| 1 | /* -*- c++ -*- | 
|---|
| 2 |  | 
|---|
| 3 | C++ Interval set template with boolean operations. | 
|---|
| 4 |  | 
|---|
| 5 | This file is part of the dpp library of C++ template classes | 
|---|
| 6 |  | 
|---|
| 7 | doc: http://diaxen.ssji.net/dpp/index.html | 
|---|
| 8 | repo: https://www.ssji.net/svn/projets/trunk/libdpp | 
|---|
| 9 |  | 
|---|
| 10 | This program is free software: you can redistribute it and/or | 
|---|
| 11 | modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License | 
|---|
| 12 | as published by the Free Software Foundation, either version 3 of | 
|---|
| 13 | the License, or (at your option) any later version. | 
|---|
| 14 |  | 
|---|
| 15 | This program is distributed in the hope that it will be useful, but | 
|---|
| 16 | WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of | 
|---|
| 17 | MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU | 
|---|
| 18 | Lesser General Public License for more details. | 
|---|
| 19 |  | 
|---|
| 20 | You should have received a copy of the GNU Lesser General Public | 
|---|
| 21 | License along with this program.  If not, see | 
|---|
| 22 | <http://www.gnu.org/licenses/>. | 
|---|
| 23 |  | 
|---|
| 24 | (c) 2008 Alexandre Becoulet <alexandre.becoulet@free.fr> | 
|---|
| 25 |  | 
|---|
| 26 | */ | 
|---|
| 27 |  | 
|---|
| 28 | #ifndef DPP_INTERVAL_SET_HH_ | 
|---|
| 29 | #define DPP_INTERVAL_SET_HH_ | 
|---|
| 30 |  | 
|---|
| 31 | #include <cassert> | 
|---|
| 32 | #include <vector> | 
|---|
| 33 | #include <stdexcept> | 
|---|
| 34 | #include <limits> | 
|---|
| 35 | #include <ios> | 
|---|
| 36 |  | 
|---|
| 37 | /** @file @module{Interval set} */ | 
|---|
| 38 |  | 
|---|
| 39 | namespace dpp { | 
|---|
| 40 |  | 
|---|
| 41 | template <typename X> | 
|---|
| 42 | class interval_bound; | 
|---|
| 43 |  | 
|---|
| 44 | template <typename X> | 
|---|
| 45 | class interval_bound_inclusive; | 
|---|
| 46 |  | 
|---|
| 47 | template <typename X> | 
|---|
| 48 | class interval_bound_exclusive; | 
|---|
| 49 |  | 
|---|
| 50 | template <typename X> | 
|---|
| 51 | class interval_scalar_limits; | 
|---|
| 52 |  | 
|---|
| 53 | template <typename X, class Bound = interval_bound<X> > | 
|---|
| 54 | class interval; | 
|---|
| 55 |  | 
|---|
| 56 | template <typename X, class Bound = interval_bound<X>, | 
|---|
| 57 | class Limits = interval_scalar_limits<X> > | 
|---|
| 58 | class interval_set; | 
|---|
| 59 |  | 
|---|
| 60 | ////////////////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 61 | //      interval bound classes | 
|---|
| 62 | ////////////////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 63 |  | 
|---|
| 64 | /** @short Default interval bound class | 
|---|
| 65 | @module {Interval set} | 
|---|
| 66 | @header dpp/interval_set | 
|---|
| 67 |  | 
|---|
| 68 | @This may be used with the @ref interval and @ref interval_set | 
|---|
| 69 | classes to specify interval bounds inclusivity. | 
|---|
| 70 |  | 
|---|
| 71 | This class must be used to handles both inclusive and exclusive | 
|---|
| 72 | interval bounds in the same interval set. This is the default | 
|---|
| 73 | behavior and more generic choice but @ref interval_bound_inclusive | 
