Merge -r 127928:132243 from trunk
[official-gcc.git] / libstdc++-v3 / include / std / bitset
blob0263162718231e616c1d3a2321ef632e25b6b55e
1 // <bitset> -*- C++ -*-
3 // Copyright (C) 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008
4 // Free Software Foundation, Inc.
5 //
6 // This file is part of the GNU ISO C++ Library.  This library is free
7 // software; you can redistribute it and/or modify it under the
8 // terms of the GNU General Public License as published by the
9 // Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
10 // any later version.
12 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
13 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15 // GNU General Public License for more details.
17 // You should have received a copy of the GNU General Public License
18 // along with this library; see the file COPYING.  If not, write to
19 // the Free Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor,
20 // Boston, MA 02110-1301, USA.
22 // As a special exception, you may use this file as part of a free software
23 // library without restriction.  Specifically, if other files instantiate
24 // templates or use macros or inline functions from this file, or you compile
25 // this file and link it with other files to produce an executable, this
26 // file does not by itself cause the resulting executable to be covered by
27 // the GNU General Public License.  This exception does not however
28 // invalidate any other reasons why the executable file might be covered by
29 // the GNU General Public License.
32  * Copyright (c) 1998
33  * Silicon Graphics Computer Systems, Inc.
34  *
35  * Permission to use, copy, modify, distribute and sell this software
36  * and its documentation for any purpose is hereby granted without fee,
37  * provided that the above copyright notice appear in all copies and
38  * that both that copyright notice and this permission notice appear
39  * in supporting documentation.  Silicon Graphics makes no
40  * representations about the suitability of this software for any
41  * purpose.  It is provided "as is" without express or implied warranty.
42  */
44 /** @file include/bitset
45  *  This is a Standard C++ Library header.
46  */
48 #ifndef _GLIBCXX_BITSET
49 #define _GLIBCXX_BITSET 1
51 #pragma GCC system_header
53 #include <cstddef>     // For size_t
54 #include <string>
55 #include <bits/functexcept.h>   // For invalid_argument, out_of_range,
56                                 // overflow_error
57 #include <iosfwd>
58 #include <cxxabi-forced.h>
60 #define _GLIBCXX_BITSET_BITS_PER_WORD  (__CHAR_BIT__ * sizeof(unsigned long))
61 #define _GLIBCXX_BITSET_WORDS(__n) \
62  ((__n) < 1 ? 0 : ((__n) + _GLIBCXX_BITSET_BITS_PER_WORD - 1) \
63                   / _GLIBCXX_BITSET_BITS_PER_WORD)
65 _GLIBCXX_BEGIN_NESTED_NAMESPACE(std, _GLIBCXX_STD_D)
67   /**
68    *  Base class, general case.  It is a class invariant that _Nw will be
69    *  nonnegative.
70    *
71    *  See documentation for bitset.
72   */
73   template<size_t _Nw>
74     struct _Base_bitset
75     {
76       typedef unsigned long _WordT;
78       /// 0 is the least significant word.
79       _WordT            _M_w[_Nw];
81       _Base_bitset()
82       { _M_do_reset(); }
84       _Base_bitset(unsigned long __val)
85       {
86         _M_do_reset();
87         _M_w[0] = __val;
88       }
90       static size_t
91       _S_whichword(size_t __pos )
92       { return __pos / _GLIBCXX_BITSET_BITS_PER_WORD; }
94       static size_t
95       _S_whichbyte(size_t __pos )
96       { return (__pos % _GLIBCXX_BITSET_BITS_PER_WORD) / __CHAR_BIT__; }
98       static size_t
99       _S_whichbit(size_t __pos )
100       { return __pos % _GLIBCXX_BITSET_BITS_PER_WORD; }
102       static _WordT
103       _S_maskbit(size_t __pos )
104       { return (static_cast<_WordT>(1)) << _S_whichbit(__pos); }
106       _WordT&
107       _M_getword(size_t __pos)
108       { return _M_w[_S_whichword(__pos)]; }
110       _WordT
111       _M_getword(size_t __pos) const
112       { return _M_w[_S_whichword(__pos)]; }
114       _WordT&
115       _M_hiword()
116       { return _M_w[_Nw - 1]; }
118       _WordT
119       _M_hiword() const
120       { return _M_w[_Nw - 1]; }
122       void
123       _M_do_and(const _Base_bitset<_Nw>& __x)
124       {
125         for (size_t __i = 0; __i < _Nw; __i++)
126           _M_w[__i] &= __x._M_w[__i];
127       }
129       void
130       _M_do_or(const _Base_bitset<_Nw>& __x)
131       {
132         for (size_t __i = 0; __i < _Nw; __i++)
133           _M_w[__i] |= __x._M_w[__i];
134       }
136       void
137       _M_do_xor(const _Base_bitset<_Nw>& __x)
138       {
139         for (size_t __i = 0; __i < _Nw; __i++)
140           _M_w[__i] ^= __x._M_w[__i];
141       }
143       void
144       _M_do_left_shift(size_t __shift);
