Anforderungen  |   Konzepte  |   Entwurf  |   Entwicklung  |   Qualitätssicherung  |   Lebenszyklus  |   Steuerung
 
 
 
 


Quelle  lib.rs   Sprache: unbekannt

 
//! Parses hexadecimal float literals.
//! There are two functions `parse_hexf32` and `parse_hexf64` provided for each type.
//!
//! ```rust
//! use hexf_parse::*;
//! assert_eq!(parse_hexf32("0x1.99999ap-4", false), Ok(0.1f32));
//! assert_eq!(parse_hexf64("0x1.999999999999ap-4", false), Ok(0.1f64));
//! ```
//!
//! An additional `bool` parameter can be set to true if you want to allow underscores.
//!
//! ```rust
//! use hexf_parse::*;
//! assert!(parse_hexf64("0x0.1_7p8", false).is_err());
//! assert_eq!(parse_hexf64("0x0.1_7p8", true), Ok(23.0f64));
//! ```
//!
//! The error is reported via an opaque `ParseHexfError` type.

use std::{f32, f64, fmt, isize, str};

/// An opaque error type from `parse_hexf32` and `parse_hexf64`.
#[derive(Debug, Clone, PartialEq, Eq)]
pub struct ParseHexfError {
    kind: ParseHexfErrorKind,
}

#[derive(Debug, Clone, PartialEq, Eq)]
enum ParseHexfErrorKind {
    Empty,
    Invalid,
    Inexact,
}

const EMPTY: ParseHexfError = ParseHexfError {
    kind: ParseHexfErrorKind::Empty,
};
const INVALID: ParseHexfError = ParseHexfError {
    kind: ParseHexfErrorKind::Invalid,
};
const INEXACT: ParseHexfError = ParseHexfError {
    kind: ParseHexfErrorKind::Inexact,
};

impl ParseHexfError {
    fn text(&self) -> &'static str {
        match self.kind {
            ParseHexfErrorKind::Empty => "cannot parse float from empty string",
            ParseHexfErrorKind::Invalid => "invalid hexadecimal float literal",
            ParseHexfErrorKind::Inexact => "cannot exactly represent float in target type",
        }
    }
}

impl fmt::Display for ParseHexfError {
    fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
        fmt::Display::fmt(self.text(), f)
    }
}

impl std::error::Error for ParseHexfError {
    fn description(&self) -> &'static str {
        self.text()
    }
}

fn parse(s: &[u8], allow_underscore: bool) -> Result<(bool, u64, isize), ParseHexfError> {
    // ^[+-]?
    let (s, negative) = match s.split_first() {
        Some((&b'+', s)) => (s, false),
        Some((&b'-', s)) => (s, true),
        Some(_) => (s, false),
        None => return Err(EMPTY),
    };

    // 0[xX]
    if !(s.starts_with(b"0x") || s.starts_with(b"0X")) {
        return Err(INVALID);
    }

    // ([0-9a-fA-F][0-9a-fA-F_]*)?
    let mut s = &s[2..];
    let mut acc = 0; // the accumulated mantissa
    let mut digit_seen = false;
    loop {
        let (s_, digit) = match s.split_first() {
            Some((&c @ b'0'..=b'9', s)) => (s, c - b'0'),
            Some((&c @ b'a'..=b'f', s)) => (s, c - b'a' + 10),
            Some((&c @ b'A'..=b'F', s)) => (s, c - b'A' + 10),
            Some((&b'_', s_)) if allow_underscore && digit_seen => {
                s = s_;
                continue;
            }
            _ => break,
        };

        s = s_;
        digit_seen = true;

        // if `acc << 4` fails, mantissa definitely exceeds 64 bits so we should bail out
        if acc >> 60 != 0 {
            return Err(INEXACT);
        }
        acc = acc << 4 | digit as u64;
    }