|---|
| 74 | and @ref interval_bound_exclusive may be used instead to allow | 
|---|
| 75 | further optimization of the code. | 
|---|
| 76 | */ | 
|---|
| 77 |  | 
|---|
| 78 | template <typename X> | 
|---|
| 79 | class interval_bound | 
|---|
| 80 | { | 
|---|
| 81 | template <typename, class> friend class interval; | 
|---|
| 82 | template <typename, class, class> friend class interval_set; | 
|---|
| 83 |  | 
|---|
| 84 | X _bound; | 
|---|
| 85 | bool _inclusive; | 
|---|
| 86 |  | 
|---|
| 87 | interval_bound() | 
|---|
| 88 | { | 
|---|
| 89 | } | 
|---|
| 90 |  | 
|---|
| 91 | interval_bound(const X bound, bool inclusive) | 
|---|
| 92 | : _bound(bound), | 
|---|
| 93 | _inclusive(inclusive) | 
|---|
| 94 | { | 
|---|
| 95 | } | 
|---|
| 96 |  | 
|---|
| 97 | X bound() const | 
|---|
| 98 | { | 
|---|
| 99 | return _bound; | 
|---|
| 100 | } | 
|---|
| 101 |  | 
|---|
| 102 | void set_bound(X b) | 
|---|
| 103 | { | 
|---|
| 104 | _bound = b; | 
|---|
| 105 | } | 
|---|
| 106 |  | 
|---|
| 107 | bool inclusive() const | 
|---|
| 108 | { | 
|---|
| 109 | return _inclusive; | 
|---|
| 110 | } | 
|---|
| 111 |  | 
|---|
| 112 | void set_inclusive(bool i) | 
|---|
| 113 | { | 
|---|
| 114 | _inclusive = i; | 
|---|
| 115 | } | 
|---|
| 116 |  | 
|---|
| 117 | bool operator==(const interval_bound &b) const | 
|---|
| 118 | { | 
|---|
| 119 | return _bound == b._bound && _inclusive == b._inclusive; | 
|---|
| 120 | } | 
|---|
| 121 |  | 
|---|
| 122 | static const bool default_inc = true; | 
|---|
| 123 | }; | 
|---|
| 124 |  | 
|---|
| 125 | /** @short Inclusive interval bound class | 
|---|
| 126 | @module {Interval set} | 
|---|
| 127 | @header dpp/interval_set | 
|---|
| 128 |  | 
|---|
| 129 | @This may be used with the @ref interval and @ref interval_set | 
|---|
| 130 | classes to specify interval bounds inclusivity. | 
|---|
| 131 |  | 
|---|
| 132 | When used this specify @b inclusive bounds and @ref interval bound values | 
|---|
| 133 | will always be considered as included in the interval. | 
|---|
| 134 |  | 
|---|
| 135 | @see interval_bound | 
|---|
| 136 | @see interval_bound_exclusive | 
|---|
| 137 | */ | 
|---|
| 138 |  | 
|---|
| 139 | template <typename X> | 
|---|
| 140 | class interval_bound_inclusive | 
|---|
| 141 | { | 
|---|
| 142 | template <typename, class> friend class interval; | 
|---|
| 143 | template <typename, class, class> friend class interval_set; | 
|---|
| 144 |  | 
|---|
| 145 | X _bound; | 
|---|
| 146 |  | 
|---|
| 147 | interval_bound_inclusive() | 
|---|
| 148 | { | 
|---|
| 149 | } | 
|---|
| 150 |  | 
|---|
| 151 | interval_bound_inclusive(const X bound, bool inclusive) | 
|---|
| 152 | : _bound(bound) | 
|---|
| 153 | { | 
|---|
| 154 | } | 
|---|
| 155 |  | 
|---|
| 156 | X bound() const | 
|---|
| 157 | { | 
|---|
| 158 | return _bound; | 
|---|
| 159 | } | 
|---|
| 160 |  | 
|---|
| 161 | void set_bound(X b) | 
|---|
| 162 | { | 
|---|
| 163 | _bound = b; | 
|---|
| 164 | } | 
|---|
| 165 |  | 
|---|
| 166 | bool inclusive() const | 
|---|
| 167 | { | 
|---|
| 168 | return true; | 
|---|
| 169 | } | 
|---|
| 170 |  | 
|---|
