]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/libstd/sys/common/wtf8.rs
d705b8986d0b1108d23985c1820004aa36ed9296
[rust.git] / src / libstd / sys / common / wtf8.rs
1 // Copyright 2015 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 //! Implementation of [the WTF-8 encoding](https://simonsapin.github.io/wtf-8/).
12 //!
13 //! This library uses Rust’s type system to maintain
14 //! [well-formedness](https://simonsapin.github.io/wtf-8/#well-formed),
15 //! like the `String` and `&str` types do for UTF-8.
16 //!
17 //! Since [WTF-8 must not be used
18 //! for interchange](https://simonsapin.github.io/wtf-8/#intended-audience),
19 //! this library deliberately does not provide access to the underlying bytes
20 //! of WTF-8 strings,
21 //! nor can it decode WTF-8 from arbitrary bytes.
22 //! WTF-8 strings can be obtained from UTF-8, UTF-16, or code points.
23
24 // this module is imported from @SimonSapin's repo and has tons of dead code on
25 // unix (it's mostly used on windows), so don't worry about dead code here.
26 #![allow(dead_code)]
27
28 use core::str::next_code_point;
29
30 use ascii::*;
31 use borrow::Cow;
32 use char;
33 use fmt;
34 use hash::{Hash, Hasher};
35 use iter::FromIterator;
36 use mem;
37 use ops;
38 use slice;
39 use str;
40 use string::String;
41 use sys_common::AsInner;
42 use vec::Vec;
43
44 const UTF8_REPLACEMENT_CHARACTER: &'static [u8] = b"\xEF\xBF\xBD";
45
46 /// A Unicode code point: from U+0000 to U+10FFFF.
47 ///
48 /// Compare with the `char` type,
49 /// which represents a Unicode scalar value:
50 /// a code point that is not a surrogate (U+D800 to U+DFFF).
51 #[derive(Eq, PartialEq, Ord, PartialOrd, Clone, Copy)]
52 pub struct CodePoint {
53     value: u32
54 }
55
56 /// Format the code point as `U+` followed by four to six hexadecimal digits.
57 /// Example: `U+1F4A9`
58 impl fmt::Debug for CodePoint {
59     #[inline]
60     fn fmt(&self, formatter: &mut fmt::Formatter) -> Result<(), fmt::Error> {
61         write!(formatter, "U+{:04X}", self.value)
62     }
63 }
64
65 impl CodePoint {
66     /// Unsafely creates a new `CodePoint` without checking the value.
67     ///
68     /// Only use when `value` is known to be less than or equal to 0x10FFFF.
69     #[inline]
70     pub unsafe fn from_u32_unchecked(value: u32) -> CodePoint {
71         CodePoint { value: value }
72     }
73
74     /// Creates a new `CodePoint` if the value is a valid code point.
75     ///
76     /// Returns `None` if `value` is above 0x10FFFF.
77     #[inline]
78     pub fn from_u32(value: u32) -> Option<CodePoint> {
79         match value {
80             0 ... 0x10FFFF => Some(CodePoint { value: value }),
81             _ => None
82         }
83     }
84
85     /// Creates a new `CodePoint` from a `char`.
86     ///
87     /// Since all Unicode scalar values are code points, this always succeeds.
88     #[inline]
89     pub fn from_char(value: char) -> CodePoint {
90         CodePoint { value: value as u32 }
91     }
92
93     /// Returns the numeric value of the code point.
94     #[inline]
95     pub fn to_u32(&self) -> u32 {
96         self.value
97     }
98
99     /// Optionally returns a Unicode scalar value for the code point.
100     ///
101     /// Returns `None` if the code point is a surrogate (from U+D800 to U+DFFF).
102     #[inline]
103     pub fn to_char(&self) -> Option<char> {
104         match self.value {
105             0xD800 ... 0xDFFF => None,
106             _ => Some(unsafe { char::from_u32_unchecked(self.value) })
107         }
108     }
109
110     /// Returns a Unicode scalar value for the code point.
111     ///
112     /// Returns `'\u{FFFD}'` (the replacement character “�”)
113     /// if the code point is a surrogate (from U+D800 to U+DFFF).
114     #[inline]
115     pub fn to_char_lossy(&self) -> char {
116         self.to_char().unwrap_or('\u{FFFD}')
117     }
118 }
119
120 /// An owned, growable string of well-formed WTF-8 data.
121 ///
122 /// Similar to `String`, but can additionally contain surrogate code points
123 /// if they’re not in a surrogate pair.
124 #[derive(Eq, PartialEq, Ord, PartialOrd, Clone)]
125 pub struct Wtf8Buf {
126     bytes: Vec<u8>
127 }
128
129 impl ops::Deref for Wtf8Buf {
130     type Target = Wtf8;
131
132     fn deref(&self) -> &Wtf8 {
133         self.as_slice()
134     }
135 }
136
137 /// Format the string with double quotes,
138 /// and surrogates as `\u` followed by four hexadecimal digits.
139 /// Example: `"a\u{D800}"` for a string with code points [U+0061, U+D800]
140 impl fmt::Debug for Wtf8Buf {
141     #[inline]
142     fn fmt(&self, formatter: &mut fmt::Formatter) -> Result<(), fmt::Error> {
143         fmt::Debug::fmt(&**self, formatter)
144     }
145 }
146
147 impl Wtf8Buf {
148     /// Creates a new, empty WTF-8 string.
149     #[inline]
150     pub fn new() -> Wtf8Buf {
151         Wtf8Buf { bytes: Vec::new() }
152     }
153
154     /// Creates a new, empty WTF-8 string with pre-allocated capacity for `n` bytes.
155     #[inline]
156     pub fn with_capacity(n: usize) -> Wtf8Buf {
157         Wtf8Buf { bytes: Vec::with_capacity(n) }
158     }
159
160     /// Creates a WTF-8 string from a UTF-8 `String`.
161     ///
162     /// This takes ownership of the `String` and does not copy.
163     ///
164     /// Since WTF-8 is a superset of UTF-8, this always succeeds.