    // (\.[0-9a-fA-F][0-9a-fA-F_]*)?
    // we want to ignore trailing zeroes but shifting at each digit will overflow first.
    // therefore we separately count the number of zeroes and flush it on non-zero digits.
    let mut nfracs = 0isize; // this is suboptimal but also practical, see below
    let mut nzeroes = 0isize;
    let mut frac_digit_seen = false;
    if s.starts_with(b".") {
        s = &s[1..];
        loop {
            let (s_, digit) = match s.split_first() {
                Some((&c @ b'0'..=b'9', s)) => (s, c - b'0'),
                Some((&c @ b'a'..=b'f', s)) => (s, c - b'a' + 10),
                Some((&c @ b'A'..=b'F', s)) => (s, c - b'A' + 10),
                Some((&b'_', s_)) if allow_underscore && frac_digit_seen => {
                    s = s_;
                    continue;
                }
                _ => break,
            };

            s = s_;
            frac_digit_seen = true;

            if digit == 0 {
                nzeroes = nzeroes.checked_add(1).ok_or(INEXACT)?;
            } else {
                // flush nzeroes
                let nnewdigits = nzeroes.checked_add(1).ok_or(INEXACT)?;
                nfracs = nfracs.checked_add(nnewdigits).ok_or(INEXACT)?;
                nzeroes = 0;

                // if the accumulator is non-zero, the shift cannot exceed 64
                // (therefore the number of new digits cannot exceed 16).
                // this will catch e.g. `0.40000....00001` with sufficiently many zeroes
                if acc != 0 {
                    if nnewdigits >= 16 || acc >> (64 - nnewdigits * 4) != 0 {
                        return Err(INEXACT);
                    }
                    acc = acc << (nnewdigits * 4);
                }
                acc |= digit as u64;
            }
        }
    }

    // at least one digit should be present
    if !(digit_seen || frac_digit_seen) {
        return Err(INVALID);
    }

    // [pP]
    let s = match s.split_first() {
        Some((&b'P', s)) | Some((&b'p', s)) => s,
        _ => return Err(INVALID),
    };

    // [+-]?
    let (mut s, negative_exponent) = match s.split_first() {
        Some((&b'+', s)) => (s, false),
        Some((&b'-', s)) => (s, true),
        Some(_) => (s, false),
        None => return Err(INVALID),
    };

    // [0-9_]*[0-9][0-9_]*$
    let mut digit_seen = false;
    let mut exponent = 0isize; // this is suboptimal but also practical, see below
    loop {
        let (s_, digit) = match s.split_first() {
            Some((&c @ b'0'..=b'9', s)) => (s, c - b'0'),
            Some((&b'_', s_)) if allow_underscore => {
                s = s_;
                continue;
            }
            None if digit_seen => break,
            // no more bytes expected, and at least one exponent digit should be present
            _ => return Err(INVALID),
        };

        s = s_;
        digit_seen = true;

        // if we have no non-zero digits at this point, ignore the exponent :-)
        if acc != 0 {
            exponent = exponent
                .checked_mul(10)
                .and_then(|v| v.checked_add(digit as isize))
                .ok_or(INEXACT)?;
        }
    }
    if negative_exponent {
        exponent = -exponent;
    }

    if acc == 0 {
        // ignore the exponent as above
        Ok((negative, 0, 0))
    } else {
        // the exponent should be biased by (nfracs * 4) to match with the mantissa read.
        // we still miss valid inputs like `0.0000...0001pX` where the input is filling
        // at least 1/4 of the total addressable memory, but I dare not handle them!
        let exponent = nfracs
            .checked_mul(4)
            .and_then(|v| exponent.checked_sub(v))
            .ok_or(INEXACT)?;
        Ok((negative, acc, exponent))
    }
}

