1 // The template and inlines for the -*- C++ -*- internal _Meta class.
2 
3 // Copyright (C) 1997-2019 Free Software Foundation, Inc.
4 //
5 // This file is part of the GNU ISO C++ Library.  This library is free
6 // software; you can redistribute it and/or modify it under the
7 // terms of the GNU General Public License as published by the
8 // Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
9 // any later version.
10 
11 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
12 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14 // GNU General Public License for more details.
15 
16 // Under Section 7 of GPL version 3, you are granted additional
17 // permissions described in the GCC Runtime Library Exception, version
18 // 3.1, as published by the Free Software Foundation.
19 
20 // You should have received a copy of the GNU General Public License and
21 // a copy of the GCC Runtime Library Exception along with this program;
22 // see the files COPYING3 and COPYING.RUNTIME respectively.  If not, see
23 // <http://www.gnu.org/licenses/>.
24 
25 /** @file bits/valarray_before.h
26  *  This is an internal header file, included by other library headers.
27  *  Do not attempt to use it directly. @headername{valarray}
28  */
29 
30 // Written by Gabriel Dos Reis <Gabriel.Dos-Reis@cmla.ens-cachan.fr>
31 
32 #ifndef _VALARRAY_BEFORE_H
33 #define _VALARRAY_BEFORE_H 1
34 
35 #pragma GCC system_header
36 
37 #include <bits/slice_array.h>
38 
_GLIBCXX_VISIBILITY(default)39 namespace std _GLIBCXX_VISIBILITY(default)
40 {
41 _GLIBCXX_BEGIN_NAMESPACE_VERSION
42 
43   //
44   // Implementing a loosened valarray return value is tricky.
45   // First we need to meet 26.3.1/3: we should not add more than
46   // two levels of template nesting. Therefore we resort to template
47   // template to "flatten" loosened return value types.
48   // At some point we use partial specialization to remove one level
49   // template nesting due to _Expr<>
50   //
51 
52   // This class is NOT defined. It doesn't need to.
53   template<typename _Tp1, typename _Tp2> class _Constant;
54 
55   // Implementations of unary functions applied to valarray<>s.
56   // I use hard-coded object functions here instead of a generic
57   // approach like pointers to function:
58   //    1) correctness: some functions take references, others values.
59   //       we can't deduce the correct type afterwards.
60   //    2) efficiency -- object functions can be easily inlined
61   //    3) be Koenig-lookup-friendly
62 
63   struct _Abs
64   {
65     template<typename _Tp>
66       _Tp operator()(const _Tp& __t) const
67       { return abs(__t); }
68   };
69 
70   struct _Cos
71   {
72     template<typename _Tp>
73       _Tp operator()(const _Tp& __t) const
74       { return cos(__t); }
75   };
76 
77   struct _Acos
78   {
79     template<typename _Tp>
80       _Tp operator()(const _Tp& __t) const
81       { return acos(__t); }
82   };
83 
84   struct _Cosh
85   {
86     template<typename _Tp>
87       _Tp operator()(const _Tp& __t) const
88       { return cosh(__t); }
89   };
90 
91   struct _Sin
92   {
93     template<typename _Tp>
94       _Tp operator()(const _Tp& __t) const
95       { return sin(__t); }
96   };
97 
98   struct _Asin
99   {
100     template<typename _Tp>
101       _Tp operator()(const _Tp& __t) const
102       { return asin(__t); }
103   };
104 
105   struct _Sinh
106   {
107     template<typename _Tp>
108       _Tp operator()(const _Tp& __t) const
109       { return sinh(__t); }
110   };
111 
112   struct _Tan
113   {
114     template<typename _Tp>
115       _Tp operator()(const _Tp& __t) const
116       { return tan(__t); }
117   };
118 
119   struct _Atan
120   {
121     template<typename _Tp>
122       _Tp operator()(const _Tp& __t) const
123       { return atan(__t); }
124   };
125 
126   struct _Tanh
127   {
128     template<typename _Tp>
129       _Tp operator()(const _Tp& __t) const
130       { return tanh(__t); }
131   };
132 
133   struct _Exp
134   {
135     template<typename _Tp>
136       _Tp operator()(const _Tp& __t) const
137       { return exp(__t); }
138   };
139 
140   struct _Log
141   {
142     template<typename _Tp>
143       _Tp operator()(const _Tp& __t) const
144       { return log(__t); }
145   };
146 
147   struct _Log10
148   {
149     template<typename _Tp>
150       _Tp operator()(const _Tp& __t) const
151       { return log10(__t); }
152   };
153 
154   struct _Sqrt
155   {
156     template<typename _Tp>
157       _Tp operator()(const _Tp& __t) const
158       { return sqrt(__t); }
159   };
160 
161   // In the past, we used to tailor operator applications semantics
162   // to the specialization of standard function objects (i.e. plus<>, etc.)