146       void
147       _M_do_right_shift(size_t __shift);
149       void
150       _M_do_flip()
151       {
152         for (size_t __i = 0; __i < _Nw; __i++)
153           _M_w[__i] = ~_M_w[__i];
154       }
156       void
157       _M_do_set()
158       {
159         for (size_t __i = 0; __i < _Nw; __i++)
160           _M_w[__i] = ~static_cast<_WordT>(0);
161       }
163       void
164       _M_do_reset()
165       { __builtin_memset(_M_w, 0, _Nw * sizeof(_WordT)); }
167       bool
168       _M_is_equal(const _Base_bitset<_Nw>& __x) const
169       {
170         for (size_t __i = 0; __i < _Nw; ++__i)
171           if (_M_w[__i] != __x._M_w[__i])
172             return false;
173         return true;
174       }
176       size_t
177       _M_are_all_aux() const
178       {
179         for (size_t __i = 0; __i < _Nw - 1; __i++)
180           if (_M_w[__i] != ~static_cast<_WordT>(0))
181             return 0;
182         return ((_Nw - 1) * _GLIBCXX_BITSET_BITS_PER_WORD
183                 + __builtin_popcountl(_M_hiword()));
184       }
186       bool
187       _M_is_any() const
188       {
189         for (size_t __i = 0; __i < _Nw; __i++)
190           if (_M_w[__i] != static_cast<_WordT>(0))
191             return true;
192         return false;
193       }
195       size_t
196       _M_do_count() const
197       {
198         size_t __result = 0;
199         for (size_t __i = 0; __i < _Nw; __i++)
200           __result += __builtin_popcountl(_M_w[__i]);
201         return __result;
202       }
204       unsigned long
205       _M_do_to_ulong() const;
207       // find first "on" bit
208       size_t
209       _M_do_find_first(size_t __not_found) const;
211       // find the next "on" bit that follows "prev"
212       size_t
213       _M_do_find_next(size_t __prev, size_t __not_found) const;
214     };
216   // Definitions of non-inline functions from _Base_bitset.
217   template<size_t _Nw>
218     void
219     _Base_bitset<_Nw>::_M_do_left_shift(size_t __shift)
220     {
221       if (__builtin_expect(__shift != 0, 1))
222         {
223           const size_t __wshift = __shift / _GLIBCXX_BITSET_BITS_PER_WORD;
224           const size_t __offset = __shift % _GLIBCXX_BITSET_BITS_PER_WORD;
226           if (__offset == 0)
227             for (size_t __n = _Nw - 1; __n >= __wshift; --__n)
228               _M_w[__n] = _M_w[__n - __wshift];
229           else
230             {
231               const size_t __sub_offset = (_GLIBCXX_BITSET_BITS_PER_WORD 
232                                            - __offset);
233               for (size_t __n = _Nw - 1; __n > __wshift; --__n)
234                 _M_w[__n] = ((_M_w[__n - __wshift] << __offset)
235                              | (_M_w[__n - __wshift - 1] >> __sub_offset));
236               _M_w[__wshift] = _M_w[0] << __offset;
237             }
239           std::fill(_M_w + 0, _M_w + __wshift, static_cast<_WordT>(0));
240         }
241     }
243   template<size_t _Nw>
244     void
245     _Base_bitset<_Nw>::_M_do_right_shift(size_t __shift)
246     {
247       if (__builtin_expect(__shift != 0, 1))
248         {
249           const size_t __wshift = __shift / _GLIBCXX_BITSET_BITS_PER_WORD;
250           const size_t __offset = __shift % _GLIBCXX_BITSET_BITS_PER_WORD;
251           const size_t __limit = _Nw - __wshift - 1;
253           if (__offset == 0)
254             for (size_t __n = 0; __n <= __limit; ++__n)
255               _M_w[__n] = _M_w[__n + __wshift];
256           else
257             {
258               const size_t __sub_offset = (_GLIBCXX_BITSET_BITS_PER_WORD
259                                            - __offset);
260               for (size_t __n = 0; __n < __limit; ++__n)
261                 _M_w[__n] = ((_M_w[__n + __wshift] >> __offset)
262                              | (_M_w[__n + __wshift + 1] << __sub_offset));
263               _M_w[__limit] = _M_w[_Nw-1] >> __offset;
264             }
265           
266           std::fill(_M_w + __limit + 1, _M_w + _Nw, static_cast<_WordT>(0));
267         }
268     }
270   template<size_t _Nw>
271     unsigned long
272     _Base_bitset<_Nw>::_M_do_to_ulong() const
273     {
274       for (size_t __i = 1; __i < _Nw; ++__i)
275         if (_M_w[__i])
276           __throw_overflow_error(__N("_Base_bitset::_M_do_to_ulong"));
277       return _M_w[0];
278     }
280   template<size_t _Nw>
281     size_t
282     _Base_bitset<_Nw>::_M_do_find_first(size_t __not_found) const
283     {
284       for (size_t __i = 0; __i < _Nw; __i++)
285         {
286           _WordT __thisword = _M_w[__i];
287           if (__thisword != static_cast<_WordT>(0))
288             return (__i * _GLIBCXX_BITSET_BITS_PER_WORD
289                     + __builtin_ctzl(__thisword));
290         }
291       // not found, so return an indication of failure.
