Some(Equal) => true,
827             _ => false,
828         }
829     }
830
831     /// This method tests greater than (for `self` and `other`) and is used by the `>` operator.
832     ///
833     /// # Examples
834     ///
835     /// ```
836     /// let result = 1.0 > 2.0;
837     /// assert_eq!(result, false);
838     ///
839     /// let result = 2.0 > 2.0;
840     /// assert_eq!(result, false);
841     /// ```
842     #[inline]
843     #[must_use]
844     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
845     fn gt(&self, other: &Rhs) -> bool {
846         match self.partial_cmp(other) {
847             Some(Greater) => true,
848             _ => false,
849         }
850     }
851
852     /// This method tests greater than or equal to (for `self` and `other`) and is used by the `>=`
853     /// operator.
854     ///
855     /// # Examples
856     ///
857     /// ```
858     /// let result = 2.0 >= 1.0;
859     /// assert_eq!(result, true);
860     ///
861     /// let result = 2.0 >= 2.0;
862     /// assert_eq!(result, true);
863     /// ```
864     #[inline]
865     #[must_use]
866     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
867     fn ge(&self, other: &Rhs) -> bool {
868         match self.partial_cmp(other) {
869             Some(Greater) | Some(Equal) => true,
870             _ => false,
871         }
872     }
873 }
874
875 /// Derive macro generating an impl of the trait `PartialOrd`.
876 #[rustc_builtin_macro]
877 #[stable(feature = "builtin_macro_prelude", since = "1.38.0")]
878 #[allow_internal_unstable(core_intrinsics)]
879 pub macro PartialOrd($item:item) { /* compiler built-in */ }
880
881 /// Compares and returns the minimum of two values.
882 ///
883 /// Returns the first argument if the comparison determines them to be equal.
884 ///
885 /// Internally uses an alias to `Ord::min`.
886 ///
887 /// # Examples
888 ///
889 /// ```
890 /// use std::cmp;
891 ///
892 /// assert_eq!(1, cmp::min(1, 2));
893 /// assert_eq!(2, cmp::min(2, 2));
894 /// ```
895 #[inline]
896 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
897 pub fn min<T: Ord>(v1: T, v2: T) -> T {
898     v1.min(v2)
899 }
900
901 /// Returns the minimum of two values with respect to the specified comparison function.
902 ///
903 /// Returns the first argument if the comparison determines them to be equal.
904 ///
905 /// # Examples
906 ///
907 /// ```
908 /// #![feature(cmp_min_max_by)]
909 ///
910 /// use std::cmp;
911 ///
912 /// assert_eq!(cmp::min_by(-2, 1, |x: &i32, y: &i32| x.abs().cmp(&y.abs())), 1);
913 /// assert_eq!(cmp::min_by(-2, 2, |x: &i32, y: &i32| x.abs().cmp(&y.abs())), -2);
914 /// ```
915 #[inline]
916 #[unstable(feature = "cmp_min_max_by", issue = "64460")]
917 pub fn min_by<T, F: FnOnce(&T, &T) -> Ordering>(v1: T, v2: T, compare: F) -> T {
918     match compare(&v1, &v2) {
919         Ordering::Less | Ordering::Equal => v1,
920         Ordering::Greater => v2,
921     }
922 }
923
924 /// Returns the element that gives the minimum value from the specified function.
925 ///
926 /// Returns the first argument if the comparison determines them to be equal.
927 ///
928 /// # Examples
929 ///
930 /// ```
931 /// #![feature(cmp_min_max_by)]
932 ///
933 /// use std::cmp;
934 ///
935 /// assert_eq!(cmp::min_by_key(-2, 1, |x: &i32| x.abs()), 1);
936 /// assert_eq!(cmp::min_by_key(-2, 2, |x: &i32| x.abs()), -2);
937 /// ```
938 #[inline]
939 #[unstable(feature = "cmp_min_max_by", issue = "64460")]
940 pub fn min_by_key<T, F: FnMut(&T) -> K, K: Ord>(v1: T, v2: T, mut f: F) -> T {
941     min_by(v1, v2, |v1, v2| f(v1).cmp(&f(v2)))
942 }
943
944 /// Compares and returns the maximum of two values.