163   // That is incorrect.  Therefore we provide our own surrogates.
164 
165   struct __unary_plus
166   {
167     template<typename _Tp>
168       _Tp operator()(const _Tp& __t) const
169       { return +__t; }
170   };
171 
172   struct __negate
173   {
174     template<typename _Tp>
175       _Tp operator()(const _Tp& __t) const
176       { return -__t; }
177   };
178 
179   struct __bitwise_not
180   {
181     template<typename _Tp>
182       _Tp operator()(const _Tp& __t) const
183       { return ~__t; }
184   };
185 
186   struct __plus
187   {
188     template<typename _Tp>
189       _Tp operator()(const _Tp& __x, const _Tp& __y) const
190       { return __x + __y; }
191   };
192 
193   struct __minus
194   {
195     template<typename _Tp>
196       _Tp operator()(const _Tp& __x, const _Tp& __y) const
197       { return __x - __y; }
198   };
199 
200   struct __multiplies
201   {
202     template<typename _Tp>
203       _Tp operator()(const _Tp& __x, const _Tp& __y) const
204       { return __x * __y; }
205   };
206 
207   struct __divides
208   {
209     template<typename _Tp>
210       _Tp operator()(const _Tp& __x, const _Tp& __y) const
211       { return __x / __y; }
212   };
213 
214   struct __modulus
215   {
216     template<typename _Tp>
217       _Tp operator()(const _Tp& __x, const _Tp& __y) const
218       { return __x % __y; }
219   };
220 
221   struct __bitwise_xor
222   {
223     template<typename _Tp>
224       _Tp operator()(const _Tp& __x, const _Tp& __y) const
225       { return __x ^ __y; }
226   };
227 
228   struct __bitwise_and
229   {
230     template<typename _Tp>
231       _Tp operator()(const _Tp& __x, const _Tp& __y) const
232       { return __x & __y; }
233   };
234 
235   struct __bitwise_or
236   {
237     template<typename _Tp>
238       _Tp operator()(const _Tp& __x, const _Tp& __y) const
239       { return __x | __y; }
240   };
241 
242   struct __shift_left
243   {
244     template<typename _Tp>
245       _Tp operator()(const _Tp& __x, const _Tp& __y) const
246       { return __x << __y; }
247   };
248 
249   struct __shift_right
250   {
251     template<typename _Tp>
252       _Tp operator()(const _Tp& __x, const _Tp& __y) const
253       { return __x >> __y; }
254   };
255 
256   struct __logical_and
257   {
258     template<typename _Tp>
259       bool operator()(const _Tp& __x, const _Tp& __y) const
260       { return __x && __y; }
261   };
262 
263   struct __logical_or
264   {
265     template<typename _Tp>
266       bool operator()(const _Tp& __x, const _Tp& __y) const
267       { return __x || __y; }
268   };
269 
270   struct __logical_not
271   {
272     template<typename _Tp>
273       bool operator()(const _Tp& __x) const
274       { return !__x; }
275   };
276 
277   struct __equal_to
278   {
279     template<typename _Tp>
280       bool operator()(const _Tp& __x, const _Tp& __y) const
281       { return __x == __y; }
282   };
283 
284   struct __not_equal_to
285   {
286     template<typename _Tp>
287       bool operator()(const _Tp& __x, const _Tp& __y) const
288       { return __x != __y; }
289   };
290 
291   struct __less
292   {
293     template<typename _Tp>
294       bool operator()(const _Tp& __x, const _Tp& __y) const
295       { return __x < __y; }
296   };
297 
298   struct __greater
299   {
300     template<typename _Tp>
301       bool operator()(const _Tp& __x, const _Tp& __y) const
302       { return __x > __y; }
303   };
304 
305   struct __less_equal
306   {
307     template<typename _Tp>
308       bool operator()(const _Tp& __x, const _Tp& __y) const
309       { return __x <= __y; }
310   };
311 
312   struct __greater_equal
313   {
314     template<typename _Tp>
315       bool operator()(const _Tp& __x, const _Tp& __y) const
316       { return __x >= __y; }
317   };
318 
319   // The few binary functions we miss.
