Remove LIB_CLOSE variables from linker options.
[pspp] / src / libpspp / array.c
1 /* PSPP - a program for statistical analysis.
2    Copyright (C) 1997-9, 2000 Free Software Foundation, Inc.
3
4    This program is free software: you can redistribute it and/or modify
5    it under the terms of the GNU General Public License as published by
6    the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
7    (at your option) any later version.
8
9    This program is distributed in the hope that it will be useful,
10    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12    GNU General Public License for more details.
13
14    You should have received a copy of the GNU General Public License
15    along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>. */
16
17 /* Copyright (C) 2001 Free Software Foundation, Inc.
18
19    This file is part of the GNU ISO C++ Library.  This library is free
20    software; you can redistribute it and/or modify it under the
21    terms of the GNU General Public License as published by the
22    Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
23    any later version.
24
25    This library is distributed in the hope that it will be useful,
26    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
27    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
28    GNU General Public License for more details.
29
30    You should have received a copy of the GNU General Public License
31    along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
32
33    As a special exception, you may use this file as part of a free software
34    library without restriction.  Specifically, if other files instantiate
35    templates or use macros or inline functions from this file, or you compile
36    this file and link it with other files to produce an executable, this
37    file does not by itself cause the resulting executable to be covered by
38    the GNU General Public License.  This exception does not however
39    invalidate any other reasons why the executable file might be covered by
40    the GNU General Public License. */
41
42 /*
43  *
44  * Copyright (c) 1994
45  * Hewlett-Packard Company
46  *
47  * Permission to use, copy, modify, distribute and sell this software
48  * and its documentation for any purpose is hereby granted without fee,
49  * provided that the above copyright notice appear in all copies and
50  * that both that copyright notice and this permission notice appear
51  * in supporting documentation.  Hewlett-Packard Company makes no
52  * representations about the suitability of this software for any
53  * purpose.  It is provided "as is" without express or implied warranty.
54  *
55  *
56  * Copyright (c) 1996
57  * Silicon Graphics Computer Systems, Inc.
58  *
59  * Permission to use, copy, modify, distribute and sell this software
60  * and its documentation for any purpose is hereby granted without fee,
61  * provided that the above copyright notice appear in all copies and
62  * that both that copyright notice and this permission notice appear
63  * in supporting documentation.  Silicon Graphics makes no
64  * representations about the suitability of this software for any
65  * purpose.  It is provided "as is" without express or implied warranty.
66  */
67
68 /* Copyright (C) 1991, 1992, 1996, 1997, 1999 Free Software Foundation, Inc.
69    This file is part of the GNU C Library.
70    Written by Douglas C. Schmidt (schmidt@ics.uci.edu).
71
72    The GNU C Library is free software; you can redistribute it and/or
73    modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
74    License as published by the Free Software Foundation; either
75    version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
76
77    The GNU C Library is distributed in the hope that it will be useful,
78    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
79    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
80    Lesser General Public License for more details.
81
82    You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
83    License along with the GNU C Library.  If not, see 
84    <http://www.gnu.org/licenses/>. */
85
86 #include <config.h>
87 #include "array.h"
88 #include <limits.h>
89 #include <stdlib.h>
90 #include <string.h>
91 #include <libpspp/assertion.h>
92
93 #include "xalloc.h"
94 #include "minmax.h"
95 \f
96 /* Finds an element in ARRAY, which contains COUNT elements of