| 171 | void set_inclusive(bool i) | 
|---|
| 172 | { | 
|---|
| 173 | assert(i); | 
|---|
| 174 | } | 
|---|
| 175 |  | 
|---|
| 176 | bool operator==(const interval_bound_inclusive &b) const | 
|---|
| 177 | { | 
|---|
| 178 | return _bound == b._bound; | 
|---|
| 179 | } | 
|---|
| 180 |  | 
|---|
| 181 | static const bool default_inc = true; | 
|---|
| 182 | }; | 
|---|
| 183 |  | 
|---|
| 184 | /** @short Exclusive interval bound class | 
|---|
| 185 | @module {Interval set} | 
|---|
| 186 | @header dpp/interval_set | 
|---|
| 187 |  | 
|---|
| 188 | @This may be used with the @ref interval and @ref interval_set | 
|---|
| 189 | classes to specify interval bounds inclusivity. | 
|---|
| 190 |  | 
|---|
| 191 | When used this specify @b exclusive bounds and @ref interval bound values | 
|---|
| 192 | will always be considered as excluded from the interval. | 
|---|
| 193 |  | 
|---|
| 194 | @see interval_bound | 
|---|
| 195 | @see interval_bound_inclusive | 
|---|
| 196 | */ | 
|---|
| 197 |  | 
|---|
| 198 | template <typename X> | 
|---|
| 199 | class interval_bound_exclusive | 
|---|
| 200 | { | 
|---|
| 201 | template <typename, class> friend class interval; | 
|---|
| 202 | template <typename, class, class> friend class interval_set; | 
|---|
| 203 |  | 
|---|
| 204 | X _bound; | 
|---|
| 205 |  | 
|---|
| 206 | interval_bound_exclusive() | 
|---|
| 207 | { | 
|---|
| 208 | } | 
|---|
| 209 |  | 
|---|
| 210 | interval_bound_exclusive(X bound, bool inclusive) | 
|---|
| 211 | : _bound(bound) | 
|---|
| 212 | { | 
|---|
| 213 | } | 
|---|
| 214 |  | 
|---|
| 215 | X bound() const | 
|---|
| 216 | { | 
|---|
| 217 | return _bound; | 
|---|
| 218 | } | 
|---|
| 219 |  | 
|---|
| 220 | void set_bound(X b) | 
|---|
| 221 | { | 
|---|
| 222 | _bound = b; | 
|---|
| 223 | } | 
|---|
| 224 |  | 
|---|
| 225 | bool inclusive() const | 
|---|
| 226 | { | 
|---|
| 227 | return false; | 
|---|
| 228 | } | 
|---|
| 229 |  | 
|---|
| 230 | void set_inclusive(bool i) | 
|---|
| 231 | { | 
|---|
| 232 | assert(!i); | 
|---|
| 233 | } | 
|---|
| 234 |  | 
|---|
| 235 | bool operator==(const interval_bound_exclusive &b) const | 
|---|
| 236 | { | 
|---|
| 237 | return _bound == b._bound; | 
|---|
| 238 | } | 
|---|
| 239 |  | 
|---|
| 240 | static const bool default_inc = false; | 
|---|
| 241 | }; | 
|---|
| 242 |  | 
|---|
| 243 | ////////////////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 244 | //      interval bound limits | 
|---|
| 245 | ////////////////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 246 |  | 
|---|
| 247 | /** @short Interval limits class for standard scalar types | 
|---|
| 248 | @module {Interval set} | 
|---|
| 249 | @header dpp/interval_set | 
|---|
| 250 |  | 
|---|
| 251 | This class specify upper and lower limits for scalar types and | 
|---|
| 252 | is the default limits definition class used by the @ref interval_set class. | 
|---|
| 253 |  | 
|---|
| 254 | Similar classes must be defined when using the @ref interval_set | 
|---|
| 255 | class with user defined non scalar types. | 
|---|
| 256 | */ | 
|---|
| 257 |  | 
|---|
| 258 | template <typename X> | 
|---|