320   struct _Atan2
321   {
322     template<typename _Tp>
323       _Tp operator()(const _Tp& __x, const _Tp& __y) const
324       { return atan2(__x, __y); }
325   };
326 
327   struct _Pow
328   {
329     template<typename _Tp>
330       _Tp operator()(const _Tp& __x, const _Tp& __y) const
331       { return pow(__x, __y); }
332   };
333 
334   template<typename _Tp, bool _IsValidValarrayValue = !__is_abstract(_Tp)>
335     struct __fun_with_valarray
336     {
337       typedef _Tp result_type;
338     };
339 
340   template<typename _Tp>
341     struct __fun_with_valarray<_Tp, false>
342     {
343       // No result type defined for invalid value types.
344     };
345 
346   // We need these bits in order to recover the return type of
347   // some functions/operators now that we're no longer using
348   // function templates.
349   template<typename, typename _Tp>
350     struct __fun : __fun_with_valarray<_Tp>
351     {
352     };
353 
354   // several specializations for relational operators.
355   template<typename _Tp>
356     struct __fun<__logical_not, _Tp>
357     {
358       typedef bool result_type;
359     };
360 
361   template<typename _Tp>
362     struct __fun<__logical_and, _Tp>
363     {
364       typedef bool result_type;
365     };
366 
367   template<typename _Tp>
368     struct __fun<__logical_or, _Tp>
369     {
370       typedef bool result_type;
371     };
372 
373   template<typename _Tp>
374     struct __fun<__less, _Tp>
375     {
376       typedef bool result_type;
377     };
378 
379   template<typename _Tp>
380     struct __fun<__greater, _Tp>
381     {
382       typedef bool result_type;
383     };
384 
385   template<typename _Tp>
386     struct __fun<__less_equal, _Tp>
387     {
388       typedef bool result_type;
389     };
390 
391   template<typename _Tp>
392     struct __fun<__greater_equal, _Tp>
393     {
394       typedef bool result_type;
395     };
396 
397   template<typename _Tp>
398     struct __fun<__equal_to, _Tp>
399     {
400       typedef bool result_type;
401     };
402 
403   template<typename _Tp>
404     struct __fun<__not_equal_to, _Tp>
405     {
406       typedef bool result_type;
407     };
408 
409 namespace __detail
410 {
411   // Closure types already have reference semantics and are often short-lived,
412   // so store them by value to avoid (some cases of) dangling references to
413   // out-of-scope temporaries.
414   template<typename _Tp>
415     struct _ValArrayRef
416     { typedef const _Tp __type; };
417 
418   // Use real references for std::valarray objects.