97    SIZE bytes each, using COMPARE for comparisons.  Returns the
98    first element in ARRAY that matches TARGET, or a null pointer
99    on failure.  AUX is passed to each comparison as auxiliary
100    data. */
101 void *
102 find (const void *array, size_t count, size_t size,
103       const void *target,
104       algo_compare_func *compare, const void *aux)
105 {
106   const char *element = array;
107
108   while (count-- > 0)
109     {
110       if (compare (target, element, aux) == 0)
111         return (void *) element;
112
113       element += size;
114     }
115
116   return NULL;
117 }
118
119 /* Counts and return the number of elements in ARRAY, which
120    contains COUNT elements of SIZE bytes each, which are equal to
121    ELEMENT as compared with COMPARE.  AUX is passed as auxiliary
122    data to COMPARE. */
123 size_t
124 count_equal (const void *array, size_t count, size_t size,
125              const void *element,
126              algo_compare_func *compare, const void *aux)
127 {
128   const char *first = array;
129   size_t equal_cnt = 0;
130
131   while (count-- > 0)
132     {
133       if (compare (element, first, aux) == 0)
134         equal_cnt++;
135
136       first += size;
137     }
138
139   return equal_cnt;
140 }
141
142 /* Counts and return the number of elements in ARRAY, which
143    contains COUNT elements of SIZE bytes each, for which
144    PREDICATE returns true.  AUX is passed as auxiliary data to
145    PREDICATE. */
146 size_t
147 count_if (const void *array, size_t count, size_t size,
148           algo_predicate_func *predicate, const void *aux)
149 {
150   const char *first = array;
151   size_t true_cnt = 0;
152
153   while (count-- > 0)
154     {
155       if (predicate (first, aux) != 0)
156         true_cnt++;
157
158       first += size;
159     }
160
161   return true_cnt;
162 }
163 \f
164 /* Byte-wise swap two items of size SIZE. */
165 #define SWAP(a, b, size)                        \
166   do                                            \
167     {                                           \
168       register size_t __size = (size);          \
169       register char *__a = (a), *__b = (b);     \
170       do                                        \
171         {                                       \
172           char __tmp = *__a;                    \
173           *__a++ = *__b;                        \
174           *__b++ = __tmp;                       \
175         } while (--__size > 0);                 \
176     } while (0)
177
178 /* Makes the elements in ARRAY unique, by moving up duplicates,
179    and returns the new number of elements in the array.  Sorted
180    arrays only.  Arguments same as for sort() above. */
181 size_t
182 unique (void *array, size_t count, size_t size,
183         algo_compare_func *compare, const void *aux)
184 {
185   char *first = array;
186   char *last = first + size * count;
187   char *result = array;
188
189   for (;;)
190     {
191       first += size;
192       if (first >= last)
193         {
194           assert (adjacent_find_equal (array, count,
195                                        size, compare, aux) == NULL);
196           return count;
197         }
198
199       if (compare (result, first, aux))
200         {
201           result += size;
202           if (result != first)
203             memcpy (result, first, size);
204         }
205       else
206         count--;
207     }
208 }
209
210 /* Helper function that calls sort(), then unique(). */
211 size_t
212 sort_unique (void *array, size_t count, size_t size,
213              algo_compare_func *compare, const void *aux)
214 {
215   sort (array, count, size, compare, aux);
216   return unique (array, count, size, compare, aux);
217 }
218 \f
219 /* Reorders ARRAY, which contains COUNT elements of SIZE bytes
220    each, so that the elements for which PREDICATE returns true
221    precede those for which PREDICATE returns zero.  AUX is
222    passed to each predicate as auxiliary data.  Returns the
223    number of elements for which PREDICATE returns true.  Not
224    stable. */
225 size_t
226 partition (void *array, size_t count, size_t size,
227            algo_predicate_func *predicate, const void *aux)
228 {
229   size_t true_cnt = count;
230   char *first = array;
231   char *last = first + true_cnt * size;
232
233   for (;;)
234     {
