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


Quelle  lib.rs   Sprache: unbekannt

 
//! [![](https://img.shields.io/crates/v/id-arena.svg)](https://crates.io/crates/id-arena)
//! [![](https://img.shields.io/crates/d/id-arena.svg)](https://crates.io/crates/id-arena)
//! [![Travis CI Build Status](https://travis-ci.org/fitzgen/id-arena.svg?branch=master)](https://travis-ci.org/fitzgen/id-arena)
//!
//! A simple, id-based arena.
//!
//! ## Id-based
//!
//! Allocate objects and get an identifier for that object back, *not* a
//! reference to the allocated object. Given an id, you can get a shared or
//! exclusive reference to the allocated object from the arena. This id-based
//! approach is useful for constructing mutable graph data structures.
//!
//! If you want allocation to return a reference, consider [the `typed-arena`
//! crate](https://github.com/SimonSapin/rust-typed-arena/) instead.
//!
//! ## No Deletion
//!
//! This arena does not support deletion, which makes its implementation simple
//! and allocation fast. If you want deletion, you need a way to solve the ABA
//! problem. Consider using [the `generational-arena`
//! crate](https://github.com/fitzgen/generational-arena) instead.
//!
//! ## Homogeneous
//!
//! This crate's arenas can only contain objects of a single type `T`. If you
//! need an arena of objects with heterogeneous types, consider another crate.
//!
//! ## `#![no_std]` Support
//!
//! Requires the `alloc` nightly feature. Disable the on-by-default `"std"` feature:
//!
//! ```toml
//! [dependencies.id-arena]
//! version = "2"
//! default-features = false
//! ```
//!
//! ## `rayon` Support
//!
//! If the `rayon` feature of this crate is activated:
//!
//! ```toml
//! [dependencies]
//! id-arena = { version = "2", features = ["rayon"] }
//! ```
//!
//! then you can use [`rayon`](https://crates.io/crates/rayon)'s support for
//! parallel iteration. The `Arena` type will have a `par_iter` family of
//! methods where appropriate.
//!
//! ## Example
//!
//! ```rust
//! use id_arena::{Arena, Id};
//!
//! type AstNodeId = Id<AstNode>;
//!
//! #[derive(Debug, Eq, PartialEq)]
//! pub enum AstNode {
//!     Const(i64),
//!     Var(String),
//!     Add {
//!         lhs: AstNodeId,
//!         rhs: AstNodeId,
//!     },
//!     Sub {
//!         lhs: AstNodeId,
//!         rhs: AstNodeId,
//!     },
//!     Mul {
//!         lhs: AstNodeId,
//!         rhs: AstNodeId,
//!     },
//!     Div {
//!         lhs: AstNodeId,
//!         rhs: AstNodeId,
//!     },
//! }
//!
//! let mut ast_nodes = Arena::<AstNode>::new();
//!
//! // Create the AST for `a * (b + 3)`.
//! let three = ast_nodes.alloc(AstNode::Const(3));
//! let b = ast_nodes.alloc(AstNode::Var("b".into()));
//! let b_plus_three = ast_nodes.alloc(AstNode::Add {
//!     lhs: b,
//!     rhs: three,
//! });
//! let a = ast_nodes.alloc(AstNode::Var("a".into()));
//! let a_times_b_plus_three = ast_nodes.alloc(AstNode::Mul {
//!     lhs: a,
//!     rhs: b_plus_three,
//! });
//!
//! // Can use indexing to access allocated nodes.
//! assert_eq!(ast_nodes[three], AstNode::Const(3));
//! ```

#![forbid(unsafe_code)]
#![deny(missing_debug_implementations)]
#![deny(missing_docs)]
// In no-std mode, use the alloc crate to get `Vec`.
#![no_std]
#![cfg_attr(not(feature = "std"), feature(alloc))]

use core::cmp::Ordering;
use core::fmt;
use core::hash::{Hash, Hasher};
use core::iter;
use core::marker::PhantomData;
use core::ops;
use core::slice;
use core::sync::atomic::{self, AtomicUsize, ATOMIC_USIZE_INIT};

#[cfg(not(feature = "std"))]
extern crate alloc;
#[cfg(not(feature = "std"))]
use alloc::vec::{self, Vec};