165     #[inline]
166     pub fn from_string(string: String) -> Wtf8Buf {
167         Wtf8Buf { bytes: string.into_bytes() }
168     }
169
170     /// Creates a WTF-8 string from a UTF-8 `&str` slice.
171     ///
172     /// This copies the content of the slice.
173     ///
174     /// Since WTF-8 is a superset of UTF-8, this always succeeds.
175     #[inline]
176     pub fn from_str(str: &str) -> Wtf8Buf {
177         Wtf8Buf { bytes: <[_]>::to_vec(str.as_bytes()) }
178     }
179
180     pub fn clear(&mut self) {
181         self.bytes.clear()
182     }
183
184     /// Creates a WTF-8 string from a potentially ill-formed UTF-16 slice of 16-bit code units.
185     ///
186     /// This is lossless: calling `.encode_wide()` on the resulting string
187     /// will always return the original code units.
188     pub fn from_wide(v: &[u16]) -> Wtf8Buf {
189         let mut string = Wtf8Buf::with_capacity(v.len());
190         for item in char::decode_utf16(v.iter().cloned()) {
191             match item {
192                 Ok(ch) => string.push_char(ch),
193                 Err(surrogate) => {
194                     let surrogate = surrogate.unpaired_surrogate();
195                     // Surrogates are known to be in the code point range.
196                     let code_point = unsafe {
197                         CodePoint::from_u32_unchecked(surrogate as u32)
198                     };
199                     // Skip the WTF-8 concatenation check,
200                     // surrogate pairs are already decoded by decode_utf16
201                     string.push_code_point_unchecked(code_point)
202                 }
203             }
204         }
205         string
206     }
207
208     /// Copied from String::push
209     /// This does **not** include the WTF-8 concatenation check.
210     fn push_code_point_unchecked(&mut self, code_point: CodePoint) {
211         let bytes = unsafe {
212             char::from_u32_unchecked(code_point.value).encode_utf8()
213         };
214         self.bytes.extend_from_slice(bytes.as_slice());
215     }
216
217     #[inline]
218     pub fn as_slice(&self) -> &Wtf8 {
219         unsafe { Wtf8::from_bytes_unchecked(&self.bytes) }
220     }
221
222     /// Reserves capacity for at least `additional` more bytes to be inserted
223     /// in the given `Wtf8Buf`.
224     /// The collection may reserve more space to avoid frequent reallocations.
225     ///
226     /// # Panics
227     ///
228     /// Panics if the new capacity overflows `usize`.
229     #[inline]
230     pub fn reserve(&mut self, additional: usize) {
231         self.bytes.reserve(additional)
232     }
233
234     #[inline]
235     pub fn reserve_exact(&mut self, additional: usize) {
236         self.bytes.reserve_exact(additional)
237     }
238
239     /// Returns the number of bytes that this string buffer can hold without reallocating.
240     #[inline]
241     pub fn capacity(&self) -> usize {
242         self.bytes.capacity()
243     }
244
245     /// Append a UTF-8 slice at the end of the string.
246     #[inline]
247     pub fn push_str(&mut self, other: &str) {
248         self.bytes.extend_from_slice(other.as_bytes())
249     }
250
251     /// Append a WTF-8 slice at the end of the string.
252     ///
253     /// This replaces newly paired surrogates at the boundary
254     /// with a supplementary code point,
255     /// like concatenating ill-formed UTF-16 strings effectively would.
256     #[inline]
257     pub fn push_wtf8(&mut self, other: &Wtf8) {
258         match ((&*self).final_lead_surrogate(), other.initial_trail_surrogate()) {
259             // Replace newly paired surrogates by a supplementary code point.
260             (Some(lead), Some(trail)) => {
261                 let len_without_lead_surrogate = self.len() - 3;
262                 self.bytes.truncate(len_without_lead_surrogate);
263                 let other_without_trail_surrogate = &other.bytes[3..];
264                 // 4 bytes for the supplementary code point
265                 self.bytes.reserve(4 + other_without_trail_surrogate.len());
266                 self.push_char(decode_surrogate_pair(lead, trail));
267                 self.bytes.extend_from_slice(other_without_trail_surrogate);
268             }
269             _ => self.bytes.extend_from_slice(&other.bytes)
270         }
271     }
272
273     /// Append a Unicode scalar value at the end of the string.
274     #[inline]
275     pub fn push_char(&mut self, c: char) {
276         self.push_code_point_unchecked(CodePoint::from_char(c))
277     }
278
279     /// Append a code point at the end of the string.
280     ///
281     /// This replaces newly paired surrogates at the boundary
282     /// with a supplementary code point,
283     /// like concatenating ill-formed UTF-16 strings effectively would.
284     #[inline]
285     pub fn push(&mut self, code_point: CodePoint) {
286         if let trail @ 0xDC00...0xDFFF = code_point.to_u32() {
287             if let Some(lead) = (&*self).final_lead_surrogate() {
288                 let len_without_lead_surrogate = self.len() - 3;
289                 self.bytes.truncate(len_without_lead_surrogate);
290                 self.push_char(decode_surrogate_pair(lead, trail as u16));
291                 return
292             }
293         }
294
295         // No newly paired surrogates at the boundary.
296         self.push_code_point_unchecked(code_point)
297     }
298
299     /// Shortens a string to the specified length.
300     ///
301     /// # Panics
302     ///
303     /// Panics if `new_len` > current length,
304     /// or if `new_len` is not a code point boundary.
305     #[inline]
306     pub fn truncate(&mut self, new_len: usize) {
307         assert!(is_code_point_boundary(self, new_len));
308         self.bytes.truncate(new_len)
309     }
310
311     /// Consumes the WTF-8 string and tries to convert it to UTF-8.
312     ///
313     /// This does not copy the data.
314     ///
315     /// If the contents are not well-formed UTF-8
316     /// (that is, if the string contains surrogates),
317     /// the original WTF-8 string is returned instead.
318     pub fn into_string(self) -> Result<String, Wtf8Buf> {
319         match self.next_surrogate(0) {
320             None => Ok(unsafe { String::from_utf8_unchecked(self.bytes) }),
321             Some(_) => Err(self),
322         }
323     }
324
325     /// Consumes the WTF-8 string and converts it lossily to UTF-8.