292       return __not_found;
293     }
295   template<size_t _Nw>
296     size_t
297     _Base_bitset<_Nw>::_M_do_find_next(size_t __prev, size_t __not_found) const
298     {
299       // make bound inclusive
300       ++__prev;
302       // check out of bounds
303       if (__prev >= _Nw * _GLIBCXX_BITSET_BITS_PER_WORD)
304         return __not_found;
306       // search first word
307       size_t __i = _S_whichword(__prev);
308       _WordT __thisword = _M_w[__i];
310       // mask off bits below bound
311       __thisword &= (~static_cast<_WordT>(0)) << _S_whichbit(__prev);
313       if (__thisword != static_cast<_WordT>(0))
314         return (__i * _GLIBCXX_BITSET_BITS_PER_WORD
315                 + __builtin_ctzl(__thisword));
317       // check subsequent words
318       __i++;
319       for (; __i < _Nw; __i++)
320         {
321           __thisword = _M_w[__i];
322           if (__thisword != static_cast<_WordT>(0))
323             return (__i * _GLIBCXX_BITSET_BITS_PER_WORD
324                     + __builtin_ctzl(__thisword));
325         }
326       // not found, so return an indication of failure.
327       return __not_found;
328     } // end _M_do_find_next
330   /**
331    *  Base class, specialization for a single word.
332    *
333    *  See documentation for bitset.
334   */
335   template<>
336     struct _Base_bitset<1>
337     {
338       typedef unsigned long _WordT;
339       _WordT _M_w;
341       _Base_bitset(void)
342       : _M_w(0)
343       { }
345       _Base_bitset(unsigned long __val)
346       : _M_w(__val)
347       { }
349       static size_t
350       _S_whichword(size_t __pos )
351       { return __pos / _GLIBCXX_BITSET_BITS_PER_WORD; }
353       static size_t
354       _S_whichbyte(size_t __pos )
355       { return (__pos % _GLIBCXX_BITSET_BITS_PER_WORD) / __CHAR_BIT__; }
357       static size_t
358       _S_whichbit(size_t __pos )
359       {  return __pos % _GLIBCXX_BITSET_BITS_PER_WORD; }
361       static _WordT
362       _S_maskbit(size_t __pos )
363       { return (static_cast<_WordT>(1)) << _S_whichbit(__pos); }
365       _WordT&
366       _M_getword(size_t)
367       { return _M_w; }
369       _WordT
370       _M_getword(size_t) const
371       { return _M_w; }
373       _WordT&
374       _M_hiword()
375       { return _M_w; }
377       _WordT
378       _M_hiword() const
379       { return _M_w; }
381       void
382       _M_do_and(const _Base_bitset<1>& __x)
383       { _M_w &= __x._M_w; }
385       void
386       _M_do_or(const _Base_bitset<1>& __x)
387       { _M_w |= __x._M_w; }
389       void
390       _M_do_xor(const _Base_bitset<1>& __x)
391       { _M_w ^= __x._M_w; }
393       void
394       _M_do_left_shift(size_t __shift)
395       { _M_w <<= __shift; }
397       void
398       _M_do_right_shift(size_t __shift)
399       { _M_w >>= __shift; }
401       void
402       _M_do_flip()
403       { _M_w = ~_M_w; }
405       void
406       _M_do_set()
407       { _M_w = ~static_cast<_WordT>(0); }
409       void
410       _M_do_reset()
411       { _M_w = 0; }
413       bool
414       _M_is_equal(const _Base_bitset<1>& __x) const
415       { return _M_w == __x._M_w; }
417       size_t
418       _M_are_all_aux() const
419       { return __builtin_popcountl(_M_w); }
421       bool
422       _M_is_any() const
423       { return _M_w != 0; }
425       size_t
426       _M_do_count() const
427       { return __builtin_popcountl(_M_w); }
429       unsigned long
430       _M_do_to_ulong() const
431       { return _M_w; }
433       size_t
434       _M_do_find_first(size_t __not_found) const
435       {
436         if (_M_w != 0)
437           return __builtin_ctzl(_M_w);
438         else
439           return __not_found;
440       }
442       // find the next "on" bit that follows "prev"
443       size_t
444       _M_do_find_next(size_t __prev, size_t __not_found) const
445       {
446         ++__prev;
447         if (__prev >= ((size_t) _GLIBCXX_BITSET_BITS_PER_WORD))
448           return __not_found;
450         _WordT __x = _M_w >> __prev;
451         if (__x != 0)
452           return __builtin_ctzl(__x) + __prev;
453         else
454           return __not_found;
455       }
456     };
458   /**
459    *  Base class, specialization for no storage (zero-length %bitset).
460    *
461    *  See documentation for bitset.
462   */
463   template<>
464     struct _Base_bitset<0>
465     {
466       typedef unsigned long _WordT;
468       _Base_bitset()
469       { }
471       _Base_bitset(unsigned long)
472       { }
474       static size_t
475       _S_whichword(size_t __pos )
476       { return __pos / _GLIBCXX_BITSET_BITS_PER_WORD; }
478       static size_t
479       _S_whichbyte(size_t __pos )
480       { return (__pos % _GLIBCXX_BITSET_BITS_PER_WORD) / __CHAR_BIT__; }
482       static size_t
483       _S_whichbit(size_t __pos )
484       {  return __pos % _GLIBCXX_BITSET_BITS_PER_WORD; }
486       static _WordT
487       _S_maskbit(size_t __pos )
488       { return (static_cast<_WordT>(1)) << _S_whichbit(__pos); }
490       // This would normally give access to the data.  The bounds-checking
491       // in the bitset class will prevent the user from getting this far,
492       // but (1) it must still return an lvalue to compile, and (2) the
493       // user might call _Unchecked_set directly, in which case this /needs/
494       // to fail.  Let's not penalize zero-length users unless they actually
495       // make an unchecked call; all the memory ugliness is therefore
496       // localized to this single should-never-get-this-far function.