#[cfg(feature = "std")]
extern crate std;
#[cfg(feature = "std")]
use std::vec::{self, Vec};

#[cfg(feature = "rayon")]
mod rayon;
#[cfg(feature = "rayon")]
pub use rayon::*;

/// A trait representing the implementation behavior of an arena and how
/// identifiers are represented.
///
/// ## When should I implement `ArenaBehavior` myself?
///
/// Usually, you should just use `DefaultArenaBehavior`, which is simple and
/// correct. However, there are some scenarios where you might want to implement
/// `ArenaBehavior` yourself:
///
/// * **Space optimizations:** The default identifier is two words in size,
/// which is larger than is usually necessary. For example, if you know that an
/// arena *cannot* contain more than 256 items, you could make your own
/// identifier type that stores the index as a `u8` and then you can save some
/// space.
///
/// * **Trait Coherence:** If you need to implement an upstream crate's traits
/// for identifiers, then defining your own identifier type allows you to work
/// with trait coherence rules.
///
/// * **Share identifiers across arenas:** You can coordinate and share
/// identifiers across different arenas to enable a "struct of arrays" style
/// data representation.
pub trait ArenaBehavior {
    /// The identifier type.
    type Id: Copy;

    /// Construct a new object identifier from the given index and arena
    /// identifier.
    ///
    /// ## Panics
    ///
    /// Implementations are allowed to panic if the given index is larger than
    /// the underlying storage (e.g. the implementation uses a `u8` for storing
    /// indices and the given index value is larger than 255).
    fn new_id(arena_id: u32, index: usize) -> Self::Id;

    /// Get the given identifier's index.
    fn index(Self::Id) -> usize;

    /// Get the given identifier's arena id.
    fn arena_id(Self::Id) -> u32;

    /// Construct a new arena identifier.
    ///
    /// This is used to disambiguate `Id`s across different arenas. To make
    /// identifiers with the same index from different arenas compare false for
    /// equality, return a unique `u32` on every invocation. This is the
    /// default, provided implementation's behavior.
    ///
    /// To make identifiers with the same index from different arenas compare
    /// true for equality, return the same `u32` on every invocation.
    fn new_arena_id() -> u32 {
        static ARENA_COUNTER: AtomicUsize = ATOMIC_USIZE_INIT;
        ARENA_COUNTER.fetch_add(1, atomic::Ordering::SeqCst) as u32
    }
}

/// An identifier for an object allocated within an arena.
pub struct Id<T> {
    idx: usize,
    arena_id: u32,
    _ty: PhantomData<fn() -> T>,
}

impl<T> fmt::Debug for Id<T> {
    fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
        f.debug_struct("Id").field("idx", &self.idx).finish()
    }
}

impl<T> Copy for Id<T> {}

impl<T> Clone for Id<T> {
    #[inline]
    fn clone(&self) -> Id<T> {
        *self
    }
}

impl<T> PartialEq for Id<T> {
    #[inline]
    fn eq(&self, rhs: &Self) -> bool {
        self.arena_id == rhs.arena_id && self.idx == rhs.idx
    }
}

impl<T> Eq for Id<T> {}

impl<T> Hash for Id<T> {
    #[inline]
    fn hash<H: Hasher>(&self, h: &mut H) {
        self.arena_id.hash(h);
        self.idx.hash(h);
    }
}

impl<T> PartialOrd for Id<T> {
    fn partial_cmp(&self, rhs: &Self) -> Option<Ordering> {
        Some(self.cmp(rhs))
    }
}

impl<T> Ord for Id<T> {
    fn cmp(&self, rhs: &Self) -> Ordering {
        self.arena_id
            .cmp(&rhs.arena_id)
            .then(self.idx.cmp(&rhs.idx))
    }
}

impl<T> Id<T> {
    /// Get the index within the arena that this id refers to.
    #[inline]
    pub fn index(&self) -> usize {
        self.idx
    }
}

/// The default `ArenaBehavior` implementation.
#[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq)]
pub struct DefaultArenaBehavior<T> {
    _phantom: PhantomData<fn() -> T>,
}

impl<T> ArenaBehavior for DefaultArenaBehavior<T> {
    type Id = Id<T>;