#[test]
fn test_parse() {
    assert_eq!(parse(b"", false), Err(EMPTY));
    assert_eq!(parse(b" ", false), Err(INVALID));
    assert_eq!(parse(b"3.14", false), Err(INVALID));
    assert_eq!(parse(b"0x3.14", false), Err(INVALID));
    assert_eq!(parse(b"0x3.14fp+3", false), Ok((false, 0x314f, 3 - 12)));
    assert_eq!(parse(b" 0x3.14p+3", false), Err(INVALID));
    assert_eq!(parse(b"0x3.14p+3 ", false), Err(INVALID));
    assert_eq!(parse(b"+0x3.14fp+3", false), Ok((false, 0x314f, 3 - 12)));
    assert_eq!(parse(b"-0x3.14fp+3", false), Ok((true, 0x314f, 3 - 12)));
    assert_eq!(parse(b"0xAbC.p1", false), Ok((false, 0xabc, 1)));
    assert_eq!(parse(b"0x0.7p1", false), Ok((false, 0x7, 1 - 4)));
    assert_eq!(parse(b"0x.dEfP-1", false), Ok((false, 0xdef, -1 - 12)));
    assert_eq!(parse(b"0x.p1", false), Err(INVALID));
    assert_eq!(parse(b"0x.P1", false), Err(INVALID));
    assert_eq!(parse(b"0xp1", false), Err(INVALID));
    assert_eq!(parse(b"0xP1", false), Err(INVALID));
    assert_eq!(parse(b"0x0p", false), Err(INVALID));
    assert_eq!(parse(b"0xp", false), Err(INVALID));
    assert_eq!(parse(b"0x.p", false), Err(INVALID));
    assert_eq!(parse(b"0x0p1", false), Ok((false, 0, 0)));
    assert_eq!(parse(b"0x0P1", false), Ok((false, 0, 0)));
    assert_eq!(parse(b"0x0.p1", false), Ok((false, 0, 0)));
    assert_eq!(parse(b"0x0.P1", false), Ok((false, 0, 0)));
    assert_eq!(parse(b"0x0.0p1", false), Ok((false, 0, 0)));
    assert_eq!(parse(b"0x0.0P1", false), Ok((false, 0, 0)));
    assert_eq!(parse(b"0x.0p1", false), Ok((false, 0, 0)));
    assert_eq!(parse(b"0x.0P1", false), Ok((false, 0, 0)));
    assert_eq!(parse(b"0x0p0", false), Ok((false, 0, 0)));
    assert_eq!(parse(b"0x0.p999999999", false), Ok((false, 0, 0)));
    assert_eq!(
        parse(b"0x0.p99999999999999999999999999999", false),
        Ok((false, 0, 0))
    );
    assert_eq!(
        parse(b"0x0.p-99999999999999999999999999999", false),
        Ok((false, 0, 0))
    );
    assert_eq!(
        parse(b"0x1.p99999999999999999999999999999", false),
        Err(INEXACT)
    );
    assert_eq!(
        parse(b"0x1.p-99999999999999999999999999999", false),
        Err(INEXACT)
    );
    assert_eq!(
        parse(b"0x4.00000000000000000000p55", false),
        Ok((false, 4, 55))
    );
    assert_eq!(
        parse(b"0x4.00001000000000000000p55", false),
        Ok((false, 0x400001, 55 - 20))
    );
    assert_eq!(parse(b"0x4.00000000000000000001p55", false), Err(INEXACT));

    // underscore insertion
    assert_eq!(
        parse(b"-0x3____.1_4___p+___5___", true),
        Ok((true, 0x314, 5 - 8))
    );
    assert_eq!(parse(b"-_0x3.14p+5", true), Err(INVALID));
    assert_eq!(parse(b"_0x3.14p+5", true), Err(INVALID));
    assert_eq!(parse(b"0x_3.14p+5", true), Err(INVALID));
    assert_eq!(parse(b"0x3._14p+5", true), Err(INVALID));
    assert_eq!(parse(b"0x3.14p_+5", true), Err(INVALID));
    assert_eq!(parse(b"-0x____.1_4___p+___5___", true), Err(INVALID));
    assert_eq!(parse(b"-0x3____.____p+___5___", true), Err(INVALID));
    assert_eq!(parse(b"-0x3____.1_4___p+______", true), Err(INVALID));
    assert_eq!(parse(b"0x_p0", false), Err(INVALID));
    assert_eq!(parse(b"0x_0p0", true), Err(INVALID));
    assert_eq!(parse(b"0x_p0", true), Err(INVALID));
    assert_eq!(parse(b"0x._p0", true), Err(INVALID));
    assert_eq!(parse(b"0x._0p0", true), Err(INVALID));
    assert_eq!(parse(b"0x0._0p0", true), Err(INVALID));
    assert_eq!(parse(b"0x0_p0", true), Ok((false, 0, 0)));
    assert_eq!(parse(b"0x.0_p0", true), Ok((false, 0, 0)));
    assert_eq!(parse(b"0x0.0_p0", true), Ok((false, 0, 0)));