497       _WordT&
498       _M_getword(size_t) const
499       { 
500         __throw_out_of_range(__N("_Base_bitset::_M_getword")); 
501         return *new _WordT; 
502       }
504       _WordT
505       _M_hiword() const
506       { return 0; }
508       void
509       _M_do_and(const _Base_bitset<0>&)
510       { }
512       void
513       _M_do_or(const _Base_bitset<0>&)
514       { }
516       void
517       _M_do_xor(const _Base_bitset<0>&)
518       { }
520       void
521       _M_do_left_shift(size_t)
522       { }
524       void
525       _M_do_right_shift(size_t)
526       { }
528       void
529       _M_do_flip()
530       { }
532       void
533       _M_do_set()
534       { }
536       void
537       _M_do_reset()
538       { }
540       // Are all empty bitsets equal to each other?  Are they equal to
541       // themselves?  How to compare a thing which has no state?  What is
542       // the sound of one zero-length bitset clapping?
543       bool
544       _M_is_equal(const _Base_bitset<0>&) const
545       { return true; }
547       size_t
548       _M_are_all_aux() const
549       { return 0; }
551       bool
552       _M_is_any() const
553       { return false; }
555       size_t
556       _M_do_count() const
557       { return 0; }
559       unsigned long
560       _M_do_to_ulong() const
561       { return 0; }
563       // Normally "not found" is the size, but that could also be
564       // misinterpreted as an index in this corner case.  Oh well.
565       size_t
566       _M_do_find_first(size_t) const
567       { return 0; }
569       size_t
570       _M_do_find_next(size_t, size_t) const
571       { return 0; }
572     };
575   // Helper class to zero out the unused high-order bits in the highest word.
576   template<size_t _Extrabits>
577     struct _Sanitize
578     {
579       static void _S_do_sanitize(unsigned long& __val)
580       { __val &= ~((~static_cast<unsigned long>(0)) << _Extrabits); }
581     };
583   template<>
584     struct _Sanitize<0>
585     { static void _S_do_sanitize(unsigned long) {} };
587   /**
588    *  @brief  The %bitset class represents a @e fixed-size sequence of bits.
589    *
590    *  @ingroup Containers
591    *
592    *  (Note that %bitset does @e not meet the formal requirements of a
593    *  <a href="tables.html#65">container</a>.  Mainly, it lacks iterators.)
594    *
595    *  The template argument, @a Nb, may be any non-negative number,
596    *  specifying the number of bits (e.g., "0", "12", "1024*1024").
597    *
598    *  In the general unoptimized case, storage is allocated in word-sized
599    *  blocks.  Let B be the number of bits in a word, then (Nb+(B-1))/B
600    *  words will be used for storage.  B - Nb%B bits are unused.  (They are
601    *  the high-order bits in the highest word.)  It is a class invariant
602    *  that those unused bits are always zero.
603    *
604    *  If you think of %bitset as "a simple array of bits," be aware that
605    *  your mental picture is reversed:  a %bitset behaves the same way as
606    *  bits in integers do, with the bit at index 0 in the "least significant
607    *  / right-hand" position, and the bit at index Nb-1 in the "most
608    *  significant / left-hand" position.  Thus, unlike other containers, a
609    *  %bitset's index "counts from right to left," to put it very loosely.
610    *
611    *  This behavior is preserved when translating to and from strings.  For
612    *  example, the first line of the following program probably prints
613    *  "b('a') is 0001100001" on a modern ASCII system.
614    *
615    *  @code
616    *     #include <bitset>
617    *     #include <iostream>
618    *     #include <sstream>
619    *
620    *     using namespace std;
621    *
622    *     int main()
623    *     {
624    *         long         a = 'a';
625    *         bitset<10>   b(a);
626    *
627    *         cout << "b('a') is " << b << endl;
628    *
629    *         ostringstream s;
630    *         s << b;
631    *         string  str = s.str();
632    *         cout << "index 3 in the string is " << str[3] << " but\n"
633    *              << "index 3 in the bitset is " << b[3] << endl;
634    *     }
635    *  @endcode
636    *
637    *  Also see http://gcc.gnu.org/onlinedocs/libstdc++/ext/sgiexts.html#ch23
638    *  for a description of extensions.
639    *
640    *  Most of the actual code isn't contained in %bitset<> itself, but in the
641    *  base class _Base_bitset.  The base class works with whole words, not with
642    *  individual bits.  This allows us to specialize _Base_bitset for the
643    *  important special case where the %bitset is only a single word.
644    *
645    *  Extra confusion can result due to the fact that the storage for
646    *  _Base_bitset @e is a regular array, and is indexed as such.  This is
647    *  carefully encapsulated.
648   */
649   template<size_t _Nb>
650     class bitset
651     : private _Base_bitset<_GLIBCXX_BITSET_WORDS(_Nb)>
652     {
653     private:
654       typedef _Base_bitset<_GLIBCXX_BITSET_WORDS(_Nb)> _Base;
655       typedef unsigned long _WordT;
657       void
658         _M_do_sanitize()
659         {
660           _Sanitize<_Nb % _GLIBCXX_BITSET_BITS_PER_WORD>::
661             _S_do_sanitize(this->_M_hiword());
662         }
664     public:
665       /**
666        *  This encapsulates the concept of a single bit.  An instance of this
667        *  class is a proxy for an actual bit; this way the individual bit
668        *  operations are done as faster word-size bitwise instructions.