    #[inline]
    fn new_id(arena_id: u32, idx: usize) -> Self::Id {
        Id {
            idx,
            arena_id,
            _ty: PhantomData,
        }
    }

    #[inline]
    fn index(id: Self::Id) -> usize {
        id.idx
    }

    #[inline]
    fn arena_id(id: Self::Id) -> u32 {
        id.arena_id
    }
}

/// An arena of objects of type `T`.
///
/// ```
/// use id_arena::Arena;
///
/// let mut arena = Arena::<&str>::new();
///
/// let a = arena.alloc("Albert");
/// assert_eq!(arena[a], "Albert");
///
/// arena[a] = "Alice";
/// assert_eq!(arena[a], "Alice");
/// ```
#[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq)]
pub struct Arena<T, A = DefaultArenaBehavior<T>> {
    arena_id: u32,
    items: Vec<T>,
    _phantom: PhantomData<fn() -> A>,
}

impl<T, A> Default for Arena<T, A>
where
    A: ArenaBehavior,
{
    #[inline]
    fn default() -> Arena<T, A> {
        Arena {
            arena_id: A::new_arena_id(),
            items: Vec::new(),
            _phantom: PhantomData,
        }
    }
}

impl<T, A> Arena<T, A>
where
    A: ArenaBehavior,
{
    /// Construct a new, empty `Arena`.
    ///
    /// ```
    /// use id_arena::Arena;
    ///
    /// let mut arena = Arena::<usize>::new();
    /// arena.alloc(42);
    /// ```
    #[inline]
    pub fn new() -> Arena<T, A> {
        Default::default()
    }

    /// Construct a new, empty `Arena` with capacity for the given number of
    /// elements.
    ///
    /// ```
    /// use id_arena::Arena;
    ///
    /// let mut arena = Arena::<usize>::with_capacity(100);
    /// for x in 0..100 {
    ///     arena.alloc(x * x);
    /// }
    /// ```
    #[inline]
    pub fn with_capacity(capacity: usize) -> Arena<T, A> {
        Arena {
            arena_id: A::new_arena_id(),
            items: Vec::with_capacity(capacity),
            _phantom: PhantomData,
        }
    }

    /// Allocate `item` within this arena and return its id.
    ///
    /// ```
    /// use id_arena::Arena;
    ///
    /// let mut arena = Arena::<usize>::new();
    /// let _id = arena.alloc(42);
    /// ```
    ///
    /// ## Panics
    ///
    /// Panics if the number of elements in the arena overflows a `usize` or
    /// `Id`'s index storage representation.
    #[inline]
    pub fn alloc(&mut self, item: T) -> A::Id {
        let id = self.next_id();
        self.items.push(item);
        id
    }

    /// Allocate an item with the id that it will be assigned.
    ///
    /// This is useful for structures that want to store their id as their own
    /// member.
    ///
    /// ```
    /// use id_arena::{Arena, Id};
    ///
    /// struct Cat {
    ///     id: Id<Cat>,
    /// }
    ///
    /// let mut arena = Arena::<Cat>::new();
    ///
    /// let kitty = arena.alloc_with_id(|id| Cat { id });
    /// assert_eq!(arena[kitty].id, kitty);
    /// ```
    #[inline]
    pub fn alloc_with_id(&mut self, f: impl FnOnce(A::Id) -> T) -> A::Id {
        let id = self.next_id();
        let val = f(id);
        self.alloc(val)
    }

    /// Get the id that will be used for the next item allocated into this
    /// arena.
    ///
    /// If you are allocating a `struct` that wants to have its id as a member
    /// of itself, prefer the less error-prone `Arena::alloc_with_id` method.
    #[inline]
    pub fn next_id(&self) -> A::Id {
        let arena_id = self.arena_id;
        let idx = self.items.len();
        A::new_id(arena_id, idx)
    }

    /// Get a shared reference to the object associated with the given `id` if
    /// it exists.
    ///
    /// If there is no object associated with `id` (for example, it might
    /// reference an object allocated within a different arena) then return
    /// `None`.
    ///
    /// ```
    /// use id_arena::Arena;
    ///
    /// let mut arena = Arena::<usize>::new();
    /// let id = arena.alloc(42);
    /// assert!(arena.get(id).is_some());
    ///
    /// let other_arena = Arena::<usize>::new();
    /// assert!(other_arena.get(id).is_none());
    /// ```
    #[inline]
    pub fn get(&self, id: A::Id) -> Option<&T> {
        if A::arena_id(id) != self.arena_id {
            None
        } else {
            self.items.get(A::index(id))
        }
    }