235       /* Move FIRST forward to point to first element that fails
236          PREDICATE. */
237       for (;;)
238         {
239           if (first == last)
240             goto done;
241           else if (!predicate (first, aux))
242             break;
243
244           first += size;
245         }
246       true_cnt--;
247
248       /* Move LAST backward to point to last element that passes
249          PREDICATE. */
250       for (;;)
251         {
252           last -= size;
253
254           if (first == last)
255             goto done;
256           else if (predicate (last, aux))
257             break;
258           else
259             true_cnt--;
260         }
261
262       /* By swapping FIRST and LAST we extend the starting and
263          ending sequences that pass and fail, respectively,
264          PREDICATE. */
265       SWAP (first, last, size);
266       first += size;
267     }
268
269  done:
270   assert (is_partitioned (array, count, size, true_cnt, predicate, aux));
271   return true_cnt;
272 }
273
274 /* Checks whether ARRAY, which contains COUNT elements of SIZE
275    bytes each, is partitioned such that PREDICATE returns true
276    for the first TRUE_CNT elements and zero for the remaining
277    elements.  AUX is passed as auxiliary data to PREDICATE. */
278 bool
279 is_partitioned (const void *array, size_t count, size_t size,
280                 size_t true_cnt,
281                 algo_predicate_func *predicate, const void *aux)
282 {
283   const char *first = array;
284   size_t idx;
285
286   assert (true_cnt <= count);
287   for (idx = 0; idx < true_cnt; idx++)
288     if (predicate (first + idx * size, aux) == 0)
289       return false;
290   for (idx = true_cnt; idx < count; idx++)
291     if (predicate (first + idx * size, aux) != 0)
292       return false;
293   return true;
294 }
295 \f
296 /* Copies the COUNT elements of SIZE bytes each from ARRAY to
297    RESULT, except that elements for which PREDICATE is false are
298    not copied.  Returns the number of elements copied.  AUX is
299    passed to PREDICATE as auxiliary data.  */
300 size_t
301 copy_if (const void *array, size_t count, size_t size,
302          void *result,
303          algo_predicate_func *predicate, const void *aux)
304 {
305   const char *input = array;
306   const char *last = input + size * count;
307   char *output = result;
308   size_t nonzero_cnt = 0;
309
310   while (input < last)
311     {
312       if (predicate (input, aux))
313         {
314           memcpy (output, input, size);
315           output += size;
316           nonzero_cnt++;
317         }
318
319       input += size;
320     }
321
322   assert (nonzero_cnt == count_if (array, count, size, predicate, aux));
323   assert (nonzero_cnt == count_if (result, nonzero_cnt, size, predicate, aux));
324
325   return nonzero_cnt;
326 }
327
328 /* Removes N elements starting at IDX from ARRAY, which consists
329    of COUNT elements of SIZE bytes each, by shifting the elements
330    following them, if any, into its position. */
331 void
332 remove_range (void *array_, size_t count, size_t size,
333               size_t idx, size_t n)
334 {
335   char *array = array_;
336
337   assert (array != NULL);
338   assert (idx <= count);
339   assert (idx + n <= count);
340
341   if (idx + n < count)
342     memmove (array + idx * size, array + (idx + n) * size,
343              size * (count - idx - n));
344 }
345
346 /* Removes element IDX from ARRAY, which consists of COUNT
347    elements of SIZE bytes each, by shifting the elements
348    following it, if any, into its position. */
349 void
350 remove_element (void *array, size_t count, size_t size,
351                 size_t idx)
352 {
353   remove_range (array, count, size, idx, 1);
354 }
355
356 /* Makes room for N elements starting at IDX in ARRAY, which
357    initially consists of COUNT elements of SIZE bytes each, by
358    shifting elements IDX...COUNT (exclusive) to the right by N
359    positions. */
360 void
361 insert_range (void *array_, size_t count, size_t size,
362               size_t idx, size_t n)
363 {
364   char *array = array_;
365
366   assert (idx <= count);
367   memmove (array + (idx + n) * size, array + idx * size, (count - idx) * size);
368 }
369
370 /* Makes room for a new element at IDX in ARRAY, which initially
371    consists of COUNT elements of SIZE bytes each, by shifting