945 ///
946 /// Returns the second argument if the comparison determines them to be equal.
947 ///
948 /// Internally uses an alias to `Ord::max`.
949 ///
950 /// # Examples
951 ///
952 /// ```
953 /// use std::cmp;
954 ///
955 /// assert_eq!(2, cmp::max(1, 2));
956 /// assert_eq!(2, cmp::max(2, 2));
957 /// ```
958 #[inline]
959 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
960 pub fn max<T: Ord>(v1: T, v2: T) -> T {
961     v1.max(v2)
962 }
963
964 /// Returns the maximum of two values with respect to the specified comparison function.
965 ///
966 /// Returns the second argument if the comparison determines them to be equal.
967 ///
968 /// # Examples
969 ///
970 /// ```
971 /// #![feature(cmp_min_max_by)]
972 ///
973 /// use std::cmp;
974 ///
975 /// assert_eq!(cmp::max_by(-2, 1, |x: &i32, y: &i32| x.abs().cmp(&y.abs())), -2);
976 /// assert_eq!(cmp::max_by(-2, 2, |x: &i32, y: &i32| x.abs().cmp(&y.abs())), 2);
977 /// ```
978 #[inline]
979 #[unstable(feature = "cmp_min_max_by", issue = "64460")]
980 pub fn max_by<T, F: FnOnce(&T, &T) -> Ordering>(v1: T, v2: T, compare: F) -> T {
981     match compare(&v1, &v2) {
982         Ordering::Less | Ordering::Equal => v2,
983         Ordering::Greater => v1,
984     }
985 }
986
987 /// Returns the element that gives the maximum value from the specified function.
988 ///
989 /// Returns the second argument if the comparison determines them to be equal.
990 ///
991 /// # Examples
992 ///
993 /// ```
994 /// #![feature(cmp_min_max_by)]
995 ///
996 /// use std::cmp;
997 ///
998 /// assert_eq!(cmp::max_by_key(-2, 1, |x: &i32| x.abs()), -2);
999 /// assert_eq!(cmp::max_by_key(-2, 2, |x: &i32| x.abs()), 2);
1000 /// ```
1001 #[inline]
1002 #[unstable(feature = "cmp_min_max_by", issue = "64460")]
1003 pub fn max_by_key<T, F: FnMut(&T) -> K, K: Ord>(v1: T, v2: T, mut f: F) -> T {
1004     max_by(v1, v2, |v1, v2| f(v1).cmp(&f(v2)))
1005 }
1006
1007 // Implementation of PartialEq, Eq, PartialOrd and Ord for primitive types
1008 mod impls {
1009     use crate::hint::unreachable_unchecked;
1010     use crate::cmp::Ordering::{self, Less, Greater, Equal};
1011
1012     macro_rules! partial_eq_impl {
1013         ($($t:ty)*) => ($(
1014             #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1015             impl PartialEq for $t {
1016                 #[inline]
1017                 fn eq(&self, other: &$t) -> bool { (*self) == (*other) }
1018                 #[inline]
1019                 fn ne(&self, other: &$t) -> bool { (*self) != (*other) }
1020             }
1021         )*)
1022     }
1023
1024     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1025     impl PartialEq for () {
1026         #[inline]
1027         fn eq(&self, _other: &()) -> bool { true }
1028         #[inline]
1029         fn ne(&self, _other: &()) -> bool { false }
1030     }
1031
1032     partial_eq_impl! {
1033         bool char usize u8 u16 u32 u64 u128 isize i8 i16 i32 i64 i128 f32 f64
1034     }
1035
1036     macro_rules! eq_impl {
1037         ($($t:ty)*) => ($(
1038             #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1039             impl Eq for $t {}
1040         )*)
1041     }
1042
1043     eq_impl! { () bool char usize u8 u16 u32 u64 u128 isize i8 i16 i32 i64 i128 }
1044
1045     macro_rules! partial_ord_impl {
1046         ($($t:ty)*) => ($(
1047             #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1048             impl PartialOrd for $t {
1049                 #[inline]