419   template<typename _Tp>
420     struct _ValArrayRef< valarray<_Tp> >
421     { typedef const valarray<_Tp>& __type; };
422 
423   //
424   // Apply function taking a value/const reference closure
425   //
426 
427   template<typename _Dom, typename _Arg>
428     class _FunBase
429     {
430     public:
431       typedef typename _Dom::value_type value_type;
432 
433       _FunBase(const _Dom& __e, value_type __f(_Arg))
434       : _M_expr(__e), _M_func(__f) {}
435 
436       value_type operator[](size_t __i) const
437       { return _M_func (_M_expr[__i]); }
438 
439       size_t size() const { return _M_expr.size ();}
440 
441     private:
442       typename _ValArrayRef<_Dom>::__type _M_expr;
443       value_type (*_M_func)(_Arg);
444     };
445 
446   template<class _Dom>
447     struct _ValFunClos<_Expr,_Dom> : _FunBase<_Dom, typename _Dom::value_type>
448     {
449       typedef _FunBase<_Dom, typename _Dom::value_type> _Base;
450       typedef typename _Base::value_type value_type;
451       typedef value_type _Tp;
452 
453       _ValFunClos(const _Dom& __e, _Tp __f(_Tp)) : _Base(__e, __f) {}
454     };
455 
456   template<typename _Tp>
457     struct _ValFunClos<_ValArray,_Tp> : _FunBase<valarray<_Tp>, _Tp>
458     {
459       typedef _FunBase<valarray<_Tp>, _Tp> _Base;
460       typedef _Tp value_type;
461 
462       _ValFunClos(const valarray<_Tp>& __v, _Tp __f(_Tp)) : _Base(__v, __f) {}
463     };
464 
465   template<class _Dom>
466     struct _RefFunClos<_Expr, _Dom>
467     : _FunBase<_Dom, const typename _Dom::value_type&>
468     {
469       typedef _FunBase<_Dom, const typename _Dom::value_type&> _Base;
470       typedef typename _Base::value_type value_type;
471       typedef value_type _Tp;
472 
473       _RefFunClos(const _Dom& __e, _Tp __f(const _Tp&))
474       : _Base(__e, __f) {}
475     };
476 
477   template<typename _Tp>
478     struct _RefFunClos<_ValArray, _Tp>
479     : _FunBase<valarray<_Tp>, const _Tp&>
480     {
481       typedef _FunBase<valarray<_Tp>, const _Tp&> _Base;
482       typedef _Tp value_type;
483 
484       _RefFunClos(const valarray<_Tp>& __v, _Tp __f(const _Tp&))
485       : _Base(__v, __f) {}
486     };
487 
488   //
489   // Unary expression closure.
490   //
491 
492   template<class _Oper, class _Arg>
493     class _UnBase
494     {
495     public:
496       typedef typename _Arg::value_type _Vt;
497       typedef typename __fun<_Oper, _Vt>::result_type value_type;
498 
499       _UnBase(const _Arg& __e) : _M_expr(__e) {}
500 
501       value_type operator[](size_t __i) const
502       { return _Oper()(_M_expr[__i]); }
503 
504       size_t size() const { return _M_expr.size(); }
505 
506     private:
507       typename _ValArrayRef<_Arg>::__type _M_expr;
508     };
509 
510   template<class _Oper, class _Dom>
511     struct _UnClos<_Oper, _Expr, _Dom>
512     : _UnBase<_Oper, _Dom>
513     {
514       typedef _Dom _Arg;
515       typedef _UnBase<_Oper, _Dom> _Base;
516       typedef typename _Base::value_type value_type;
517 
518       _UnClos(const _Arg& __e) : _Base(__e) {}
519     };
520 
521   template<class _Oper, typename _Tp>
522     struct _UnClos<_Oper, _ValArray, _Tp>
523     : _UnBase<_Oper, valarray<_Tp> >
524     {
525       typedef valarray<_Tp> _Arg;
526       typedef _UnBase<_Oper, valarray<_Tp> > _Base;
527       typedef typename _Base::value_type value_type;
528 
529       _UnClos(const _Arg& __e) : _Base(__e) {}
530     };
531 
532 
533   //
534   // Binary expression closure.