326     ///
327     /// This does not copy the data (but may overwrite parts of it in place).
328     ///
329     /// Surrogates are replaced with `"\u{FFFD}"` (the replacement character “�”)
330     pub fn into_string_lossy(mut self) -> String {
331         let mut pos = 0;
332         loop {
333             match self.next_surrogate(pos) {
334                 Some((surrogate_pos, _)) => {
335                     pos = surrogate_pos + 3;
336                     self.bytes[surrogate_pos..pos]
337                         .copy_from_slice(UTF8_REPLACEMENT_CHARACTER);
338                 },
339                 None => return unsafe { String::from_utf8_unchecked(self.bytes) }
340             }
341         }
342     }
343 }
344
345 /// Create a new WTF-8 string from an iterator of code points.
346 ///
347 /// This replaces surrogate code point pairs with supplementary code points,
348 /// like concatenating ill-formed UTF-16 strings effectively would.
349 impl FromIterator<CodePoint> for Wtf8Buf {
350     fn from_iter<T: IntoIterator<Item=CodePoint>>(iter: T) -> Wtf8Buf {
351         let mut string = Wtf8Buf::new();
352         string.extend(iter);
353         string
354     }
355 }
356
357 /// Append code points from an iterator to the string.
358 ///
359 /// This replaces surrogate code point pairs with supplementary code points,
360 /// like concatenating ill-formed UTF-16 strings effectively would.
361 impl Extend<CodePoint> for Wtf8Buf {
362     fn extend<T: IntoIterator<Item=CodePoint>>(&mut self, iter: T) {
363         let iterator = iter.into_iter();
364         let (low, _high) = iterator.size_hint();
365         // Lower bound of one byte per code point (ASCII only)
366         self.bytes.reserve(low);
367         for code_point in iterator {
368             self.push(code_point);
369         }
370     }
371 }
372
373 /// A borrowed slice of well-formed WTF-8 data.
374 ///
375 /// Similar to `&str`, but can additionally contain surrogate code points
376 /// if they’re not in a surrogate pair.
377 #[derive(Eq, Ord, PartialEq, PartialOrd)]
378 pub struct Wtf8 {
379     bytes: [u8]
380 }
381
382 impl AsInner<[u8]> for Wtf8 {
383     fn as_inner(&self) -> &[u8] { &self.bytes }
384 }
385
386 /// Format the slice with double quotes,
387 /// and surrogates as `\u` followed by four hexadecimal digits.
388 /// Example: `"a\u{D800}"` for a slice with code points [U+0061, U+D800]
389 impl fmt::Debug for Wtf8 {
390     fn fmt(&self, formatter: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
391         fn write_str_escaped(f: &mut fmt::Formatter, s: &str) -> fmt::Result {
392             use fmt::Write;
393             for c in s.chars().flat_map(|c| c.escape_default()) {
394                 f.write_char(c)?
395             }
396             Ok(())
397         }
398
399         formatter.write_str("\"")?;
400         let mut pos = 0;
401         loop {
402             match self.next_surrogate(pos) {
403                 None => break,
404                 Some((surrogate_pos, surrogate)) => {
405                     write_str_escaped(
406                         formatter,
407                         unsafe { str::from_utf8_unchecked(
408                             &self.bytes[pos .. surrogate_pos]
409                         )},
410                     )?;
411                     write!(formatter, "\\u{{{:X}}}", surrogate)?;
412                     pos = surrogate_pos + 3;
413                 }
414             }
415         }
416         write_str_escaped(
417             formatter,
418             unsafe { str::from_utf8_unchecked(&self.bytes[pos..]) },
419         )?;
420         formatter.write_str("\"")
421     }
422 }
423
424 impl Wtf8 {
425     /// Creates a WTF-8 slice from a UTF-8 `&str` slice.
426     ///
427     /// Since WTF-8 is a superset of UTF-8, this always succeeds.
428     #[inline]
429     pub fn from_str(value: &str) -> &Wtf8 {
430         unsafe { Wtf8::from_bytes_unchecked(value.as_bytes()) }
431     }
432
433     /// Creates a WTF-8 slice from a WTF-8 byte slice.
434     ///
435     /// Since the byte slice is not checked for valid WTF-8, this functions is
436     /// marked unsafe.
437     #[inline]
438     unsafe fn from_bytes_unchecked(value: &[u8]) -> &Wtf8 {
439         mem::transmute(value)
440     }
441
442     /// Returns the length, in WTF-8 bytes.
443     #[inline]
444     pub fn len(&self) -> usize {
445         self.bytes.len()
446     }
447
448     #[inline]
449     pub fn is_empty(&self) -> bool {
450         self.bytes.is_empty()
451     }
452
453     /// Returns the code point at `position` if it is in the ASCII range,
454     /// or `b'\xFF' otherwise.
455     ///
456     /// # Panics
457     ///
458     /// Panics if `position` is beyond the end of the string.
459     #[inline]
460     pub fn ascii_byte_at(&self, position: usize) -> u8 {
461         match self.bytes[position] {
462             ascii_byte @ 0x00 ... 0x7F => ascii_byte,
463             _ => 0xFF
464         }
465     }
466
467     /// Returns an iterator for the string’s code points.
468     #[inline]
469     pub fn code_points(&self) -> Wtf8CodePoints {
470         Wtf8CodePoints { bytes: self.bytes.iter() }
471     }
472
473     /// Tries to convert the string to UTF-8 and return a `&str` slice.
474     ///
475     /// Returns `None` if the string contains surrogates.
476     ///
477     /// This does not copy the data.
478     #[inline]
479     pub fn as_str(&self) -> Option<&str> {
480         // Well-formed WTF-8 is also well-formed UTF-8
481         // if and only if it contains no surrogate.
482         match self.next_surrogate(0) {
483             None => Some(unsafe { str::from_utf8_unchecked(&self.bytes) }),
484             Some(_) => None,
485         }
486     }
487
488     /// Lossily converts the string to UTF-8.