    /// Get an exclusive reference to the object associated with the given `id`
    /// if it exists.
    ///
    /// If there is no object associated with `id` (for example, it might
    /// reference an object allocated within a different arena) then return
    /// `None`.
    ///
    /// ```
    /// use id_arena::Arena;
    ///
    /// let mut arena = Arena::<usize>::new();
    /// let id = arena.alloc(42);
    /// assert!(arena.get_mut(id).is_some());
    ///
    /// let mut other_arena = Arena::<usize>::new();
    /// assert!(other_arena.get_mut(id).is_none());
    /// ```
    #[inline]
    pub fn get_mut(&mut self, id: A::Id) -> Option<&mut T> {
        if A::arena_id(id) != self.arena_id {
            None
        } else {
            self.items.get_mut(A::index(id))
        }
    }

    /// Iterate over this arena's items and their ids.
    ///
    /// ```
    /// use id_arena::Arena;
    ///
    /// let mut arena = Arena::<&str>::new();
    ///
    /// arena.alloc("hello");
    /// arena.alloc("hi");
    /// arena.alloc("yo");
    ///
    /// for (id, s) in arena.iter() {
    ///     assert_eq!(arena.get(id).unwrap(), s);
    ///     println!("{:?} -> {}", id, s);
    /// }
    /// ```
    #[inline]
    pub fn iter(&self) -> Iter<T, A> {
        IntoIterator::into_iter(self)
    }

    /// Iterate over this arena's items and their ids, allowing mutation of each
    /// item.
    #[inline]
    pub fn iter_mut(&mut self) -> IterMut<T, A> {
        IntoIterator::into_iter(self)
    }

    /// Get the number of objects allocated in this arena.
    ///
    /// ```
    /// use id_arena::Arena;
    ///
    /// let mut arena = Arena::<&str>::new();
    ///
    /// arena.alloc("hello");
    /// arena.alloc("hi");
    ///
    /// assert_eq!(arena.len(), 2);
    /// ```
    #[inline]
    pub fn len(&self) -> usize {
        self.items.len()
    }
}

impl<T, A> ops::Index<A::Id> for Arena<T, A>
where
    A: ArenaBehavior,
{
    type Output = T;

    #[inline]
    fn index(&self, id: A::Id) -> &T {
        assert_eq!(self.arena_id, A::arena_id(id));
        &self.items[A::index(id)]
    }
}

impl<T, A> ops::IndexMut<A::Id> for Arena<T, A>
where
    A: ArenaBehavior,
{
    #[inline]
    fn index_mut(&mut self, id: A::Id) -> &mut T {
        assert_eq!(self.arena_id, A::arena_id(id));
        &mut self.items[A::index(id)]
    }
}

fn add_id<A, T>(item: Option<(usize, T)>, arena_id: u32) -> Option<(A::Id, T)>
where
    A: ArenaBehavior,
{
    item.map(|(idx, item)| (A::new_id(arena_id, idx), item))
}

/// An iterator over `(Id, &T)` pairs in an arena.
///
/// See [the `Arena::iter()` method](./struct.Arena.html#method.iter) for details.
#[derive(Debug)]
pub struct Iter<'a, T: 'a, A: 'a> {
    arena_id: u32,
    iter: iter::Enumerate<slice::Iter<'a, T>>,
    _phantom: PhantomData<fn() -> A>,
}

impl<'a, T: 'a, A: 'a> Iterator for Iter<'a, T, A>
where
    A: ArenaBehavior,
{
    type Item = (A::Id, &'a T);