669        *
670        *  Most users will never need to use this class directly; conversions
671        *  to and from bool are automatic and should be transparent.  Overloaded
672        *  operators help to preserve the illusion.
673        *
674        *  (On a typical system, this "bit %reference" is 64 times the size of
675        *  an actual bit.  Ha.)
676        */
677       class reference
678       {
679         friend class bitset;
681         _WordT *_M_wp;
682         size_t _M_bpos;
683         
684         // left undefined
685         reference();
686         
687       public:
688         reference(bitset& __b, size_t __pos)
689         {
690           _M_wp = &__b._M_getword(__pos);
691           _M_bpos = _Base::_S_whichbit(__pos);
692         }
694         ~reference()
695         { }
697         // For b[i] = __x;
698         reference&
699         operator=(bool __x)
700         {
701           if (__x)
702             *_M_wp |= _Base::_S_maskbit(_M_bpos);
703           else
704             *_M_wp &= ~_Base::_S_maskbit(_M_bpos);
705           return *this;
706         }
708         // For b[i] = b[__j];
709         reference&
710         operator=(const reference& __j)
711         {
712           if ((*(__j._M_wp) & _Base::_S_maskbit(__j._M_bpos)))
713             *_M_wp |= _Base::_S_maskbit(_M_bpos);
714           else
715             *_M_wp &= ~_Base::_S_maskbit(_M_bpos);
716           return *this;
717         }
719         // Flips the bit
720         bool
721         operator~() const
722         { return (*(_M_wp) & _Base::_S_maskbit(_M_bpos)) == 0; }
724         // For __x = b[i];
725         operator bool() const
726         { return (*(_M_wp) & _Base::_S_maskbit(_M_bpos)) != 0; }
728         // For b[i].flip();
729         reference&
730         flip()
731         {
732           *_M_wp ^= _Base::_S_maskbit(_M_bpos);
733           return *this;
734         }
735       };
736       friend class reference;
738       // 23.3.5.1 constructors:
739       /// All bits set to zero.
740       bitset()
741       { }
743       /// Initial bits bitwise-copied from a single word (others set to zero).
744       bitset(unsigned long __val)
745       : _Base(__val)
746       { _M_do_sanitize(); }
748       /**
749        *  @brief  Use a subset of a string.
750        *  @param  s  A string of '0' and '1' characters.
751        *  @param  position  Index of the first character in @a s to use;
752        *                    defaults to zero.
753        *  @throw  std::out_of_range  If @a pos is bigger the size of @a s.
754        *  @throw  std::invalid_argument  If a character appears in the string
755        *                                 which is neither '0' nor '1'.
756        */
757       template<class _CharT, class _Traits, class _Alloc>
758         explicit
759         bitset(const std::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>& __s,
760                size_t __position = 0)
761         : _Base()
762         {
763           if (__position > __s.size())
764             __throw_out_of_range(__N("bitset::bitset initial position "
765                                      "not valid"));
766           _M_copy_from_string(__s, __position,
767                               std::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::npos);
768         }
770       /**
771        *  @brief  Use a subset of a string.
772        *  @param  s  A string of '0' and '1' characters.
773        *  @param  position  Index of the first character in @a s to use.
774        *  @param  n    The number of characters to copy.
775        *  @throw  std::out_of_range  If @a pos is bigger the size of @a s.
776        *  @throw  std::invalid_argument  If a character appears in the string
777        *                                 which is neither '0' nor '1'.
778        */
779       template<class _CharT, class _Traits, class _Alloc>
780         bitset(const std::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>& __s,
781                size_t __position, size_t __n)
782         : _Base()
783         {
784           if (__position > __s.size())
785             __throw_out_of_range(__N("bitset::bitset initial position "
786                                      "not valid"));
787           _M_copy_from_string(__s, __position, __n);
788         }
789       
790       // 23.3.5.2 bitset operations:
791       //@{
792       /**
793        *  @brief  Operations on bitsets.
794        *  @param  rhs  A same-sized bitset.
795        *
796        *  These should be self-explanatory.
797        */
798       bitset<_Nb>&
799       operator&=(const bitset<_Nb>& __rhs)
800       {
801         this->_M_do_and(__rhs);
802         return *this;
803       }
805       bitset<_Nb>&
806       operator|=(const bitset<_Nb>& __rhs)
807       {
808         this->_M_do_or(__rhs);
809         return *this;
810       }
812       bitset<_Nb>&
813       operator^=(const bitset<_Nb>& __rhs)
814       {
815         this->_M_do_xor(__rhs);
816         return *this;
817       }
818       //@}
819       
820       //@{
821       /**
822        *  @brief  Operations on bitsets.
823        *  @param  position  The number of places to shift.
824        *
825        *  These should be self-explanatory.