372    elements IDX...COUNT (exclusive) to the right by one
373    positions. */
374 void
375 insert_element (void *array, size_t count, size_t size,
376                 size_t idx)
377 {
378   insert_range (array, count, size, idx, 1);
379 }
380
381 /* Moves an element in ARRAY, which consists of COUNT elements of
382    SIZE bytes each, from OLD_IDX to NEW_IDX, shifting around
383    other elements as needed.  Runs in O(abs(OLD_IDX - NEW_IDX))
384    time. */
385 void
386 move_element (void *array_, size_t count, size_t size,
387               size_t old_idx, size_t new_idx)
388 {
389   assert (array_ != NULL || count == 0);
390   assert (old_idx < count);
391   assert (new_idx < count);
392
393   if (old_idx != new_idx)
394     {
395       char *array = array_;
396       char *element = xmalloc (size);
397       char *new = array + new_idx * size;
398       char *old = array + old_idx * size;
399
400       memcpy (element, old, size);
401       if (new < old)
402         memmove (new + size, new, (old_idx - new_idx) * size);
403       else
404         memmove (old, old + size, (new_idx - old_idx) * size);
405       memcpy (new, element, size);
406
407       free (element);
408     }
409 }
410
411 /* Moves N elements in ARRAY starting at OLD_IDX, which consists
412    of COUNT elements of SIZE bytes each, so that they now start
413    at NEW_IDX, shifting around other elements as needed. */
414 void
415 move_range (void *array_, size_t count, size_t size,
416             size_t old_idx, size_t new_idx, size_t n)
417 {
418   assert (array_ != NULL || count == 0);
419   assert (n <= count);
420   assert (old_idx + n <= count);
421   assert (new_idx + n <= count);
422
423   if (old_idx != new_idx && n > 0)
424     {
425       char *array = array_;
426       char *range = xmalloc (size * n);
427       char *new = array + new_idx * size;
428       char *old = array + old_idx * size;
429
430       memcpy (range, old, size * n);
431       if (new < old)
432         memmove (new + size * n, new, (old_idx - new_idx) * size);
433       else
434         memmove (old, old + size * n, (new_idx - old_idx) * size);
435       memcpy (new, range, size * n);
436
437       free (range);
438     }
439 }
440
441 /* A predicate and its auxiliary data. */
442 struct pred_aux
443   {
444     algo_predicate_func *predicate;
445     const void *aux;
446   };
447
448 static bool
449 not (const void *data, const void *pred_aux_)
450 {
451   const struct pred_aux *pred_aux = pred_aux_;
452
453   return !pred_aux->predicate (data, pred_aux->aux);
454 }
455
456 /* Removes elements equal to ELEMENT from ARRAY, which consists
457    of COUNT elements of SIZE bytes each.  Returns the number of
458    remaining elements.  AUX is passed to COMPARE as auxiliary
459    data. */
460 size_t
461 remove_equal (void *array, size_t count, size_t size,
462               void *element,
463               algo_compare_func *compare, const void *aux)
464 {
465   char *first = array;
466   char *last = first + count * size;
467   char *result;
468
469   for (;;)
470     {
471       if (first >= last)
472         goto done;
473       if (compare (first, element, aux) == 0)
474         break;
475
476       first += size;
477     }
478
479   result = first;
480   count--;
481   for (;;)
482     {
483       first += size;
484       if (first >= last)
485         goto done;
486
487       if (compare (first, element, aux) == 0)
488         {
489           count--;
490           continue;
491         }
492
493       memcpy (result, first, size);
494       result += size;
495     }
496
497  done:
498   assert (count_equal (array, count, size, element, compare, aux) == 0);
499   return count;
500 }
501
502 /* Copies the COUNT elements of SIZE bytes each from ARRAY to
503    RESULT, except that elements for which PREDICATE is true are
504    not copied.  Returns the number of elements copied.  AUX is
505    passed to PREDICATE as auxiliary data.  */
506 size_t
507 remove_copy_if (const void *array, size_t count, size_t size,
508                 void *result,
509                 algo_predicate_func *predicate, const void *aux)
510 {
511   struct pred_aux pred_aux;
512   pred_aux.predicate = predicate;
513   pred_aux.aux = aux;
514   return copy_if (array, count, size, result, not, &pred_aux);
515 }
516 \f
517 /* Searches ARRAY, which contains COUNT of SIZE bytes each, using