535   //
536 
537   template<class _Oper, class _FirstArg, class _SecondArg>
538     class _BinBase
539     {
540     public:
541       typedef typename _FirstArg::value_type _Vt;
542       typedef typename __fun<_Oper, _Vt>::result_type value_type;
543 
544       _BinBase(const _FirstArg& __e1, const _SecondArg& __e2)
545       : _M_expr1(__e1), _M_expr2(__e2) {}
546 
547       value_type operator[](size_t __i) const
548       { return _Oper()(_M_expr1[__i], _M_expr2[__i]); }
549 
550       size_t size() const { return _M_expr1.size(); }
551 
552     private:
553       typename _ValArrayRef<_FirstArg>::__type _M_expr1;
554       typename _ValArrayRef<_SecondArg>::__type _M_expr2;
555     };
556 
557 
558   template<class _Oper, class _Clos>
559     class _BinBase2
560     {
561     public:
562       typedef typename _Clos::value_type _Vt;
563       typedef typename __fun<_Oper, _Vt>::result_type value_type;
564 
565       _BinBase2(const _Clos& __e, const _Vt& __t)
566       : _M_expr1(__e), _M_expr2(__t) {}
567 
568       value_type operator[](size_t __i) const
569       { return _Oper()(_M_expr1[__i], _M_expr2); }
570 
571       size_t size() const { return _M_expr1.size(); }
572 
573     private:
574       typename _ValArrayRef<_Clos>::__type _M_expr1;
575       _Vt _M_expr2;
576     };
577 
578   template<class _Oper, class _Clos>
579     class _BinBase1
580     {
581     public:
582       typedef typename _Clos::value_type _Vt;
583       typedef typename __fun<_Oper, _Vt>::result_type value_type;
584 
585       _BinBase1(const _Vt& __t, const _Clos& __e)
586       : _M_expr1(__t), _M_expr2(__e) {}
587 
588       value_type operator[](size_t __i) const
589       { return _Oper()(_M_expr1, _M_expr2[__i]); }
590 
591       size_t size() const { return _M_expr2.size(); }
592 
593     private:
594       _Vt _M_expr1;
595       typename _ValArrayRef<_Clos>::__type _M_expr2;
596     };
597 
598   template<class _Oper, class _Dom1, class _Dom2>
599     struct _BinClos<_Oper, _Expr, _Expr, _Dom1, _Dom2>
600     : _BinBase<_Oper, _Dom1, _Dom2>
601     {
602       typedef _BinBase<_Oper, _Dom1, _Dom2> _Base;
603       typedef typename _Base::value_type value_type;
604 
605       _BinClos(const _Dom1& __e1, const _Dom2& __e2) : _Base(__e1, __e2) {}
606     };
607 
608   template<class _Oper, typename _Tp>
609     struct _BinClos<_Oper, _ValArray, _ValArray, _Tp, _Tp>
610     : _BinBase<_Oper, valarray<_Tp>, valarray<_Tp> >
611     {
612       typedef _BinBase<_Oper, valarray<_Tp>, valarray<_Tp> > _Base;
613       typedef typename _Base::value_type value_type;
614 
615       _BinClos(const valarray<_Tp>& __v, const valarray<_Tp>& __w)
616       : _Base(__v, __w) {}
617     };
618 
619   template<class _Oper, class _Dom>
620     struct _BinClos<_Oper, _Expr, _ValArray, _Dom, typename _Dom::value_type>
621     : _BinBase<_Oper, _Dom, valarray<typename _Dom::value_type> >
622     {
623       typedef typename _Dom::value_type _Tp;
624       typedef _BinBase<_Oper,_Dom,valarray<_Tp> > _Base;
625       typedef typename _Base::value_type value_type;
626 
627       _BinClos(const _Dom& __e1, const valarray<_Tp>& __e2)
628       : _Base(__e1, __e2) {}
629     };
630 
631   template<class _Oper, class _Dom>
632     struct _BinClos<_Oper, _ValArray, _Expr, typename _Dom::value_type, _Dom>
633     : _BinBase<_Oper, valarray<typename _Dom::value_type>,_Dom>
634     {
635       typedef typename _Dom::value_type _Tp;
636       typedef _BinBase<_Oper, valarray<_Tp>, _Dom> _Base;
637       typedef typename _Base::value_type value_type;
638 
639       _BinClos(const valarray<_Tp>& __e1, const _Dom& __e2)