1050                 fn partial_cmp(&self, other: &$t) -> Option<Ordering> {
1051                     match (self <= other, self >= other) {
1052                         (false, false) => None,
1053                         (false, true) => Some(Greater),
1054                         (true, false) => Some(Less),
1055                         (true, true) => Some(Equal),
1056                     }
1057                 }
1058                 #[inline]
1059                 fn lt(&self, other: &$t) -> bool { (*self) < (*other) }
1060                 #[inline]
1061                 fn le(&self, other: &$t) -> bool { (*self) <= (*other) }
1062                 #[inline]
1063                 fn ge(&self, other: &$t) -> bool { (*self) >= (*other) }
1064                 #[inline]
1065                 fn gt(&self, other: &$t) -> bool { (*self) > (*other) }
1066             }
1067         )*)
1068     }
1069
1070     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1071     impl PartialOrd for () {
1072         #[inline]
1073         fn partial_cmp(&self, _: &()) -> Option<Ordering> {
1074             Some(Equal)
1075         }
1076     }
1077
1078     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1079     impl PartialOrd for bool {
1080         #[inline]
1081         fn partial_cmp(&self, other: &bool) -> Option<Ordering> {
1082             (*self as u8).partial_cmp(&(*other as u8))
1083         }
1084     }
1085
1086     partial_ord_impl! { f32 f64 }
1087
1088     macro_rules! ord_impl {
1089         ($($t:ty)*) => ($(
1090             #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1091             impl PartialOrd for $t {
1092                 #[inline]
1093                 fn partial_cmp(&self, other: &$t) -> Option<Ordering> {
1094                     Some(self.cmp(other))
1095                 }
1096                 #[inline]
1097                 fn lt(&self, other: &$t) -> bool { (*self) < (*other) }
1098                 #[inline]
1099                 fn le(&self, other: &$t) -> bool { (*self) <= (*other) }
1100                 #[inline]
1101                 fn ge(&self, other: &$t) -> bool { (*self) >= (*other) }
1102                 #[inline]
1103                 fn gt(&self, other: &$t) -> bool { (*self) > (*other) }
1104             }
1105
1106             #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1107             impl Ord for $t {
1108                 #[inline]
1109                 fn cmp(&self, other: &$t) -> Ordering {
1110                     // The order here is important to generate more optimal assembly.
1111                     // See <https://github.com/rust-lang/rust/issues/63758> for more info.
1112                     if *self < *other { Less }
1113                     else if *self == *other { Equal }
1114                     else { Greater }
1115                 }
1116             }
1117         )*)
1118     }
1119
1120     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1121     impl Ord for () {
1122         #[inline]
1123         fn cmp(&self, _other: &()) -> Ordering { Equal }
1124     }
1125
1126     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1127     impl Ord for bool {
1128         #[inline]
1129         fn cmp(&self, other: &bool) -> Ordering {
1130             // Casting to i8's and converting the difference to an Ordering generates
1131             // more optimal assembly.
1132             // See <https://github.com/rust-lang/rust/issues/66780> for more info.