518    a binary search.  Returns any element that equals VALUE, if
519    one exists, or a null pointer otherwise.  ARRAY must ordered
520    according to COMPARE.  AUX is passed to COMPARE as auxiliary
521    data. */
522 void *
523 binary_search (const void *array, size_t count, size_t size,
524                void *value,
525                algo_compare_func *compare, const void *aux)
526 {
527   assert (array != NULL || count == 0);
528   assert (count <= INT_MAX);
529   assert (compare != NULL);
530
531   if (count != 0)
532     {
533       const char *first = array;
534       int low = 0;
535       int high = count - 1;
536
537       while (low <= high)
538         {
539           int middle = (low + high) / 2;
540           const char *element = first + middle * size;
541           int cmp = compare (value, element, aux);
542
543           if (cmp > 0)
544             low = middle + 1;
545           else if (cmp < 0)
546             high = middle - 1;
547           else
548             return (void *) element;
549         }
550     }
551
552   expensive_assert (find (array, count, size, value, compare, aux) == NULL);
553   return NULL;
554 }
555 \f
556 /* Lexicographically compares ARRAY1, which contains COUNT1
557    elements of SIZE bytes each, to ARRAY2, which contains COUNT2
558    elements of SIZE bytes, according to COMPARE.  Returns a
559    strcmp()-type result.  AUX is passed to COMPARE as auxiliary
560    data. */
561 int
562 lexicographical_compare_3way (const void *array1, size_t count1,
563                               const void *array2, size_t count2,
564                               size_t size,
565                               algo_compare_func *compare, const void *aux)
566 {
567   const char *first1 = array1;
568   const char *first2 = array2;
569   size_t min_count = count1 < count2 ? count1 : count2;
570
571   while (min_count > 0)
572     {
573       int cmp = compare (first1, first2, aux);
574       if (cmp != 0)
575         return cmp;
576
577       first1 += size;
578       first2 += size;
579       min_count--;
580     }
581
582   return count1 < count2 ? -1 : count1 > count2;
583 }
584 \f
585 /* If you consider tuning this algorithm, you should consult first:
586    Engineering a sort function; Jon Bentley and M. Douglas McIlroy;
587    Software - Practice and Experience; Vol. 23 (11), 1249-1265, 1993.  */
588
589 #include <limits.h>
590 #include <stdlib.h>
591 #include <string.h>
592
593 /* Discontinue quicksort algorithm when partition gets below this size.
594    This particular magic number was chosen to work best on a Sun 4/260. */
595 #define MAX_THRESH 4
596
597 /* Stack node declarations used to store unfulfilled partition obligations. */
598 typedef struct
599   {
600     char *lo;
601     char *hi;
602   } stack_node;
603
604 /* The next 4 #defines implement a very fast in-line stack abstraction. */
605 /* The stack needs log (total_elements) entries (we could even subtract
606    log(MAX_THRESH)).  Since total_elements has type size_t, we get as
607    upper bound for log (total_elements):
608    bits per byte (CHAR_BIT) * sizeof(size_t).  */
609 #define STACK_SIZE      (CHAR_BIT * sizeof(size_t))
610 #define PUSH(low, high) ((void) ((top->lo = (low)), (top->hi = (high)), ++top))
611 #define POP(low, high)  ((void) (--top, (low = top->lo), (high = top->hi)))
612 #define STACK_NOT_EMPTY (stack < top)
613
614
615 /* Order size using quicksort.  This implementation incorporates
616    four optimizations discussed in Sedgewick:
617
618    1. Non-recursive, using an explicit stack of pointer that store the
619       next array partition to sort.  To save time, this maximum amount
620       of space required to store an array of SIZE_MAX is allocated on the
621       stack.  Assuming a 32-bit (64 bit) integer for size_t, this needs
622       only 32 * sizeof(stack_node) == 256 bytes (for 64 bit: 1024 bytes).
623       Pretty cheap, actually.
624
625    2. Chose the pivot element using a median-of-three decision tree.
626       This reduces the probability of selecting a bad pivot value and
627       eliminates certain extraneous comparisons.
628
629    3. Only quicksorts TOTAL_ELEMS / MAX_THRESH partitions, leaving
630       insertion sort to order the MAX_THRESH items within each partition.
631       This is a big win, since insertion sort is faster for small, mostly
632       sorted array segments.