640       : _Base(__e1, __e2) {}
641     };
642 
643   template<class _Oper, class _Dom>
644     struct _BinClos<_Oper, _Expr, _Constant, _Dom, typename _Dom::value_type>
645     : _BinBase2<_Oper, _Dom>
646     {
647       typedef typename _Dom::value_type _Tp;
648       typedef _BinBase2<_Oper,_Dom> _Base;
649       typedef typename _Base::value_type value_type;
650 
651       _BinClos(const _Dom& __e1, const _Tp& __e2) : _Base(__e1, __e2) {}
652     };
653 
654   template<class _Oper, class _Dom>
655     struct _BinClos<_Oper, _Constant, _Expr, typename _Dom::value_type, _Dom>
656     : _BinBase1<_Oper, _Dom>
657     {
658       typedef typename _Dom::value_type _Tp;
659       typedef _BinBase1<_Oper, _Dom> _Base;
660       typedef typename _Base::value_type value_type;
661 
662       _BinClos(const _Tp& __e1, const _Dom& __e2) : _Base(__e1, __e2) {}
663     };
664 
665   template<class _Oper, typename _Tp>
666     struct _BinClos<_Oper, _ValArray, _Constant, _Tp, _Tp>
667     : _BinBase2<_Oper, valarray<_Tp> >
668     {
669       typedef _BinBase2<_Oper,valarray<_Tp> > _Base;
670       typedef typename _Base::value_type value_type;
671 
672       _BinClos(const valarray<_Tp>& __v, const _Tp& __t) : _Base(__v, __t) {}
673     };
674 
675   template<class _Oper, typename _Tp>
676     struct _BinClos<_Oper, _Constant, _ValArray, _Tp, _Tp>
677     : _BinBase1<_Oper, valarray<_Tp> >
678     {
679       typedef _BinBase1<_Oper, valarray<_Tp> > _Base;
680       typedef typename _Base::value_type value_type;
681 
682       _BinClos(const _Tp& __t, const valarray<_Tp>& __v) : _Base(__t, __v) {}
683     };
684 
685   //
686   // slice_array closure.
687   //
688   template<typename _Dom>
689     class _SBase
690     {
691     public:
692       typedef typename _Dom::value_type value_type;
693 
694       _SBase (const _Dom& __e, const slice& __s)
695       : _M_expr (__e), _M_slice (__s) {}
696 
697       value_type
698       operator[] (size_t __i) const
699       { return _M_expr[_M_slice.start () + __i * _M_slice.stride ()]; }
700 
701       size_t
702       size() const
703       { return _M_slice.size (); }
704 
705     private:
706       typename _ValArrayRef<_Dom>::__type _M_expr;
707       const slice& _M_slice;
708     };
709 
710   template<typename _Tp>
711     class _SBase<_Array<_Tp> >
712     {
713     public:
714       typedef _Tp value_type;
715 
716       _SBase (_Array<_Tp> __a, const slice& __s)
717       : _M_array (__a._M_data+__s.start()), _M_size (__s.size()),
718 	_M_stride (__s.stride()) {}
719 
720       value_type
721       operator[] (size_t __i) const
722       { return _M_array._M_data[__i * _M_stride]; }
723 
724       size_t
725       size() const
726       { return _M_size; }
727 
728     private:
729       const _Array<_Tp> _M_array;
730       const size_t _M_size;
731       const size_t _M_stride;
732     };
733 
734   template<class _Dom>
735     struct _SClos<_Expr, _Dom>
736     : _SBase<_Dom>
737     {
738       typedef _SBase<_Dom> _Base;
739       typedef typename _Base::value_type value_type;
740 
741       _SClos (const _Dom& __e, const slice& __s) : _Base (__e, __s) {}
742     };
743 
744   template<typename _Tp>
745     struct _SClos<_ValArray, _Tp>
746     : _SBase<_Array<_Tp> >
747     {
748       typedef  _SBase<_Array<_Tp> > _Base;
749       typedef _Tp value_type;
750 
751       _SClos (_Array<_Tp> __a, const slice& __s) : _Base (__a, __s) {}
752     };
753 } // namespace __detail
754 
755 _GLIBCXX_END_NAMESPACE_VERSION
756 } // namespace
757 
758 #endif /* _CPP_VALARRAY_BEFORE_H */
759