826        */
827       bitset<_Nb>&
828       operator<<=(size_t __position)
829       {
830         if (__builtin_expect(__position < _Nb, 1))
831           {
832             this->_M_do_left_shift(__position);
833             this->_M_do_sanitize();
834           }
835         else
836           this->_M_do_reset();
837         return *this;
838       }
840       bitset<_Nb>&
841       operator>>=(size_t __position)
842       {
843         if (__builtin_expect(__position < _Nb, 1))
844           {
845             this->_M_do_right_shift(__position);
846             this->_M_do_sanitize();
847           }
848         else
849           this->_M_do_reset();
850         return *this;
851       }
852       //@}
853       
854       //@{
855       /**
856        *  These versions of single-bit set, reset, flip, and test are
857        *  extensions from the SGI version.  They do no range checking.
858        *  @ingroup SGIextensions
859        */
860       bitset<_Nb>&
861       _Unchecked_set(size_t __pos)
862       {
863         this->_M_getword(__pos) |= _Base::_S_maskbit(__pos);
864         return *this;
865       }
867       bitset<_Nb>&
868       _Unchecked_set(size_t __pos, int __val)
869       {
870         if (__val)
871           this->_M_getword(__pos) |= _Base::_S_maskbit(__pos);
872         else
873           this->_M_getword(__pos) &= ~_Base::_S_maskbit(__pos);
874         return *this;
875       }
877       bitset<_Nb>&
878       _Unchecked_reset(size_t __pos)
879       {
880         this->_M_getword(__pos) &= ~_Base::_S_maskbit(__pos);
881         return *this;
882       }
884       bitset<_Nb>&
885       _Unchecked_flip(size_t __pos)
886       {
887         this->_M_getword(__pos) ^= _Base::_S_maskbit(__pos);
888         return *this;
889       }
891       bool
892       _Unchecked_test(size_t __pos) const
893       { return ((this->_M_getword(__pos) & _Base::_S_maskbit(__pos))
894                 != static_cast<_WordT>(0)); }
895       //@}
896       
897       // Set, reset, and flip.
898       /**
899        *  @brief Sets every bit to true.
900        */
901       bitset<_Nb>&
902       set()
903       {
904         this->_M_do_set();
905         this->_M_do_sanitize();
906         return *this;
907       }
909       /**
910        *  @brief Sets a given bit to a particular value.
911        *  @param  position  The index of the bit.
912        *  @param  val  Either true or false, defaults to true.
913        *  @throw  std::out_of_range  If @a pos is bigger the size of the %set.
914        */
915       bitset<_Nb>&
916       set(size_t __position, bool __val = true)
917       {
918         if (__position >= _Nb)
919           __throw_out_of_range(__N("bitset::set"));
920         return _Unchecked_set(__position, __val);
921       }
923       /**
924        *  @brief Sets every bit to false.
925        */
926       bitset<_Nb>&
927       reset()
928       {
929         this->_M_do_reset();
930         return *this;
931       }
933       /**
934        *  @brief Sets a given bit to false.
935        *  @param  position  The index of the bit.
936        *  @throw  std::out_of_range  If @a pos is bigger the size of the %set.
937        *
938        *  Same as writing @c set(pos,false).
939        */
940       bitset<_Nb>&
941       reset(size_t __position)
942       {
943         if (__position >= _Nb)
944           __throw_out_of_range(__N("bitset::reset"));
945         return _Unchecked_reset(__position);
946       }
947       
948       /**
949        *  @brief Toggles every bit to its opposite value.
950        */
951       bitset<_Nb>&
952       flip()
953       {
954         this->_M_do_flip();
955         this->_M_do_sanitize();
956         return *this;
957       }
959       /**
960        *  @brief Toggles a given bit to its opposite value.
961        *  @param  position  The index of the bit.
962        *  @throw  std::out_of_range  If @a pos is bigger the size of the %set.
963        */
964       bitset<_Nb>&
965       flip(size_t __position)
966       {
967         if (__position >= _Nb)
968           __throw_out_of_range(__N("bitset::flip"));
969         return _Unchecked_flip(__position);
970       }
971       
972       /// See the no-argument flip().
973       bitset<_Nb>
974       operator~() const
975       { return bitset<_Nb>(*this).flip(); }
977       //@{
978       /**
979        *  @brief  Array-indexing support.
980        *  @param  position  Index into the %bitset.
981        *  @return  A bool for a 'const %bitset'.  For non-const bitsets, an
982        *           instance of the reference proxy class.
983        *  @note  These operators do no range checking and throw no exceptions,
984        *         as required by DR 11 to the standard.
985        *
986        *  _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS Note that this implementation already
987        *  resolves DR 11 (items 1 and 2), but does not do the range-checking
988        *  required by that DR's resolution.  -pme
989        *  The DR has since been changed:  range-checking is a precondition
990        *  (users' responsibility), and these functions must not throw.  -pme
991        */
992       reference
993       operator[](size_t __position)
994       { return reference(*this,__position); }
996       bool
997       operator[](size_t __position) const
998       { return _Unchecked_test(__position); }
999       //@}
1000       
1001       /**
1002        *  @brief Returns a numerical interpretation of the %bitset.
1003        *  @return  The integral equivalent of the bits.
1004        *  @throw  std::overflow_error  If there are too many bits to be
1005        *                               represented in an @c unsigned @c long.
1006        */
1007       unsigned long
1008       to_ulong() const
1009       { return this->_M_do_to_ulong(); }
1011       /**
1012        *  @brief Returns a character interpretation of the %bitset.
1013        *  @return  The string equivalent of the bits.