633
634    4. The larger of the two sub-partitions is always pushed onto the
635       stack first, with the algorithm then concentrating on the
636       smaller partition.  This *guarantees* no more than log (total_elems)
637       stack size is needed (actually O(1) in this case)!  */
638
639 void
640 sort (void *array, size_t count, size_t size,
641             algo_compare_func *compare, const void *aux)
642 {
643   char *const first = array;
644   const size_t max_thresh = MAX_THRESH * size;
645
646   if (count == 0)
647     /* Avoid lossage with unsigned arithmetic below.  */
648     return;
649
650   if (count > MAX_THRESH)
651     {
652       char *lo = first;
653       char *hi = &lo[size * (count - 1)];
654       stack_node stack[STACK_SIZE];
655       stack_node *top = stack + 1;
656
657       while (STACK_NOT_EMPTY)
658         {
659           char *left_ptr;
660           char *right_ptr;
661
662           /* Select median value from among LO, MID, and HI. Rearrange
663              LO and HI so the three values are sorted. This lowers the
664              probability of picking a pathological pivot value and
665              skips a comparison for both the LEFT_PTR and RIGHT_PTR in
666              the while loops. */
667
668           char *mid = lo + size * ((hi - lo) / size >> 1);
669
670           if (compare (mid, lo, aux) < 0)
671             SWAP (mid, lo, size);
672           if (compare (hi, mid, aux) < 0)
673             SWAP (mid, hi, size);
674           else
675             goto jump_over;
676           if (compare (mid, lo, aux) < 0)
677             SWAP (mid, lo, size);
678         jump_over:;
679
680           left_ptr  = lo + size;
681           right_ptr = hi - size;
682
683           /* Here's the famous ``collapse the walls'' section of quicksort.
684              Gotta like those tight inner loops!  They are the main reason
685              that this algorithm runs much faster than others. */
686           do
687             {
688               while (compare (left_ptr, mid, aux) < 0)
689                 left_ptr += size;
690
691               while (compare (mid, right_ptr, aux) < 0)
692                 right_ptr -= size;
693
694               if (left_ptr < right_ptr)
695                 {
696                   SWAP (left_ptr, right_ptr, size);
697                   if (mid == left_ptr)
698                     mid = right_ptr;
699                   else if (mid == right_ptr)
700                     mid = left_ptr;
701                   left_ptr += size;
702                   right_ptr -= size;
703                 }
704               else if (left_ptr == right_ptr)
705                 {
706                   left_ptr += size;
707                   right_ptr -= size;
708                   break;
709                 }
710             }
711           while (left_ptr <= right_ptr);
712
713           /* Set up pointers for next iteration.  First determine whether
714              left and right partitions are below the threshold size.  If so,
715              ignore one or both.  Otherwise, push the larger partition's
716              bounds on the stack and continue sorting the smaller one. */
717
718           if ((size_t) (right_ptr - lo) <= max_thresh)
719             {
720               if ((size_t) (hi - left_ptr) <= max_thresh)
721                 /* Ignore both small partitions. */
722                 POP (lo, hi);
723               else
724                 /* Ignore small left partition. */
725                 lo = left_ptr;
726             }
727           else if ((size_t) (hi - left_ptr) <= max_thresh)
728             /* Ignore small right partition. */
729             hi = right_ptr;
730           else if ((right_ptr - lo) > (hi - left_ptr))
731             {
732               /* Push larger left partition indices. */
733               PUSH (lo, right_ptr);
734               lo = left_ptr;
735             }
736           else
737             {
738               /* Push larger right partition indices. */
739               PUSH (left_ptr, hi);
740               hi = right_ptr;
741             }
742         }
743     }
744
745   /* Once the FIRST array is partially sorted by quicksort the rest
746      is completely sorted using insertion sort, since this is efficient
747      for partitions below MAX_THRESH size. FIRST points to the beginning
748      of the array to sort, and END_PTR points at the very last element in
749      the array (*not* one beyond it!). */
750
751   {
752     char *const end_ptr = &first[size * (count - 1)];
753     char *tmp_ptr = first;
754     char *thresh = MIN (end_ptr, first + max_thresh);