489     /// Returns a UTF-8 `&str` slice if the contents are well-formed in UTF-8.
490     ///
491     /// Surrogates are replaced with `"\u{FFFD}"` (the replacement character “�”).
492     ///
493     /// This only copies the data if necessary (if it contains any surrogate).
494     pub fn to_string_lossy(&self) -> Cow<str> {
495         let surrogate_pos = match self.next_surrogate(0) {
496             None => return Cow::Borrowed(unsafe { str::from_utf8_unchecked(&self.bytes) }),
497             Some((pos, _)) => pos,
498         };
499         let wtf8_bytes = &self.bytes;
500         let mut utf8_bytes = Vec::with_capacity(self.len());
501         utf8_bytes.extend_from_slice(&wtf8_bytes[..surrogate_pos]);
502         utf8_bytes.extend_from_slice(UTF8_REPLACEMENT_CHARACTER);
503         let mut pos = surrogate_pos + 3;
504         loop {
505             match self.next_surrogate(pos) {
506                 Some((surrogate_pos, _)) => {
507                     utf8_bytes.extend_from_slice(&wtf8_bytes[pos .. surrogate_pos]);
508                     utf8_bytes.extend_from_slice(UTF8_REPLACEMENT_CHARACTER);
509                     pos = surrogate_pos + 3;
510                 },
511                 None => {
512                     utf8_bytes.extend_from_slice(&wtf8_bytes[pos..]);
513                     return Cow::Owned(unsafe { String::from_utf8_unchecked(utf8_bytes) })
514                 }
515             }
516         }
517     }
518
519     /// Converts the WTF-8 string to potentially ill-formed UTF-16
520     /// and return an iterator of 16-bit code units.
521     ///
522     /// This is lossless:
523     /// calling `Wtf8Buf::from_ill_formed_utf16` on the resulting code units
524     /// would always return the original WTF-8 string.
525     #[inline]
526     pub fn encode_wide(&self) -> EncodeWide {
527         EncodeWide { code_points: self.code_points(), extra: 0 }
528     }
529
530     #[inline]
531     fn next_surrogate(&self, mut pos: usize) -> Option<(usize, u16)> {
532         let mut iter = self.bytes[pos..].iter();
533         loop {
534             let b = match iter.next() {
535                 None => return None,
536                 Some(&b) => b,
537             };
538             if b < 0x80 {
539                 pos += 1;
540             } else if b < 0xE0 {
541                 iter.next();
542                 pos += 2;
543             } else if b == 0xED {
544                 match (iter.next(), iter.next()) {
545                     (Some(&b2), Some(&b3)) if b2 >= 0xA0 => {
546                         return Some((pos, decode_surrogate(b2, b3)))
547                     }
548                     _ => pos += 3
549                 }
550             } else if b < 0xF0 {
551                 iter.next();
552                 iter.next();
553                 pos += 3;
554             } else {
555                 iter.next();
556                 iter.next();
557                 iter.next();
558                 pos += 4;
559             }
560         }
561     }
562
563     #[inline]
564     fn final_lead_surrogate(&self) -> Option<u16> {
565         let len = self.len();
566         if len < 3 {
567             return None
568         }
569         match ::slice_pat(&&self.bytes[(len - 3)..]) {
570             &[0xED, b2 @ 0xA0...0xAF, b3] => Some(decode_surrogate(b2, b3)),
571             _ => None
572         }
573     }
574
575     #[inline]
576     fn initial_trail_surrogate(&self) -> Option<u16> {
577         let len = self.len();
578         if len < 3 {
579             return None
580         }
581         match ::slice_pat(&&self.bytes[..3]) {
582             &[0xED, b2 @ 0xB0...0xBF, b3] => Some(decode_surrogate(b2, b3)),
583             _ => None
584         }
585     }
586 }
587
588
589 /// Return a slice of the given string for the byte range [`begin`..`end`).
590 ///
591 /// # Panics
592 ///
593 /// Panics when `begin` and `end` do not point to code point boundaries,
594 /// or point beyond the end of the string.
595 impl ops::Index<ops::Range<usize>> for Wtf8 {
596     type Output = Wtf8;
597
598     #[inline]
599     fn index(&self, range: ops::Range<usize>) -> &Wtf8 {
600         // is_code_point_boundary checks that the index is in [0, .len()]
601         if range.start <= range.end &&
602            is_code_point_boundary(self, range.start) &&
603            is_code_point_boundary(self, range.end) {
604             unsafe { slice_unchecked(self, range.start, range.end) }
605         } else {
606             slice_error_fail(self, range.start, range.end)
607         }
608     }
609 }
610
611 /// Return a slice of the given string from byte `begin` to its end.
612 ///
613 /// # Panics
614 ///
615 /// Panics when `begin` is not at a code point boundary,
616 /// or is beyond the end of the string.
617 impl ops::Index<ops::RangeFrom<usize>> for Wtf8 {
618     type Output = Wtf8;
619
620     #[inline]
621     fn index(&self, range: ops::RangeFrom<usize>) -> &Wtf8 {
622         // is_code_point_boundary checks that the index is in [0, .len()]
623         if is_code_point_boundary(self, range.start) {
624             unsafe { slice_unchecked(self, range.start, self.len()) }
625         } else {
626             slice_error_fail(self, range.start, self.len())
627         }
628     }
629 }
630
631 /// Return a slice of the given string from its beginning to byte `end`.
632 ///
633 /// # Panics
634 ///
635 /// Panics when `end` is not at a code point boundary,
636 /// or is beyond the end of the string.