1014        *
1015        *  Note the ordering of the bits:  decreasing character positions
1016        *  correspond to increasing bit positions (see the main class notes for
1017        *  an example).
1018        */
1019       template<class _CharT, class _Traits, class _Alloc>
1020         std::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>
1021         to_string() const
1022         {
1023           std::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc> __result;
1024           _M_copy_to_string(__result);
1025           return __result;
1026         }
1028       // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
1029       // 434. bitset::to_string() hard to use.
1030       template<class _CharT, class _Traits>
1031         std::basic_string<_CharT, _Traits, std::allocator<_CharT> >
1032         to_string() const
1033         { return to_string<_CharT, _Traits, std::allocator<_CharT> >(); }
1035       template<class _CharT>
1036         std::basic_string<_CharT, std::char_traits<_CharT>,
1037                           std::allocator<_CharT> >
1038         to_string() const
1039         {
1040           return to_string<_CharT, std::char_traits<_CharT>,
1041                            std::allocator<_CharT> >();
1042         }
1044       std::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> >
1045       to_string() const
1046       {
1047         return to_string<char, std::char_traits<char>,
1048                          std::allocator<char> >();
1049       }
1051       // Helper functions for string operations.
1052       template<class _CharT, class _Traits, class _Alloc>
1053         void
1054         _M_copy_from_string(const std::basic_string<_CharT,
1055                             _Traits, _Alloc>& __s,
1056                             size_t, size_t);
1058       template<class _CharT, class _Traits, class _Alloc>
1059         void
1060         _M_copy_to_string(std::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>&) const;
1062       /// Returns the number of bits which are set.
1063       size_t
1064       count() const
1065       { return this->_M_do_count(); }
1067       /// Returns the total number of bits.
1068       size_t
1069       size() const
1070       { return _Nb; }
1072       //@{
1073       /// These comparisons for equality/inequality are, well, @e bitwise.
1074       bool
1075       operator==(const bitset<_Nb>& __rhs) const
1076       { return this->_M_is_equal(__rhs); }
1078       bool
1079       operator!=(const bitset<_Nb>& __rhs) const
1080       { return !this->_M_is_equal(__rhs); }
1081       //@}
1082       
1083       /**
1084        *  @brief Tests the value of a bit.
1085        *  @param  position  The index of a bit.
1086        *  @return  The value at @a pos.
1087        *  @throw  std::out_of_range  If @a pos is bigger the size of the %set.
1088        */
1089       bool
1090       test(size_t __position) const
1091       {
1092         if (__position >= _Nb)
1093           __throw_out_of_range(__N("bitset::test"));
1094         return _Unchecked_test(__position);
1095       }
1097       // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
1098       // DR 693. std::bitset::all() missing.
1099       /**
1100        *  @brief Tests whether all the bits are on.
1101        *  @return  True if all the bits are set.
1102        */
1103       bool
1104       all() const
1105       { return this->_M_are_all_aux() == _Nb; }
1107       /**
1108        *  @brief Tests whether any of the bits are on.
1109        *  @return  True if at least one bit is set.
1110        */
1111       bool
1112       any() const
1113       { return this->_M_is_any(); }
1115       /**
1116        *  @brief Tests whether any of the bits are on.
1117        *  @return  True if none of the bits are set.
1118        */
1119       bool
1120       none() const
1121       { return !this->_M_is_any(); }
1123       //@{
1124       /// Self-explanatory.
1125       bitset<_Nb>
1126       operator<<(size_t __position) const
1127       { return bitset<_Nb>(*this) <<= __position; }
1129       bitset<_Nb>
1130       operator>>(size_t __position) const
1131       { return bitset<_Nb>(*this) >>= __position; }
1132       //@}
1133       
1134       /**
1135        *  @brief  Finds the index of the first "on" bit.
1136        *  @return  The index of the first bit set, or size() if not found.
1137        *  @ingroup SGIextensions
1138        *  @sa  _Find_next
1139        */
1140       size_t
1141       _Find_first() const
1142       { return this->_M_do_find_first(_Nb); }
1144       /**
1145        *  @brief  Finds the index of the next "on" bit after prev.
1146        *  @return  The index of the next bit set, or size() if not found.
1147        *  @param  prev  Where to start searching.
1148        *  @ingroup SGIextensions
1149        *  @sa  _Find_first
1150        */
1151       size_t
1152       _Find_next(size_t __prev ) const
1153       { return this->_M_do_find_next(__prev, _Nb); }
1154     };
1156   // Definitions of non-inline member functions.
1157   template<size_t _Nb>
1158     template<class _CharT, class _Traits, class _Alloc>
1159       void
1160       bitset<_Nb>::
1161       _M_copy_from_string(const std::basic_string<_CharT, _Traits,
1162                           _Alloc>& __s, size_t __pos, size_t __n)
1163       {
1164         reset();
1165         const size_t __nbits = std::min(_Nb, std::min(__n, __s.size() - __pos));
1166         for (size_t __i = __nbits; __i > 0; --__i)
1167           {
1168             switch(__s[__pos + __nbits - __i])
1169               {
1170               case '0':
1171                 break;
1172               case '1':
1173                 _Unchecked_set(__i - 1);
1174                 break;
1175               default:
1176                 __throw_invalid_argument(__N("bitset::_M_copy_from_string"));
1177               }
1178           }
1179       }
1181   template<size_t _Nb>
1182     template<class _CharT, class _Traits, class _Alloc>
1183       void
1184       bitset<_Nb>::
1185       _M_copy_to_string(std::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>& __s) const
1186       {
1187         __s.assign(_Nb, '0');
1188         for (size_t __i = _Nb; __i > 0; --__i)
1189           if (_Unchecked_test(__i - 1))
1190             __s[_Nb - __i] = '1';
1191       }
1193   // 23.3.5.3 bitset operations:
1194   //@{
1195   /**
1196    *  @brief  Global bitwise operations on bitsets.