755     register char *run_ptr;
756
757     /* Find smallest element in first threshold and place it at the
758        array's beginning.  This is the smallest array element,
759        and the operation speeds up insertion sort's inner loop. */
760
761     for (run_ptr = tmp_ptr + size; run_ptr <= thresh; run_ptr += size)
762       if (compare (run_ptr, tmp_ptr, aux) < 0)
763         tmp_ptr = run_ptr;
764
765     if (tmp_ptr != first)
766       SWAP (tmp_ptr, first, size);
767
768     /* Insertion sort, running from left-hand-side up to right-hand-side.  */
769
770     run_ptr = first + size;
771     while ((run_ptr += size) <= end_ptr)
772       {
773         tmp_ptr = run_ptr - size;
774         while (compare (run_ptr, tmp_ptr, aux) < 0)
775           tmp_ptr -= size;
776
777         tmp_ptr += size;
778         if (tmp_ptr != run_ptr)
779           {
780             char *trav;
781
782             trav = run_ptr + size;
783             while (--trav >= run_ptr)
784               {
785                 char c = *trav;
786                 char *hi, *lo;
787
788                 for (hi = lo = trav; (lo -= size) >= tmp_ptr; hi = lo)
789                   *hi = *lo;
790                 *hi = c;
791               }
792           }
793       }
794   }
795
796   assert (is_sorted (array, count, size, compare, aux));
797 }
798
799 /* Tests whether ARRAY, which contains COUNT elements of SIZE
800    bytes each, is sorted in order according to COMPARE.  AUX is
801    passed to COMPARE as auxiliary data. */
802 bool
803 is_sorted (const void *array, size_t count, size_t size,
804            algo_compare_func *compare, const void *aux)
805 {
806   const char *first = array;
807   size_t idx;
808
809   for (idx = 0; idx + 1 < count; idx++)
810     if (compare (first + idx * size, first + (idx + 1) * size, aux) > 0)
811       return false;
812
813   return true;
814 }
815 \f
816 /* Computes the generalized set difference, ARRAY1 minus ARRAY2,
817    into RESULT, and returns the number of elements written to
818    RESULT.  If a value appears M times in ARRAY1 and N times in
819    ARRAY2, then it will appear max(M - N, 0) in RESULT.  ARRAY1
820    and ARRAY2 must be sorted, and RESULT is sorted and stable.
821    ARRAY1 consists of COUNT1 elements, ARRAY2 of COUNT2 elements,
822    each SIZE bytes.  AUX is passed to COMPARE as auxiliary
823    data. */
824 size_t set_difference (const void *array1, size_t count1,
825                        const void *array2, size_t count2,
826                        size_t size,
827                        void *result_,
828                        algo_compare_func *compare, const void *aux)
829 {
830   const char *first1 = array1;
831   const char *last1 = first1 + count1 * size;
832   const char *first2 = array2;
833   const char *last2 = first2 + count2 * size;
834   char *result = result_;
835   size_t result_count = 0;
836
837   while (first1 != last1 && first2 != last2)
838     {
839       int cmp = compare (first1, first2, aux);
840       if (cmp < 0)
841         {
842           memcpy (result, first1, size);
843           first1 += size;
844           result += size;
845           result_count++;
846         }
847       else if (cmp > 0)
848         first2 += size;
849       else
850         {
851           first1 += size;
852           first2 += size;
853         }
854     }
855
856   while (first1 != last1)
857     {
858       memcpy (result, first1, size);
859       first1 += size;
860       result += size;
861       result_count++;
862     }
863
864   return result_count;
865 }
866 \f
867 /* Finds the first pair of adjacent equal elements in ARRAY,
868    which has COUNT elements of SIZE bytes.  Returns the first
869    element in ARRAY such that COMPARE returns zero when it and
870    its successor element are compared, or a null pointer if no
871    such element exists.  AUX is passed to COMPARE as auxiliary
872    data. */
873 void *
874 adjacent_find_equal (const void *array, size_t count, size_t size,
875                      algo_compare_func *compare, const void *aux)
876 {
877   const char *first = array;
878   const char *last = first + count * size;
879
880   while (first < last && first + size < last)
881     {
882       if (compare (first, first + size, aux) == 0)
883         return (void *) first;
884       first += size;
885     }
886
887   return NULL;
888 }
889 \f
890 /* ARRAY contains COUNT elements of SIZE bytes each.  Initially
891    the first COUNT - 1 elements of these form a heap, followed by
892    a single element not part of the heap.  This function adds the
893    final element, forming a heap of COUNT elements in ARRAY.