637 impl ops::Index<ops::RangeTo<usize>> for Wtf8 {
638     type Output = Wtf8;
639
640     #[inline]
641     fn index(&self, range: ops::RangeTo<usize>) -> &Wtf8 {
642         // is_code_point_boundary checks that the index is in [0, .len()]
643         if is_code_point_boundary(self, range.end) {
644             unsafe { slice_unchecked(self, 0, range.end) }
645         } else {
646             slice_error_fail(self, 0, range.end)
647         }
648     }
649 }
650
651 impl ops::Index<ops::RangeFull> for Wtf8 {
652     type Output = Wtf8;
653
654     #[inline]
655     fn index(&self, _range: ops::RangeFull) -> &Wtf8 {
656         self
657     }
658 }
659
660 #[inline]
661 fn decode_surrogate(second_byte: u8, third_byte: u8) -> u16 {
662     // The first byte is assumed to be 0xED
663     0xD800 | (second_byte as u16 & 0x3F) << 6 | third_byte as u16 & 0x3F
664 }
665
666 #[inline]
667 fn decode_surrogate_pair(lead: u16, trail: u16) -> char {
668     let code_point = 0x10000 + ((((lead - 0xD800) as u32) << 10) | (trail - 0xDC00) as u32);
669     unsafe { char::from_u32_unchecked(code_point) }
670 }
671
672 /// Copied from core::str::StrPrelude::is_char_boundary
673 #[inline]
674 pub fn is_code_point_boundary(slice: &Wtf8, index: usize) -> bool {
675     if index == slice.len() { return true; }
676     match slice.bytes.get(index) {
677         None => false,
678         Some(&b) => b < 128 || b >= 192,
679     }
680 }
681
682 /// Copied from core::str::raw::slice_unchecked
683 #[inline]
684 pub unsafe fn slice_unchecked(s: &Wtf8, begin: usize, end: usize) -> &Wtf8 {
685     // memory layout of an &[u8] and &Wtf8 are the same
686     Wtf8::from_bytes_unchecked(slice::from_raw_parts(
687         s.bytes.as_ptr().offset(begin as isize),
688         end - begin
689     ))
690 }
691
692 /// Copied from core::str::raw::slice_error_fail
693 #[inline(never)]
694 pub fn slice_error_fail(s: &Wtf8, begin: usize, end: usize) -> ! {
695     assert!(begin <= end);
696     panic!("index {} and/or {} in `{:?}` do not lie on character boundary",
697           begin, end, s);
698 }
699
700 /// Iterator for the code points of a WTF-8 string.
701 ///
702 /// Created with the method `.code_points()`.
703 #[derive(Clone)]
704 pub struct Wtf8CodePoints<'a> {
705     bytes: slice::Iter<'a, u8>
706 }
707
708 impl<'a> Iterator for Wtf8CodePoints<'a> {
709     type Item = CodePoint;
710
711     #[inline]
712     fn next(&mut self) -> Option<CodePoint> {
713         next_code_point(&mut self.bytes).map(|c| CodePoint { value: c })
714     }
715
716     #[inline]
717     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
718         let (len, _) = self.bytes.size_hint();
719         (len.saturating_add(3) / 4, Some(len))
720     }
721 }
722
723 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
724 #[derive(Clone)]
725 pub struct EncodeWide<'a> {
726     code_points: Wtf8CodePoints<'a>,
727     extra: u16
728 }
729
730 // Copied from libunicode/u_str.rs
731 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
732 impl<'a> Iterator for EncodeWide<'a> {
733     type Item = u16;
734
735     #[inline]
736     fn next(&mut self) -> Option<u16> {
737         if self.extra != 0 {
738             let tmp = self.extra;
739             self.extra = 0;
740             return Some(tmp);
741         }
742
743         self.code_points.next().map(|code_point| {
744             let n = unsafe {
745                 char::from_u32_unchecked(code_point.value).encode_utf16()
746             };
747             let n = n.as_slice();
748             if n.len() == 2 {
749                 self.extra = n[1];
750             }
751             n[0]
752         })
753     }
754
755     #[inline]
756     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
757         let (low, high) = self.code_points.size_hint();
758         // every code point gets either one u16 or two u16,
759         // so this iterator is between 1 or 2 times as
760         // long as the underlying iterator.
761         (low, high.and_then(|n| n.checked_mul(2)))
762     }
763 }
764
765 impl Hash for CodePoint {
766     #[inline]
767     fn hash<H: Hasher>(&self, state: &mut H) {
768         self.value.hash(state)
769     }
770 }
771
772 impl Hash for Wtf8Buf {
773     #[inline]
774     fn hash<H: Hasher>(&self, state: &mut H) {
775         state.write(&self.bytes);
776         0xfeu8.hash(state)
777     }
778 }
779
780 impl Hash for Wtf8 {
781     #[inline]
782     fn hash<H: Hasher>(&self, state: &mut H) {
783         state.write(&self.bytes);
784         0xfeu8.hash(state)
785     }
786 }
787
788 impl AsciiExt for Wtf8 {
789     type Owned = Wtf8Buf;
790
791     fn is_ascii(&self) -> bool {
792         self.bytes.is_ascii()
793     }
794     fn to_ascii_uppercase(&self) -> Wtf8Buf {
795         Wtf8Buf { bytes: self.bytes.to_ascii_uppercase() }
796     }
797     fn to_ascii_lowercase(&self) -> Wtf8Buf {
798         Wtf8Buf { bytes: self.bytes.to_ascii_lowercase() }
799     }
800     fn eq_ignore_ascii_case(&self, other: &Wtf8) -> bool {
801         self.bytes.eq_ignore_ascii_case(&other.bytes)
802     }
803
804     fn make_ascii_uppercase(&mut self) { self.bytes.make_ascii_uppercase() }
805     fn make_ascii_lowercase(&mut self) { self.bytes.make_ascii_lowercase() }
806 }
807
808 #[cfg(test)]
809 mod tests {
810     use prelude::v1::*;
811     use borrow::Cow;
812     use super::*;
813
814     #[test]
815     fn code_point_from_u32() {