    // issues
    // #11 (https://github.com/lifthrasiir/hexf/issues/11)
    assert_eq!(parse(b"0x1p-149", false), parse(b"0x1.0p-149", false));
}

macro_rules! define_convert {
    ($name:ident => $f:ident) => {
        fn $name(negative: bool, mantissa: u64, exponent: isize) -> Result<$f, ParseHexfError> {
            // guard the exponent with the definitely safe range (we will exactly bound it later)
            if exponent < -0xffff || exponent > 0xffff {
                return Err(INEXACT);
            }

            // strip the trailing zeroes in mantissa and adjust exponent.
            // we do this because a unit in the least significant bit of mantissa is
            // always safe to represent while one in the most significant bit isn't.
            let trailing = mantissa.trailing_zeros() & 63; // guard mantissa=0 case
            let mantissa = mantissa >> trailing;
            let exponent = exponent + trailing as isize;

            // normalize the exponent that the number is (1.xxxx * 2^normalexp),
            // and check for the mantissa and exponent ranges
            let leading = mantissa.leading_zeros();
            let normalexp = exponent + (63 - leading as isize);
            let mantissasize = if normalexp < $f::MIN_EXP as isize - $f::MANTISSA_DIGITS as isize {
                // the number is smaller than the minimal denormal number
                return Err(INEXACT);
            } else if normalexp < ($f::MIN_EXP - 1) as isize {
                // the number is denormal, the # of bits in the mantissa is:
                // - minimum (1) at MIN_EXP - MANTISSA_DIGITS
                // - maximum (MANTISSA_DIGITS - 1) at MIN_EXP - 2
                $f::MANTISSA_DIGITS as isize - $f::MIN_EXP as isize + normalexp + 1
            } else if normalexp < $f::MAX_EXP as isize {
                // the number is normal, the # of bits in the mantissa is fixed
                $f::MANTISSA_DIGITS as isize
            } else {
                // the number is larger than the maximal denormal number
                // ($f::MAX_EXP denotes NaN and infinities here)
                return Err(INEXACT);
            };

            if mantissa >> mantissasize == 0 {
                let mut mantissa = mantissa as $f;
                if negative {
                    mantissa = -mantissa;
                }
                // yes, powi somehow does not work!
                Ok(mantissa * (2.0 as $f).powf(exponent as $f))
            } else {
                Err(INEXACT)
            }
        }
    };
}

define_convert!(convert_hexf32 => f32);
define_convert!(convert_hexf64 => f64);

#[test]
fn test_convert_hexf32() {
    assert_eq!(convert_hexf32(false, 0, 0), Ok(0.0));
    assert_eq!(convert_hexf32(false, 1, 0), Ok(1.0));
    assert_eq!(convert_hexf32(false, 10, 0), Ok(10.0));
    assert_eq!(convert_hexf32(false, 10, 1), Ok(20.0));
    assert_eq!(convert_hexf32(false, 10, -1), Ok(5.0));
    assert_eq!(convert_hexf32(true, 0, 0), Ok(-0.0));
    assert_eq!(convert_hexf32(true, 1, 0), Ok(-1.0));

    // negative zeroes
    assert_eq!(convert_hexf32(false, 0, 0).unwrap().signum(), 1.0);
    assert_eq!(convert_hexf32(true, 0, 0).unwrap().signum(), -1.0);