1133             match (*self as i8) - (*other as i8) {
1134                 -1 => Less,
1135                 0 => Equal,
1136                 1 => Greater,
1137                 // SAFETY: bool as i8 returns 0 or 1, so the difference can't be anything else
1138                 _ => unsafe { unreachable_unchecked() },
1139             }
1140         }
1141     }
1142
1143     ord_impl! { char usize u8 u16 u32 u64 u128 isize i8 i16 i32 i64 i128 }
1144
1145     #[stable(feature = "never_type", since = "1.41.0")]
1146     impl PartialEq for ! {
1147         fn eq(&self, _: &!) -> bool {
1148             *self
1149         }
1150     }
1151
1152     #[stable(feature = "never_type", since = "1.41.0")]
1153     impl Eq for ! {}
1154
1155     #[stable(feature = "never_type", since = "1.41.0")]
1156     impl PartialOrd for ! {
1157         fn partial_cmp(&self, _: &!) -> Option<Ordering> {
1158             *self
1159         }
1160     }
1161
1162     #[stable(feature = "never_type", since = "1.41.0")]
1163     impl Ord for ! {
1164         fn cmp(&self, _: &!) -> Ordering {
1165             *self
1166         }
1167     }
1168
1169     // & pointers
1170
1171     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1172     impl<A: ?Sized, B: ?Sized> PartialEq<&B> for &A where A: PartialEq<B> {
1173         #[inline]
1174         fn eq(&self, other: & &B) -> bool { PartialEq::eq(*self, *other) }
1175         #[inline]
1176         fn ne(&self, other: & &B) -> bool { PartialEq::ne(*self, *other) }
1177     }
1178     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1179     impl<A: ?Sized, B: ?Sized> PartialOrd<&B> for &A where A: PartialOrd<B> {
1180         #[inline]
1181         fn partial_cmp(&self, other: &&B) -> Option<Ordering> {
1182             PartialOrd::partial_cmp(*self, *other)
1183         }
1184         #[inline]
1185         fn lt(&self, other: & &B) -> bool { PartialOrd::lt(*self, *other) }
1186         #[inline]
1187         fn le(&self, other: & &B) -> bool { PartialOrd::le(*self, *other) }
1188         #[inline]
1189         fn gt(&self, other: & &B) -> bool { PartialOrd::gt(*self, *other) }
1190         #[inline]
1191         fn ge(&self, other: & &B) -> bool { PartialOrd::ge(*self, *other) }
1192     }
1193     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1194     impl<A: ?Sized> Ord for &A where A: Ord {
1195         #[inline]
1196         fn cmp(&self, other: &Self) -> Ordering { Ord::cmp(*self, *other) }
1197     }
1198     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1199     impl<A: ?Sized> Eq for &A where A: Eq {}
1200
1201     // &mut pointers
1202
1203     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1204     impl<A: ?Sized, B: ?Sized> PartialEq<&mut B> for &mut A where A: PartialEq<B> {
1205         #[inline]
1206         fn eq(&self, other: &&mut B) -> bool { PartialEq::eq(*self, *other) }
1207         #[inline]
1208         fn ne(&self, other: &&mut B) -> bool { PartialEq::ne(*self, *other) }
1209     }
1210     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1211     impl<A: ?Sized, B: ?Sized> PartialOrd<&mut B> for &mut A where A: PartialOrd<B> {
1212         #[inline]
1213         fn partial_cmp(&self, other: &&mut B) -> Option<Ordering> {
1214             PartialOrd::partial_cmp(*self, *other)
1215         }
1216         #[inline]
1217         fn lt(&self, other: &&mut B) -> bool { PartialOrd::lt(*self, *other) }
1218         #[inline]
1219         fn le(&self, other: &&mut B) -> bool { PartialOrd::le(*self, *other) }
1220         #[inline]
1221         fn gt(&self, other: &&mut B) -> bool { PartialOrd::gt(*self, *other) }
1222         #[inline]
1223         fn ge(&self, other: &&mut B) -> bool { PartialOrd::ge(*self, *other) }
1224     }
1225     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1226     impl<A: ?Sized> Ord for &mut A where A: Ord {
1227         #[inline]
1228         fn cmp(&self, other: &Self) -> Ordering { Ord::cmp(*self, *other) }
1229     }
1230     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1231     impl<A: ?Sized> Eq for &mut A where A: Eq {}
1232
1233     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1234     impl<A: ?Sized, B: ?Sized> PartialEq<&mut B> for &A where A: PartialEq<B> {
1235         #[inline]
1236         fn eq(&self, other: &&mut B) -> bool { PartialEq::eq(*self, *other) }
1237         #[inline]
1238         fn ne(&self, other: &&mut B) -> bool { PartialEq::ne(*self, *other) }
1239     }
1240
1241     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1242     impl<A: ?Sized, B: ?Sized> PartialEq<&B> for &mut A where A: PartialEq<B> {
1243         #[inline]
1244         fn eq(&self, other: &&B) -> bool { PartialEq::eq(*self, *other) }
1245         #[inline]
1246         fn ne(&self, other: &&B) -> bool { PartialEq::ne(*self, *other) }
1247     }
1248 }