816         assert!(CodePoint::from_u32(0).is_some());
817         assert!(CodePoint::from_u32(0xD800).is_some());
818         assert!(CodePoint::from_u32(0x10FFFF).is_some());
819         assert!(CodePoint::from_u32(0x110000).is_none());
820     }
821
822     #[test]
823     fn code_point_to_u32() {
824         fn c(value: u32) -> CodePoint { CodePoint::from_u32(value).unwrap() }
825         assert_eq!(c(0).to_u32(), 0);
826         assert_eq!(c(0xD800).to_u32(), 0xD800);
827         assert_eq!(c(0x10FFFF).to_u32(), 0x10FFFF);
828     }
829
830     #[test]
831     fn code_point_from_char() {
832         assert_eq!(CodePoint::from_char('a').to_u32(), 0x61);
833         assert_eq!(CodePoint::from_char('💩').to_u32(), 0x1F4A9);
834     }
835
836     #[test]
837     fn code_point_to_string() {
838         assert_eq!(format!("{:?}", CodePoint::from_char('a')), "U+0061");
839         assert_eq!(format!("{:?}", CodePoint::from_char('💩')), "U+1F4A9");
840     }
841
842     #[test]
843     fn code_point_to_char() {
844         fn c(value: u32) -> CodePoint { CodePoint::from_u32(value).unwrap() }
845         assert_eq!(c(0x61).to_char(), Some('a'));
846         assert_eq!(c(0x1F4A9).to_char(), Some('💩'));
847         assert_eq!(c(0xD800).to_char(), None);
848     }
849
850     #[test]
851     fn code_point_to_char_lossy() {
852         fn c(value: u32) -> CodePoint { CodePoint::from_u32(value).unwrap() }
853         assert_eq!(c(0x61).to_char_lossy(), 'a');
854         assert_eq!(c(0x1F4A9).to_char_lossy(), '💩');
855         assert_eq!(c(0xD800).to_char_lossy(), '\u{FFFD}');
856     }
857
858     #[test]
859     fn wtf8buf_new() {
860         assert_eq!(Wtf8Buf::new().bytes, b"");
861     }
862
863     #[test]
864     fn wtf8buf_from_str() {
865         assert_eq!(Wtf8Buf::from_str("").bytes, b"");
866         assert_eq!(Wtf8Buf::from_str("aé 💩").bytes,
867                    b"a\xC3\xA9 \xF0\x9F\x92\xA9");
868     }
869
870     #[test]
871     fn wtf8buf_from_string() {
872         assert_eq!(Wtf8Buf::from_string(String::from("")).bytes, b"");
873         assert_eq!(Wtf8Buf::from_string(String::from("aé 💩")).bytes,
874                    b"a\xC3\xA9 \xF0\x9F\x92\xA9");
875     }
876
877     #[test]
878     fn wtf8buf_from_wide() {
879         assert_eq!(Wtf8Buf::from_wide(&[]).bytes, b"");
880         assert_eq!(Wtf8Buf::from_wide(
881                       &[0x61, 0xE9, 0x20, 0xD83D, 0xD83D, 0xDCA9]).bytes,
882                    b"a\xC3\xA9 \xED\xA0\xBD\xF0\x9F\x92\xA9");
883     }
884
885     #[test]
886     fn wtf8buf_push_str() {
887         let mut string = Wtf8Buf::new();
888         assert_eq!(string.bytes, b"");
889         string.push_str("aé 💩");
890         assert_eq!(string.bytes, b"a\xC3\xA9 \xF0\x9F\x92\xA9");
891     }
892
893     #[test]
894     fn wtf8buf_push_char() {
895         let mut string = Wtf8Buf::from_str("aé ");
896         assert_eq!(string.bytes, b"a\xC3\xA9 ");
897         string.push_char('💩');
898         assert_eq!(string.bytes, b"a\xC3\xA9 \xF0\x9F\x92\xA9");
899     }
900
901     #[test]
902     fn wtf8buf_push() {
903         let mut string = Wtf8Buf::from_str("aé ");
904         assert_eq!(string.bytes, b"a\xC3\xA9 ");
905         string.push(CodePoint::from_char('💩'));
906         assert_eq!(string.bytes, b"a\xC3\xA9 \xF0\x9F\x92\xA9");
907
908         fn c(value: u32) -> CodePoint { CodePoint::from_u32(value).unwrap() }
909
910         let mut string = Wtf8Buf::new();
911         string.push(c(0xD83D));  // lead
912         string.push(c(0xDCA9));  // trail
913         assert_eq!(string.bytes, b"\xF0\x9F\x92\xA9");  // Magic!
914
915         let mut string = Wtf8Buf::new();
916         string.push(c(0xD83D));  // lead
917         string.push(c(0x20));  // not surrogate
918         string.push(c(0xDCA9));  // trail
919         assert_eq!(string.bytes, b"\xED\xA0\xBD \xED\xB2\xA9");
920
921         let mut string = Wtf8Buf::new();
922         string.push(c(0xD800));  // lead
923         string.push(c(0xDBFF));  // lead
924         assert_eq!(string.bytes, b"\xED\xA0\x80\xED\xAF\xBF");
925
926         let mut string = Wtf8Buf::new();
927         string.push(c(0xD800));  // lead
928         string.push(c(0xE000));  // not surrogate
929         assert_eq!(string.bytes, b"\xED\xA0\x80\xEE\x80\x80");
930
931         let mut string = Wtf8Buf::new();
932         string.push(c(0xD7FF));  // not surrogate
933         string.push(c(0xDC00));  // trail
934         assert_eq!(string.bytes, b"\xED\x9F\xBF\xED\xB0\x80");
935
936         let mut string = Wtf8Buf::new();
937         string.push(c(0x61));  // not surrogate, < 3 bytes
938         string.push(c(0xDC00));  // trail
939         assert_eq!(string.bytes, b"\x61\xED\xB0\x80");
940
941         let mut string = Wtf8Buf::new();
942         string.push(c(0xDC00));  // trail
943         assert_eq!(string.bytes, b"\xED\xB0\x80");
944     }
945
946     #[test]
947     fn wtf8buf_push_wtf8() {
948         let mut string = Wtf8Buf::from_str("aé");
949         assert_eq!(string.bytes, b"a\xC3\xA9");
950         string.push_wtf8(Wtf8::from_str(" 💩"));
951         assert_eq!(string.bytes, b"a\xC3\xA9 \xF0\x9F\x92\xA9");
952
953         fn w(v: &[u8]) -> &Wtf8 { unsafe { Wtf8::from_bytes_unchecked(v) } }
954
955         let mut string = Wtf8Buf::new();
956         string.push_wtf8(w(b"\xED\xA0\xBD"));  // lead
957         string.push_wtf8(w(b"\xED\xB2\xA9"));  // trail
958         assert_eq!(string.bytes, b"\xF0\x9F\x92\xA9");  // Magic!