    // normal truncation
    assert_eq!(
        convert_hexf32(false, 0x0000_0000_00ff_ffff, 0),
        Ok(16777215.0)
    );
    assert_eq!(
        convert_hexf32(false, 0x0000_0000_01ff_ffff, 0),
        Err(INEXACT)
    );
    assert_eq!(
        convert_hexf32(false, 0xffff_ff00_0000_0000, -40),
        Ok(16777215.0)
    );
    assert_eq!(
        convert_hexf32(false, 0xffff_ff80_0000_0000, -40),
        Err(INEXACT)
    );

    // denormal truncation
    assert!(convert_hexf32(false, 0x0000_0000_007f_ffff, -149).is_ok());
    assert!(convert_hexf32(false, 0x0000_0000_00ff_ffff, -150).is_err());
    assert!(convert_hexf32(false, 0x0000_0000_00ff_fffe, -150).is_ok());
    assert!(convert_hexf32(false, 0xffff_ff00_0000_0000, -190).is_err());
    assert!(convert_hexf32(false, 0xffff_fe00_0000_0000, -190).is_ok());

    // minimum
    assert!(convert_hexf32(false, 0x0000_0000_0000_0001, -149).is_ok());
    assert!(convert_hexf32(false, 0x0000_0000_0000_0001, -150).is_err());
    assert!(convert_hexf32(false, 0x0000_0000_0000_0002, -150).is_ok());
    assert!(convert_hexf32(false, 0x0000_0000_0000_0002, -151).is_err());
    assert!(convert_hexf32(false, 0x0000_0000_0000_0003, -150).is_err());
    assert!(convert_hexf32(false, 0x0000_0000_0000_0003, -151).is_err());
    assert!(convert_hexf32(false, 0x8000_0000_0000_0000, -212).is_ok());
    assert!(convert_hexf32(false, 0x8000_0000_0000_0000, -213).is_err());

    // maximum
    assert_eq!(
        convert_hexf32(false, 0x0000_0000_00ff_ffff, 104),
        Ok(f32::MAX)
    );
    assert_eq!(
        convert_hexf32(false, 0x0000_0000_01ff_ffff, 104),
        Err(INEXACT)
    );
    assert_eq!(
        convert_hexf32(false, 0x0000_0000_01ff_fffe, 104),
        Err(INEXACT)
    );
    assert_eq!(
        convert_hexf32(false, 0x0000_0000_0000_0001, 128),
        Err(INEXACT)
    );
    assert_eq!(
        convert_hexf32(false, 0x8000_0000_0000_0000, 65),
        Err(INEXACT)
    );
    assert_eq!(
        convert_hexf32(false, 0xffff_ff00_0000_0000, 64),
        Ok(f32::MAX)
    );
    assert_eq!(
        convert_hexf32(false, 0xffff_ff80_0000_0000, 64),
        Err(INEXACT)
    );
}

#[test]
fn test_convert_hexf64() {
    assert_eq!(convert_hexf64(false, 0, 0), Ok(0.0));
    assert_eq!(convert_hexf64(false, 1, 0), Ok(1.0));
    assert_eq!(convert_hexf64(false, 10, 0), Ok(10.0));
    assert_eq!(convert_hexf64(false, 10, 1), Ok(20.0));
    assert_eq!(convert_hexf64(false, 10, -1), Ok(5.0));
    assert_eq!(convert_hexf64(true, 0, 0), Ok(-0.0));
    assert_eq!(convert_hexf64(true, 1, 0), Ok(-1.0));

    // negative zeroes
    assert_eq!(convert_hexf64(false, 0, 0).unwrap().signum(), 1.0);
    assert_eq!(convert_hexf64(true, 0, 0).unwrap().signum(), -1.0);

    // normal truncation
    assert_eq!(
        convert_hexf64(false, 0x001f_ffff_ffff_ffff, 0),
        Ok(9007199254740991.0)
    );
    assert_eq!(
        convert_hexf64(false, 0x003f_ffff_ffff_ffff, 0),
        Err(INEXACT)
    );
    assert_eq!(
        convert_hexf64(false, 0xffff_ffff_ffff_f800, -11),
        Ok(9007199254740991.0)
    );
    assert_eq!(
        convert_hexf64(false, 0xffff_ffff_ffff_fc00, -11),
        Err(INEXACT)
    );