1197    *  @param  x  A bitset.
1198    *  @param  y  A bitset of the same size as @a x.
1199    *  @return  A new bitset.
1200    *
1201    *  These should be self-explanatory.
1202   */
1203   template<size_t _Nb>
1204     inline bitset<_Nb>
1205     operator&(const bitset<_Nb>& __x, const bitset<_Nb>& __y)
1206     {
1207       bitset<_Nb> __result(__x);
1208       __result &= __y;
1209       return __result;
1210     }
1212   template<size_t _Nb>
1213     inline bitset<_Nb>
1214     operator|(const bitset<_Nb>& __x, const bitset<_Nb>& __y)
1215     {
1216       bitset<_Nb> __result(__x);
1217       __result |= __y;
1218       return __result;
1219     }
1221   template <size_t _Nb>
1222     inline bitset<_Nb>
1223     operator^(const bitset<_Nb>& __x, const bitset<_Nb>& __y)
1224     {
1225       bitset<_Nb> __result(__x);
1226       __result ^= __y;
1227       return __result;
1228     }
1229   //@}
1231   //@{
1232   /**
1233    *  @brief Global I/O operators for bitsets.
1234    *
1235    *  Direct I/O between streams and bitsets is supported.  Output is
1236    *  straightforward.  Input will skip whitespace, only accept '0' and '1'
1237    *  characters, and will only extract as many digits as the %bitset will
1238    *  hold.
1239   */
1240   template<class _CharT, class _Traits, size_t _Nb>
1241     std::basic_istream<_CharT, _Traits>&
1242     operator>>(std::basic_istream<_CharT, _Traits>& __is, bitset<_Nb>& __x)
1243     {
1244       typedef typename _Traits::char_type          char_type;
1245       typedef std::basic_istream<_CharT, _Traits>  __istream_type;
1246       typedef typename __istream_type::ios_base    __ios_base;
1248       std::basic_string<_CharT, _Traits> __tmp;
1249       __tmp.reserve(_Nb);
1251       typename __ios_base::iostate __state = __ios_base::goodbit;
1252       typename __istream_type::sentry __sentry(__is);
1253       if (__sentry)
1254         {
1255           try
1256             {
1257               // _GLIBCXX_RESOLVE_LIB_DEFECTS
1258               // 303. Bitset input operator underspecified
1259               const char_type __zero = __is.widen('0');
1260               const char_type __one = __is.widen('1');
1261               for (size_t __i = _Nb; __i > 0; --__i)
1262                 {
1263                   static typename _Traits::int_type __eof = _Traits::eof();
1264                   
1265                   typename _Traits::int_type __c1 = __is.rdbuf()->sbumpc();
1266                   if (_Traits::eq_int_type(__c1, __eof))
1267                     {
1268                       __state |= __ios_base::eofbit;
1269                       break;
1270                     }
1271                   else
1272                     {
1273                       const char_type __c2 = _Traits::to_char_type(__c1);
1274                       if (__c2 == __zero)
1275                         __tmp.push_back('0');
1276                       else if (__c2 == __one)
1277                         __tmp.push_back('1');
1278                       else if (_Traits::
1279                                eq_int_type(__is.rdbuf()->sputbackc(__c2),
1280                                            __eof))
1281                         {
1282                           __state |= __ios_base::failbit;
1283                           break;
1284                         }
1285                     }
1286                 }
1287             }
1288           catch(__cxxabiv1::__forced_unwind&)
1289             {
1290               __is._M_setstate(__ios_base::badbit);             
1291               __throw_exception_again;
1292             }
1293           catch(...)
1294             { __is._M_setstate(__ios_base::badbit); }
1295         }
1297       if (__tmp.empty() && _Nb)
1298         __state |= __ios_base::failbit;
1299       else
1300         __x._M_copy_from_string(__tmp, static_cast<size_t>(0), _Nb);
1301       if (__state)
1302         __is.setstate(__state);
1303       return __is;
1304     }
1306   template <class _CharT, class _Traits, size_t _Nb>
1307     std::basic_ostream<_CharT, _Traits>&
1308     operator<<(std::basic_ostream<_CharT, _Traits>& __os,
1309                const bitset<_Nb>& __x)
1310     {
1311       std::basic_string<_CharT, _Traits> __tmp;
1312       __x._M_copy_to_string(__tmp);
1313       return __os << __tmp;
1314     }
1315   //@}
1317 _GLIBCXX_END_NESTED_NAMESPACE
1319 #undef _GLIBCXX_BITSET_WORDS
1320 #undef _GLIBCXX_BITSET_BITS_PER_WORD
1322 #ifdef _GLIBCXX_DEBUG
1323 # include <debug/bitset>
1324 #endif
1326 #endif /* _GLIBCXX_BITSET */