| 259 | class interval_scalar_limits | 
|---|
| 260 | { | 
|---|
| 261 | public: | 
|---|
| 262 | /** @This returns interval maximum value */ | 
|---|
| 263 | static X upper() | 
|---|
| 264 | { | 
|---|
| 265 | if (!std::numeric_limits<X>::is_integer && std::numeric_limits<X>::has_infinity) | 
|---|
| 266 | return std::numeric_limits<X>::infinity(); | 
|---|
| 267 | else | 
|---|
| 268 | return std::numeric_limits<X>::max(); | 
|---|
| 269 | } | 
|---|
| 270 |  | 
|---|
| 271 | /** @This returns interval minimum value */ | 
|---|
| 272 | static X lower() | 
|---|
| 273 | { | 
|---|
| 274 | if (std::numeric_limits<X>::is_integer) | 
|---|
| 275 | return std::numeric_limits<X>::min(); | 
|---|
| 276 | else | 
|---|
| 277 | return -upper(); | 
|---|
| 278 | } | 
|---|
| 279 | }; | 
|---|
| 280 |  | 
|---|
| 281 | ////////////////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 282 | //      interval (bound pair) class | 
|---|
| 283 | ////////////////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 284 |  | 
|---|
| 285 | /** @short Interval class | 
|---|
| 286 | @module {Interval set} | 
|---|
| 287 | @header dpp/interval_set | 
|---|
| 288 | @main | 
|---|
| 289 | @showvalue | 
|---|
| 290 |  | 
|---|
| 291 | @This defines an interval with its low and high bounds for a | 
|---|
| 292 | given type and bound inclusivity. | 
|---|
| 293 |  | 
|---|
| 294 | @tt X can be a standard scalar type or an user defined type. | 
|---|
| 295 |  | 
|---|
| 296 | Acceptable values for @tt Bound template parameter are | 
|---|
| 297 | @ref interval_bound (default), @ref interval_bound_inclusive and | 
|---|
| 298 | @ref interval_bound_exclusive | 
|---|
| 299 |  | 
|---|
| 300 | This class is used as an @ref interval_set element. | 
|---|
| 301 | */ | 
|---|
| 302 |  | 
|---|
| 303 | template <typename X, class Bound> | 
|---|
| 304 | class interval | 
|---|
| 305 | { | 
|---|
| 306 | template <typename, class, class> friend class interval_set; | 
|---|
| 307 |  | 
|---|
| 308 | Bound _low; | 
|---|
| 309 | Bound _high; | 
|---|
| 310 |  | 
|---|
| 311 | public: | 
|---|
| 312 |  | 
|---|
| 313 | /** @This creates a non initialized interval object. */ | 
|---|
| 314 | interval() | 
|---|
| 315 | { | 
|---|
| 316 | } | 
|---|
| 317 |  | 
|---|
| 318 | /** @This creates a new {@tt low, @tt high } interval. | 
|---|
| 319 | Bounds are inclusive by default when @ref interval_bound_exclusive is not used. | 
|---|
| 320 | @alias interval_1 | 
|---|
| 321 | */ | 
|---|
| 322 | interval(const X low, const X high) | 
|---|
| 323 | : _low(low, Bound::default_inc), | 
|---|
| 324 | _high(high, Bound::default_inc) | 
|---|
| 325 | { | 
|---|
| 326 | assert(low < high || low == high); | 
|---|
| 327 | } | 
|---|
| 328 |  | 
|---|
| 329 | /** @This creates a new {@tt low, @tt high } interval with specified inclusivity. | 
|---|
| 330 | @alias interval_2 | 
|---|
| 331 | */ | 
|---|
| 332 | interval(const X low, bool low_inclusive, | 
|---|
| 333 | const X high, bool high_inclusive) | 
|---|
| 334 | : _low(low, low_inclusive), | 
|---|
| 335 | _high(high, high_inclusive) | 
|---|
| 336 | { | 
|---|
| 337 | assert(low < high || (low == high && low_inclusive && high_inclusive)); | 