    // denormal truncation
    assert!(convert_hexf64(false, 0x000f_ffff_ffff_ffff, -1074).is_ok());
    assert!(convert_hexf64(false, 0x001f_ffff_ffff_ffff, -1075).is_err());
    assert!(convert_hexf64(false, 0x001f_ffff_ffff_fffe, -1075).is_ok());
    assert!(convert_hexf64(false, 0xffff_ffff_ffff_f800, -1086).is_err());
    assert!(convert_hexf64(false, 0xffff_ffff_ffff_f000, -1086).is_ok());

    // minimum
    assert!(convert_hexf64(false, 0x0000_0000_0000_0001, -1074).is_ok());
    assert!(convert_hexf64(false, 0x0000_0000_0000_0001, -1075).is_err());
    assert!(convert_hexf64(false, 0x0000_0000_0000_0002, -1075).is_ok());
    assert!(convert_hexf64(false, 0x0000_0000_0000_0002, -1076).is_err());
    assert!(convert_hexf64(false, 0x0000_0000_0000_0003, -1075).is_err());
    assert!(convert_hexf64(false, 0x0000_0000_0000_0003, -1076).is_err());
    assert!(convert_hexf64(false, 0x8000_0000_0000_0000, -1137).is_ok());
    assert!(convert_hexf64(false, 0x8000_0000_0000_0000, -1138).is_err());

    // maximum
    assert_eq!(
        convert_hexf64(false, 0x001f_ffff_ffff_ffff, 971),
        Ok(f64::MAX)
    );
    assert_eq!(
        convert_hexf64(false, 0x003f_ffff_ffff_ffff, 971),
        Err(INEXACT)
    );
    assert_eq!(
        convert_hexf64(false, 0x003f_ffff_ffff_fffe, 971),
        Err(INEXACT)
    );
    assert_eq!(
        convert_hexf32(false, 0x0000_0000_0000_0001, 1024),
        Err(INEXACT)
    );
    assert_eq!(
        convert_hexf32(false, 0x8000_0000_0000_0000, 961),
        Err(INEXACT)
    );
    assert_eq!(
        convert_hexf64(false, 0xffff_ffff_ffff_f800, 960),
        Ok(f64::MAX)
    );
    assert_eq!(
        convert_hexf64(false, 0xffff_ffff_ffff_fc00, 960),
        Err(INEXACT)
    );
}

/// Tries to parse a hexadecimal float literal to `f32`.
/// The underscore is allowed only when `allow_underscore` is true.
pub fn parse_hexf32(s: &str, allow_underscore: bool) -> Result<f32, ParseHexfError> {
    let (negative, mantissa, exponent) = parse(s.as_bytes(), allow_underscore)?;
    convert_hexf32(negative, mantissa, exponent)
}

/// Tries to parse a hexadecimal float literal to `f64`.
/// The underscore is allowed only when `allow_underscore` is true.
pub fn parse_hexf64(s: &str, allow_underscore: bool) -> Result<f64, ParseHexfError> {
    let (negative, mantissa, exponent) = parse(s.as_bytes(), allow_underscore)?;
    convert_hexf64(negative, mantissa, exponent)
}

#[test]
fn test_parse_hexf() {
    // issues
    // #6 (https://github.com/lifthrasiir/hexf/issues/6)
    assert!(parse_hexf64("0x.000000000000000000102", false).is_err());
}

[ Dauer der Verarbeitung: 0.28 Sekunden  (vorverarbeitet)  ]

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     


Neuigkeiten

     Aktuelles
     Motto des Tages

Software

     Produkte
     Quellcodebibliothek

Aktivitäten

     Artikel über Sicherheit
     Anleitung zur Aktivierung von SSL

Muße

     Gedichte
     Musik
     Bilder

Jenseits des Üblichen ....

Besucherstatistik

Besucherstatistik

Monitoring

Montastic status badge