959
960         let mut string = Wtf8Buf::new();
961         string.push_wtf8(w(b"\xED\xA0\xBD"));  // lead
962         string.push_wtf8(w(b" "));  // not surrogate
963         string.push_wtf8(w(b"\xED\xB2\xA9"));  // trail
964         assert_eq!(string.bytes, b"\xED\xA0\xBD \xED\xB2\xA9");
965
966         let mut string = Wtf8Buf::new();
967         string.push_wtf8(w(b"\xED\xA0\x80"));  // lead
968         string.push_wtf8(w(b"\xED\xAF\xBF"));  // lead
969         assert_eq!(string.bytes, b"\xED\xA0\x80\xED\xAF\xBF");
970
971         let mut string = Wtf8Buf::new();
972         string.push_wtf8(w(b"\xED\xA0\x80"));  // lead
973         string.push_wtf8(w(b"\xEE\x80\x80"));  // not surrogate
974         assert_eq!(string.bytes, b"\xED\xA0\x80\xEE\x80\x80");
975
976         let mut string = Wtf8Buf::new();
977         string.push_wtf8(w(b"\xED\x9F\xBF"));  // not surrogate
978         string.push_wtf8(w(b"\xED\xB0\x80"));  // trail
979         assert_eq!(string.bytes, b"\xED\x9F\xBF\xED\xB0\x80");
980
981         let mut string = Wtf8Buf::new();
982         string.push_wtf8(w(b"a"));  // not surrogate, < 3 bytes
983         string.push_wtf8(w(b"\xED\xB0\x80"));  // trail
984         assert_eq!(string.bytes, b"\x61\xED\xB0\x80");
985
986         let mut string = Wtf8Buf::new();
987         string.push_wtf8(w(b"\xED\xB0\x80"));  // trail
988         assert_eq!(string.bytes, b"\xED\xB0\x80");
989     }
990
991     #[test]
992     fn wtf8buf_truncate() {
993         let mut string = Wtf8Buf::from_str("aé");
994         string.truncate(1);
995         assert_eq!(string.bytes, b"a");
996     }
997
998     #[test]
999     #[should_panic]
1000     fn wtf8buf_truncate_fail_code_point_boundary() {
1001         let mut string = Wtf8Buf::from_str("aé");
1002         string.truncate(2);
1003     }
1004
1005     #[test]
1006     #[should_panic]
1007     fn wtf8buf_truncate_fail_longer() {
1008         let mut string = Wtf8Buf::from_str("aé");
1009         string.truncate(4);
1010     }
1011
1012     #[test]
1013     fn wtf8buf_into_string() {
1014         let mut string = Wtf8Buf::from_str("aé 💩");
1015         assert_eq!(string.clone().into_string(), Ok(String::from("aé 💩")));
1016         string.push(CodePoint::from_u32(0xD800).unwrap());
1017         assert_eq!(string.clone().into_string(), Err(string));
1018     }
1019
1020     #[test]
1021     fn wtf8buf_into_string_lossy() {
1022         let mut string = Wtf8Buf::from_str("aé 💩");
1023         assert_eq!(string.clone().into_string_lossy(), String::from("aé 💩"));
1024         string.push(CodePoint::from_u32(0xD800).unwrap());
1025         assert_eq!(string.clone().into_string_lossy(), String::from("aé 💩�"));
1026     }
1027
1028     #[test]
1029     fn wtf8buf_from_iterator() {
1030         fn f(values: &[u32]) -> Wtf8Buf {
1031             values.iter().map(|&c| CodePoint::from_u32(c).unwrap()).collect::<Wtf8Buf>()
1032         }
1033         assert_eq!(f(&[0x61, 0xE9, 0x20, 0x1F4A9]).bytes, b"a\xC3\xA9 \xF0\x9F\x92\xA9");
1034
1035         assert_eq!(f(&[0xD83D, 0xDCA9]).bytes, b"\xF0\x9F\x92\xA9");  // Magic!
1036         assert_eq!(f(&[0xD83D, 0x20, 0xDCA9]).bytes, b"\xED\xA0\xBD \xED\xB2\xA9");
1037         assert_eq!(f(&[0xD800, 0xDBFF]).bytes, b"\xED\xA0\x80\xED\xAF\xBF");
1038         assert_eq!(f(&[0xD800, 0xE000]).bytes, b"\xED\xA0\x80\xEE\x80\x80");
1039         assert_eq!(f(&[0xD7FF, 0xDC00]).bytes, b"\xED\x9F\xBF\xED\xB0\x80");
1040         assert_eq!(f(&[0x61, 0xDC00]).bytes, b"\x61\xED\xB0\x80");
1041         assert_eq!(f(&[0xDC00]).bytes, b"\xED\xB0\x80");
1042     }
1043
1044     #[test]
1045     fn wtf8buf_extend() {
1046         fn e(initial: &[u32], extended: &[u32]) -> Wtf8Buf {
1047             fn c(value: &u32) -> CodePoint { CodePoint::from_u32(*value).unwrap() }
1048             let mut string = initial.iter().map(c).collect::<Wtf8Buf>();
1049             string.extend(extended.iter().map(c));
1050             string
1051         }
1052
1053         assert_eq!(e(&[0x61, 0xE9], &[0x20, 0x1F4A9]).bytes,
1054                    b"a\xC3\xA9 \xF0\x9F\x92\xA9");
1055
1056         assert_eq!(e(&[0xD83D], &[0xDCA9]).bytes, b"\xF0\x9F\x92\xA9");  // Magic!