|---|
| 338 | } | 
|---|
| 339 |  | 
|---|
| 340 | /** @This returns the low bound value. */ | 
|---|
| 341 | X low_bound() const | 
|---|
| 342 | { | 
|---|
| 343 | return _low.bound(); | 
|---|
| 344 | } | 
|---|
| 345 |  | 
|---|
| 346 | /** @This returns the high bound value. */ | 
|---|
| 347 | X high_bound() const | 
|---|
| 348 | { | 
|---|
| 349 | return _high.bound(); | 
|---|
| 350 | } | 
|---|
| 351 |  | 
|---|
| 352 | /** @This tests if low bound is inclusive. */ | 
|---|
| 353 | bool low_inclusive() const | 
|---|
| 354 | { | 
|---|
| 355 | return _low.inclusive(); | 
|---|
| 356 | } | 
|---|
| 357 |  | 
|---|
| 358 | /** @This tests if high bound is inclusive. */ | 
|---|
| 359 | bool high_inclusive() const | 
|---|
| 360 | { | 
|---|
| 361 | return _high.inclusive(); | 
|---|
| 362 | } | 
|---|
| 363 |  | 
|---|
| 364 | /** @This tests if specified value is included in interval range. */ | 
|---|
| 365 | bool contains(const X a) const | 
|---|
| 366 | { | 
|---|
| 367 | if (a == _low.bound()) | 
|---|
| 368 | return _low.inclusive(); | 
|---|
| 369 | else if (a == _high.bound()) | 
|---|
| 370 | return _high.inclusive(); | 
|---|
| 371 | else | 
|---|
| 372 | return (!(a < _low.bound()) && a < _high.bound()); | 
|---|
| 373 | } | 
|---|
| 374 |  | 
|---|
| 375 | /** @This tests if two intervals are equals. */ | 
|---|
| 376 | bool operator==(const interval &i) const | 
|---|
| 377 | { | 
|---|
| 378 | return _low == i._low && _high == i._high; | 
|---|
| 379 | } | 
|---|
| 380 |  | 
|---|
| 381 | /** @This prints an interval to stream in the form "@tt {[low, high]}". | 
|---|
| 382 | Square brackets or parenthesis may be used depending on inclusivity. | 
|---|
| 383 | @alias print | 
|---|
| 384 | */ | 
|---|
| 385 | friend std::ostream & operator<<(std::ostream &o, const interval<X, Bound> &i) | 
|---|
| 386 | { | 
|---|
| 387 | o << (i.low_inclusive() ? "[" : "(") << i.low_bound() | 
|---|
| 388 | << ", " << i.high_bound() << (i.high_inclusive() ? "]" : ")"); | 
|---|
| 389 | return o; | 
|---|
| 390 | } | 
|---|
| 391 | }; | 
|---|
| 392 |  | 
|---|
| 393 |  | 
|---|
| 394 | ////////////////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 395 | //      interval set class | 
|---|
| 396 | ////////////////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 397 |  | 
|---|
| 398 | /** @short Interval set class | 
|---|
| 399 | @module {Interval set} | 
|---|
| 400 | @header dpp/interval_set | 
|---|
| 401 | @main | 
|---|
| 402 | @showvalue | 
|---|
| 403 |  | 
|---|
| 404 | @This may contain several @ref interval objects to act as an | 
|---|
| 405 | interval set. | 
|---|
| 406 |  | 
|---|
| 407 | It provides several common boolean set operations like union, | 
|---|
| 408 | intersection, complement and value inclusion test. | 
|---|
| 409 |  | 
|---|
| 410 | No extra value can be attached to intervals in set; it wouldn't | 
|---|
| 411 | make sense because interval may be splited, joined, created or | 
|---|
| 412 | destroyed by boolean operations. | 
|---|
| 413 |  | 
|---|
| 414 | @tt X can be a standard scalar type or an user defined type. | 
|---|