    #[inline]
    fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
        add_id::<A, _>(self.iter.next(), self.arena_id)
    }

    fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
        self.iter.size_hint()
    }
}

impl<'a, T: 'a, A: 'a> DoubleEndedIterator for Iter<'a, T, A>
where
    A: ArenaBehavior,
{
    fn next_back(&mut self) -> Option<Self::Item> {
        add_id::<A, _>(self.iter.next_back(), self.arena_id)
    }
}

impl<'a, T: 'a, A: 'a> ExactSizeIterator for Iter<'a, T, A>
where
    A: ArenaBehavior,
{
    fn len(&self) -> usize {
        self.iter.len()
    }
}

impl<'a, T, A> IntoIterator for &'a Arena<T, A>
where
    A: ArenaBehavior,
{
    type Item = (A::Id, &'a T);
    type IntoIter = Iter<'a, T, A>;

    #[inline]
    fn into_iter(self) -> Iter<'a, T, A> {
        Iter {
            arena_id: self.arena_id,
            iter: self.items.iter().enumerate(),
            _phantom: PhantomData,
        }
    }
}

/// An iterator over `(Id, &mut T)` pairs in an arena.
///
/// See [the `Arena::iter_mut()` method](./struct.Arena.html#method.iter_mut)
/// for details.
#[derive(Debug)]
pub struct IterMut<'a, T: 'a, A: 'a> {
    arena_id: u32,
    iter: iter::Enumerate<slice::IterMut<'a, T>>,
    _phantom: PhantomData<fn() -> A>,
}

impl<'a, T: 'a, A: 'a> Iterator for IterMut<'a, T, A>
where
    A: ArenaBehavior,
{
    type Item = (A::Id, &'a mut T);

    #[inline]
    fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
        add_id::<A, _>(self.iter.next(), self.arena_id)
    }

    fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
        self.iter.size_hint()
    }
}

impl<'a, T: 'a, A: 'a> DoubleEndedIterator for IterMut<'a, T, A>
where
    A: ArenaBehavior,
{
    fn next_back(&mut self) -> Option<Self::Item> {
        add_id::<A, _>(self.iter.next_back(), self.arena_id)
    }
}

impl<'a, T: 'a, A: 'a> ExactSizeIterator for IterMut<'a, T, A>
where
    A: ArenaBehavior,
{
    fn len(&self) -> usize {
        self.iter.len()
    }
}

impl<'a, T, A> IntoIterator for &'a mut Arena<T, A>
where
    A: ArenaBehavior,
{
    type Item = (A::Id, &'a mut T);
    type IntoIter = IterMut<'a, T, A>;

    #[inline]
    fn into_iter(self) -> IterMut<'a, T, A> {
        IterMut {
            arena_id: self.arena_id,
            iter: self.items.iter_mut().enumerate(),
            _phantom: PhantomData,
        }
    }
}

/// An iterator over `(Id, T)` pairs in an arena.
#[derive(Debug)]
pub struct IntoIter<T, A> {
    arena_id: u32,
    iter: iter::Enumerate<vec::IntoIter<T>>,
    _phantom: PhantomData<fn() -> A>,
}

impl<T, A> Iterator for IntoIter<T, A>
where
    A: ArenaBehavior,
{
    type Item = (A::Id, T);

    #[inline]
    fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
        add_id::<A, _>(self.iter.next(), self.arena_id)
    }

    fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
        self.iter.size_hint()
    }
}

impl<T, A> DoubleEndedIterator for IntoIter<T, A>
where
    A: ArenaBehavior,
{
    fn next_back(&mut self) -> Option<Self::Item> {
        add_id::<A, _>(self.iter.next_back(), self.arena_id)
    }
}

impl<T, A> ExactSizeIterator for IntoIter<T, A>
where
    A: ArenaBehavior,
{
    fn len(&self) -> usize {
        self.iter.len()
    }
}

impl<T, A> IntoIterator for Arena<T, A>
where
    A: ArenaBehavior,
{
    type Item = (A::Id, T);
    type IntoIter = IntoIter<T, A>;

    #[inline]
    fn into_iter(self) -> IntoIter<T, A> {
        IntoIter {
            arena_id: self.arena_id,
            iter: self.items.into_iter().enumerate(),
            _phantom: PhantomData,
        }
    }
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    #[test]
    fn ids_are_send_sync() {
        fn assert_send_sync<T: Send + Sync>() {}
        struct Foo;
        assert_send_sync::<Id<Foo>>();
    }
}

[ Dauer der Verarbeitung: 0.29 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