1057         assert_eq!(e(&[0xD83D, 0x20], &[0xDCA9]).bytes, b"\xED\xA0\xBD \xED\xB2\xA9");
1058         assert_eq!(e(&[0xD800], &[0xDBFF]).bytes, b"\xED\xA0\x80\xED\xAF\xBF");
1059         assert_eq!(e(&[0xD800], &[0xE000]).bytes, b"\xED\xA0\x80\xEE\x80\x80");
1060         assert_eq!(e(&[0xD7FF], &[0xDC00]).bytes, b"\xED\x9F\xBF\xED\xB0\x80");
1061         assert_eq!(e(&[0x61], &[0xDC00]).bytes, b"\x61\xED\xB0\x80");
1062         assert_eq!(e(&[], &[0xDC00]).bytes, b"\xED\xB0\x80");
1063     }
1064
1065     #[test]
1066     fn wtf8buf_show() {
1067         let mut string = Wtf8Buf::from_str("a\té 💩\r");
1068         string.push(CodePoint::from_u32(0xD800).unwrap());
1069         assert_eq!(format!("{:?}", string), r#""a\t\u{e9} \u{1f4a9}\r\u{D800}""#);
1070     }
1071
1072     #[test]
1073     fn wtf8buf_as_slice() {
1074         assert_eq!(Wtf8Buf::from_str("aé").as_slice(), Wtf8::from_str("aé"));
1075     }
1076
1077     #[test]
1078     fn wtf8buf_show_str() {
1079         let text = "a\té 💩\r";
1080         let string = Wtf8Buf::from_str(text);
1081         assert_eq!(format!("{:?}", text), format!("{:?}", string));
1082     }
1083
1084     #[test]
1085     fn wtf8_from_str() {
1086         assert_eq!(&Wtf8::from_str("").bytes, b"");
1087         assert_eq!(&Wtf8::from_str("aé 💩").bytes, b"a\xC3\xA9 \xF0\x9F\x92\xA9");
1088     }
1089
1090     #[test]
1091     fn wtf8_len() {
1092         assert_eq!(Wtf8::from_str("").len(), 0);
1093         assert_eq!(Wtf8::from_str("aé 💩").len(), 8);
1094     }
1095
1096     #[test]
1097     fn wtf8_slice() {
1098         assert_eq!(&Wtf8::from_str("aé 💩")[1.. 4].bytes, b"\xC3\xA9 ");
1099     }
1100
1101     #[test]
1102     #[should_panic]
1103     fn wtf8_slice_not_code_point_boundary() {
1104         &Wtf8::from_str("aé 💩")[2.. 4];
1105     }
1106
1107     #[test]
1108     fn wtf8_slice_from() {
1109         assert_eq!(&Wtf8::from_str("aé 💩")[1..].bytes, b"\xC3\xA9 \xF0\x9F\x92\xA9");
1110     }
1111
1112     #[test]
1113     #[should_panic]
1114     fn wtf8_slice_from_not_code_point_boundary() {
1115         &Wtf8::from_str("aé 💩")[2..];
1116     }
1117
1118     #[test]
1119     fn wtf8_slice_to() {
1120         assert_eq!(&Wtf8::from_str("aé 💩")[..4].bytes, b"a\xC3\xA9 ");
1121     }
1122
1123     #[test]
1124     #[should_panic]
1125     fn wtf8_slice_to_not_code_point_boundary() {
1126         &Wtf8::from_str("aé 💩")[5..];
1127     }
1128
1129     #[test]
1130     fn wtf8_ascii_byte_at() {
1131         let slice = Wtf8::from_str("aé 💩");
1132         assert_eq!(slice.ascii_byte_at(0), b'a');
1133         assert_eq!(slice.ascii_byte_at(1), b'\xFF');
1134         assert_eq!(slice.ascii_byte_at(2), b'\xFF');
1135         assert_eq!(slice.ascii_byte_at(3), b' ');
1136         assert_eq!(slice.ascii_byte_at(4), b'\xFF');
1137     }
1138
1139     #[test]
1140     fn wtf8_code_points() {
1141         fn c(value: u32) -> CodePoint { CodePoint::from_u32(value).unwrap() }
1142         fn cp(string: &Wtf8Buf) -> Vec<Option<char>> {
1143             string.code_points().map(|c| c.to_char()).collect::<Vec<_>>()
1144         }
1145         let mut string = Wtf8Buf::from_str("é ");
1146         assert_eq!(cp(&string), [Some('é'), Some(' ')]);
1147         string.push(c(0xD83D));
1148         assert_eq!(cp(&string), [Some('é'), Some(' '), None]);
1149         string.push(c(0xDCA9));
1150         assert_eq!(cp(&string), [Some('é'), Some(' '), Some('💩')]);
1151     }
1152
1153     #[test]
1154     fn wtf8_as_str() {
1155         assert_eq!(Wtf8::from_str("").as_str(), Some(""));
1156         assert_eq!(Wtf8::from_str("aé 💩").as_str(), Some("aé 💩"));
1157         let mut string = Wtf8Buf::new();
1158         string.push(CodePoint::from_u32(0xD800).unwrap());
1159         assert_eq!(string.as_str(), None);
1160     }
1161
1162     #[test]
1163     fn wtf8_to_string_lossy() {
1164         assert_eq!(Wtf8::from_str("").to_string_lossy(), Cow::Borrowed(""));
1165         assert_eq!(Wtf8::from_str("aé 💩").to_string_lossy(), Cow::Borrowed("aé 💩"));
1166         let mut string = Wtf8Buf::from_str("aé 💩");
1167         string.push(CodePoint::from_u32(0xD800).unwrap());
1168         let expected: Cow<str> = Cow::Owned(String::from("aé 💩�"));
1169         assert_eq!(string.to_string_lossy(), expected);
1170     }
1171
1172     #[test]
1173     fn wtf8_encode_wide() {
1174         let mut string = Wtf8Buf::from_str("aé ");
1175         string.push(CodePoint::from_u32(0xD83D).unwrap());
1176         string.push_char('💩');
1177         assert_eq!(string.encode_wide().collect::<Vec<_>>(),
1178                    vec![0x61, 0xE9, 0x20, 0xD83D, 0xD83D, 0xDCA9]);
1179     }
1180 }