| 415 | When a user defined type is used, a custom @tt Limits | 
|---|
| 416 | class parameter must be provided to define upper and lower value | 
|---|
| 417 | limits. The @ref interval_scalar_limits is used by default. | 
|---|
| 418 |  | 
|---|
| 419 | @tt Bound specify interval bounds inclusivity policy. | 
|---|
| 420 | Acceptable values for @tt Bound template parameter are | 
|---|
| 421 | @ref interval_bound (default), @ref interval_bound_inclusive and | 
|---|
| 422 | @ref interval_bound_exclusive. | 
|---|
| 423 | */ | 
|---|
| 424 |  | 
|---|
| 425 | template <typename X, class Bound, class Limits> | 
|---|
| 426 | class interval_set | 
|---|
| 427 | { | 
|---|
| 428 | public: | 
|---|
| 429 |  | 
|---|
| 430 | /** Associated @ref interval type */ | 
|---|
| 431 | typedef interval<X, Bound> interval_type; | 
|---|
| 432 |  | 
|---|
| 433 | private: | 
|---|
| 434 | typedef std::vector<interval_type> set_container; | 
|---|
| 435 |  | 
|---|
| 436 | public: | 
|---|
| 437 | /** Value type */ | 
|---|
| 438 | typedef X value_type; | 
|---|
| 439 | /** @ref interval iterator */ | 
|---|
| 440 | typedef typename set_container::iterator iterator; | 
|---|
| 441 | /** @ref interval const iterator */ | 
|---|
| 442 | typedef typename set_container::const_iterator const_iterator; | 
|---|
| 443 | /** @ref interval set limits class */ | 
|---|
| 444 | typedef Limits limits_type; | 
|---|
| 445 |  | 
|---|
| 446 | private: | 
|---|
| 447 |  | 
|---|
| 448 | static void union_glob(const set_container &a, unsigned int &i, | 
|---|
| 449 | const set_container &b, unsigned int &j, | 
|---|
| 450 | set_container &c, unsigned int &k) | 
|---|
| 451 | { | 
|---|
| 452 | // skip all included intervals | 
|---|
| 453 | while (j < b.size() && b[j]._high.bound() < c[k]._high.bound()) | 
|---|
| 454 | j++; | 
|---|
| 455 |  | 
|---|
| 456 | if (j < b.size()) | 
|---|
| 457 | { | 
|---|
| 458 | // if interval end equal to next interval start | 
|---|
| 459 | if (((c[k]._high.bound() == b[j]._low.bound()) | 
|---|
| 460 | && (c[k]._high.inclusive() || b[j]._low.inclusive())) | 
|---|
| 461 | // or interval end greater than next interval start | 
|---|
| 462 | || (b[j]._low.bound() < c[k]._high.bound())) | 
|---|
| 463 | { | 
|---|
| 464 | // join intervals | 
|---|
| 465 | c[k]._high = b[j++]._high; | 
|---|
| 466 | // terminal recursion | 
|---|
| 467 | return union_glob(b, j, a, i, c, k); | 
|---|
| 468 | } | 
|---|
| 469 | } | 
|---|
| 470 | } | 
|---|
| 471 |  | 
|---|
| 472 | static interval_set union_(const set_container &a, const set_container &b) | 
|---|
| 473 | { | 
|---|
| 474 | interval_set res; | 
|---|
| 475 | set_container &c = res._set; | 
|---|
| 476 |  | 
|---|
| 477 | unsigned int i, j, k; | 
|---|
| 478 |  | 
|---|
| 479 | c.resize(a.size() + b.size()); | 
|---|
| 480 |  | 
|---|
| 481 | for (i = j = k = 0; i < a.size() && j < b.size(); k++) | 
|---|
| 482 | { | 
|---|
| 483 | if (a[i]._low.bound() == b[j]._low.bound()) | 
|---|
| 484 | { | 
|---|
| 485 | c[k] = a[i]; | 
|---|
| 486 | c[k]._low.set_inclusive(a[i]._low.inclusive() | b[j]._low.inclusive()); | 
|---|
| 487 | i++; | 
|---|
| 488 | union_glob(a, i, b, j, c, k); | 