894    Uses COMPARE to compare elements, passing AUX as auxiliary
895    data. */
896 void
897 push_heap (void *array, size_t count, size_t size,
898            algo_compare_func *compare, const void *aux)
899 {
900   char *first = array;
901   size_t i;
902
903   expensive_assert (count < 1 || is_heap (array, count - 1,
904                                           size, compare, aux));
905   for (i = count; i > 1; i /= 2)
906     {
907       char *parent = first + (i / 2 - 1) * size;
908       char *element = first + (i - 1) * size;
909       if (compare (parent, element, aux) < 0)
910         SWAP (parent, element, size);
911       else
912         break;
913     }
914   expensive_assert (is_heap (array, count, size, compare, aux));
915 }
916
917 /* ARRAY contains COUNT elements of SIZE bytes each.  Initially
918    the children of ARRAY[idx - 1] are heaps, but ARRAY[idx - 1]
919    may be smaller than its children.  This function fixes that,
920    so that ARRAY[idx - 1] itself is a heap.  Uses COMPARE to
921    compare elements, passing AUX as auxiliary data. */
922 static void
923 heapify (void *array, size_t count, size_t size,
924          size_t idx,
925          algo_compare_func *compare, const void *aux)
926 {
927   char *first = array;
928
929   for (;;)
930     {
931       size_t left = 2 * idx;
932       size_t right = left + 1;
933       size_t largest = idx;
934
935       if (left <= count
936           && compare (first + size * (left - 1),
937                       first + size * (idx - 1), aux) > 0)
938         largest = left;
939
940       if (right <= count
941           && compare (first + size * (right - 1),
942                       first + size * (largest - 1), aux) > 0)
943         largest = right;
944
945       if (largest == idx)
946         break;
947
948       SWAP (first + size * (idx - 1), first + size * (largest - 1), size);
949       idx = largest;
950     }
951 }
952
953 /* ARRAY contains COUNT elements of SIZE bytes each.  Initially
954    all COUNT elements form a heap.  This function moves the
955    largest element in the heap to the final position in ARRAY and
956    reforms a heap of the remaining COUNT - 1 elements at the
957    beginning of ARRAY.  Uses COMPARE to compare elements, passing
958    AUX as auxiliary data. */
959 void
960 pop_heap (void *array, size_t count, size_t size,
961           algo_compare_func *compare, const void *aux)
962 {
963   char *first = array;
964
965   expensive_assert (is_heap (array, count, size, compare, aux));
966   SWAP (first, first + (count - 1) * size, size);
967   heapify (first, count - 1, size, 1, compare, aux);
968   expensive_assert (count < 1 || is_heap (array, count - 1,
969                                           size, compare, aux));
970 }
971
972 /* Turns ARRAY, which contains COUNT elements of SIZE bytes, into
973    a heap.  Uses COMPARE to compare elements, passing AUX as
974    auxiliary data. */
975 void
976 make_heap (void *array, size_t count, size_t size,
977            algo_compare_func *compare, const void *aux)
978 {
979   size_t idx;
980
981   for (idx = count / 2; idx >= 1; idx--)
982     heapify (array, count, size, idx, compare, aux);
983   expensive_assert (count < 1 || is_heap (array, count, size, compare, aux));
984 }
985
986 /* ARRAY contains COUNT elements of SIZE bytes each.  Initially
987    all COUNT elements form a heap.  This function turns the heap
988    into a fully sorted array.  Uses COMPARE to compare elements,
989    passing AUX as auxiliary data. */
990 void
991 sort_heap (void *array, size_t count, size_t size,
992            algo_compare_func *compare, const void *aux)
993 {
994   char *first = array;
995   size_t idx;
996
997   expensive_assert (is_heap (array, count, size, compare, aux));
998   for (idx = count; idx >= 2; idx--)
999     {
1000       SWAP (first, first + (idx - 1) * size, size);
1001       heapify (array, idx - 1, size, 1, compare, aux);
1002     }
1003   expensive_assert (is_sorted (array, count, size, compare, aux));
1004 }
1005
1006 /* ARRAY contains COUNT elements of SIZE bytes each.  This
1007    function tests whether ARRAY is a heap and returns true if so,
1008    false otherwise.  Uses COMPARE to compare elements, passing
1009    AUX as auxiliary data. */
1010 bool
1011 is_heap (const void *array, size_t count, size_t size,
1012          algo_compare_func *compare, const void *aux)
1013 {
1014   const char *first = array;
1015   size_t child;
1016
1017   for (child = 2; child <= count; child++)
1018     {
1019       size_t parent = child / 2;
1020       if (compare (first + (parent - 1) * size,
1021                    first + (child - 1) * size, aux) < 0)
1022         return false;
1023     }
1024
1025   return true;
1026 }
1027