|---|
| 489 | } | 
|---|
| 490 | else if (a[i]._low.bound() < b[j]._low.bound()) | 
|---|
| 491 | { | 
|---|
| 492 | c[k] = a[i++]; | 
|---|
| 493 | union_glob(a, i, b, j, c, k); | 
|---|
| 494 | } | 
|---|
| 495 | else // if (a[i]._low._bound > b[j]._low._bound) | 
|---|
| 496 | { | 
|---|
| 497 | c[k] = b[j++]; | 
|---|
| 498 | union_glob(b, j, a, i, c, k); | 
|---|
| 499 | } | 
|---|
| 500 | } | 
|---|
| 501 |  | 
|---|
| 502 | for (; i < a.size(); i++, k++) | 
|---|
| 503 | c[k] = a[i]; | 
|---|
| 504 |  | 
|---|
| 505 | for (; j < b.size(); j++, k++) | 
|---|
| 506 | c[k] = b[j]; | 
|---|
| 507 |  | 
|---|
| 508 | res._set.resize(k); | 
|---|
| 509 |  | 
|---|
| 510 | return res; | 
|---|
| 511 | } | 
|---|
| 512 |  | 
|---|
| 513 | static bool pair_intersect(const interval_type &a, const interval_type &b, interval_type &r) | 
|---|
| 514 | { | 
|---|
| 515 | if (b._low.bound() < a._low.bound()) | 
|---|
| 516 | r._low = a._low; | 
|---|
| 517 | else // if (a._low.bound() <= b._low.bound()) | 
|---|
| 518 | { | 
|---|
| 519 | r._low = b._low; | 
|---|
| 520 | if (!a._low.inclusive() && a._low.bound() == b._low.bound()) | 
|---|
| 521 | r._low.set_inclusive(false); | 
|---|
| 522 | } | 
|---|
| 523 |  | 
|---|
| 524 | if (a._high.bound() < b._high.bound()) | 
|---|
| 525 | r._high = a._high; | 
|---|
| 526 | else // if (b._high.bound() <= a._high.bound()) | 
|---|
| 527 | { | 
|---|
| 528 | r._high = b._high; | 
|---|
| 529 | if (!a._high.inclusive() && a._high.bound() == b._high.bound()) | 
|---|
| 530 | r._high.set_inclusive(false); | 
|---|
| 531 | } | 
|---|
| 532 |  | 
|---|
| 533 | if (r._high.bound() == r._low.bound()) | 
|---|
| 534 | return r._low.inclusive() && r._high.inclusive(); | 
|---|
| 535 | else | 
|---|
| 536 | return(r._low.bound() < r._high.bound()); | 
|---|
| 537 | } | 
|---|
| 538 |  | 
|---|
| 539 | static interval_set intersection(const set_container &a, const set_container &b) | 
|---|
| 540 | { | 
|---|
| 541 | interval_set res; | 
|---|
| 542 | set_container &c = res._set; | 
|---|
| 543 |  | 
|---|
| 544 | unsigned int i, j, k; | 
|---|
| 545 |  | 
|---|
| 546 | c.resize(a.size() + b.size()); | 
|---|
| 547 |  | 
|---|
| 548 | for (i = j = k = 0; i < a.size() && j < b.size(); ) | 
|---|
| 549 | { | 
|---|
| 550 | if (b[j]._high.bound() < a[i]._low.bound()) | 
|---|
| 551 | while (j < b.size() && b[j]._high.bound() < a[i]._low.bound()) | 
|---|
| 552 | j++; | 
|---|
| 553 | else if (a[i]._high.bound() < b[j]._low.bound()) | 
|---|
| 554 | while (i < a.size() && a[i]._high.bound() < b[j]._low.bound()) | 
|---|
| 555 | i++; | 
|---|
| 556 | else | 
|---|
| 557 | { | 
|---|
| 558 | if (pair_intersect(a[i], b[j], c[k])) | 
|---|
| 559 | k++; | 
|---|
| 560 |  | 
|---|
| 561 | if (a[i]._high.bound() == b[j]._high.bound()) | 
|---|
| 562 | j++, i++; | 
|---|
| 563 | else if (a[i]._high.bound() < b[j]._high.bound()) | 
|---|
| 564 | i++; | 
|---|
| 565 | else | 
|---|
| 566 | j++; | 
|---|
| 567 | } | 
|---|
| 568 | } | 
|---|
| 569 |  | 
|---|
| 570 | res._set.resize(k); | 
|---|
| 571 |  | 
|---|
| 572 | return res; | 
|---|
| 573 | } | 
|---|
| 574 |  | 
|---|
| 575 | static interval_set complement(const set_container &a) | 
|---|
| 576 | { | 
|---|
| 577 | if (a.empty()) | 
|---|
| 578 | return interval_set(true); | 
|---|
| 579 |  | 
|---|
| 580 | unsigned int i, j; | 
|---|
| 581 | interval_set res; | 
|---|
| 582 | set_container &r = res._set; | 
|---|
| 583 |  | 
|---|
| 584 | if (a[0]._low.bound() == limits_type::lower() && a[0]._low.inclusive()) | 
|---|
| 585 | { | 
|---|
| 586 | r.resize(a.size()); | 
|---|
| 587 | r[0]._low.set_bound(a[0]._high.bound()); | 
|---|
| 588 | r[0]._low.set_inclusive(!a[0]._high.inclusive()); | 
|---|
| 589 | j = 1; | 
|---|
| 590 | } | 
|---|
| 591 | else | 
|---|
| 592 | { | 
|---|
| 593 | r.resize(a.size() + 1); | 
|---|
| 594 | r[0]._low.set_bound(limits_type::lower()); | 
|---|
| 595 | r[0]._low.set_inclusive(true); | 
|---|
| 596 | j = 0; | 
|---|
| 597 | } | 
|---|
| 598 |  | 
|---|
| 599 | for (i = 0; i < r.size() - 1; i++, j++) | 
|---|
| 600 | { | 
|---|
| 601 | r[i]._high.set_bound(a[j]._low.bound()); | 
|---|
| 602 | r[i]._high.set_inclusive(!a[j]._low.inclusive()); | 
|---|
| 603 | r[i+1]._low.set_bound(a[j]._high.bound()); | 
|---|
| 604 | r[i+1]._low.set_inclusive(!a[j]._high.inclusive()); | 
|---|
| 605 | } | 
|---|
| 606 |  | 
|---|
| 607 | assert(j >= 1); | 
|---|
| 608 |  | 
|---|
| 609 | if (a[j-1]._high.bound() == limits_type::upper() && a[j-1]._high.inclusive()) | 
|---|
| 610 | { | 
|---|
| 611 | r.pop_back(); | 
|---|
| 612 | } | 
|---|
| 613 | else | 
|---|
| 614 | { | 
|---|
| 615 | r[i]._high.set_bound(limits_type::upper()); | 
|---|
| 616 | r[i]._high.set_inclusive(true); | 
|---|
| 617 | } | 
|---|
| 618 |  | 
|---|
| 619 | return res; | 
|---|
| 620 | } | 
|---|
| 621 |  | 
|---|
| 622 | unsigned int dicho(const X a) const | 
|---|
| 623 | { | 
|---|
| 624 | unsigned int min_idx = 0; | 
|---|
| 625 | unsigned int max_idx = _set.size(); | 
|---|
| 626 |  | 
|---|
| 627 | assert(!_set.empty()); | 
|---|
| 628 |  | 
|---|
| 629 | // dichotomic search | 
|---|
| 630 | while (max_idx - min_idx > 1) | 
|---|
| 631 | { | 
|---|
| 632 | unsigned int p = (max_idx + min_idx) / 2; | 
|---|
| 633 |  | 
|---|
| 634 | if (a < _set[p]._low.bound()) | 
|---|
| 635 | max_idx = p; | 
|---|
| 636 | else | 
|---|
| 637 | min_idx = p; | 
|---|
| 638 | } | 
|---|
| 639 |  | 
|---|
| 640 | return min_idx; | 
|---|
| 641 | } | 
|---|
| 642 |  | 
|---|
| 643 | public: | 
|---|
| 644 |  | 
|---|
| 645 | /** @This creates an empty interval set */ | 
|---|
| 646 | interval_set() | 
|---|
| 647 | { | 
|---|
| 648 | } | 
|---|
| 649 |  | 
|---|
| 650 | /** @This creates an empty or whole interval set */ | 
|---|
| 651 | interval_set(bool whole) | 
|---|
| 652 | { | 
|---|
| 653 | if (whole) | 
|---|
| 654 | _set.push_back(interval_type(limits_type::lower(), | 
|---|
| 655 | limits_type::upper())); | 
|---|
| 656 | } | 
|---|
| 657 |  | 
|---|
| 658 | /** @This creates an interval set including values in given @ref interval */ | 
|---|
| 659 | interval_set(const interval_type &i) | 
|---|
| 660 | { | 
|---|
| 661 | _set.push_back(i); | 
|---|
| 662 | } | 
|---|
| 663 |  | 
|---|
| 664 | /** @This creates an interval set including values in [@tt low, @tt high] range. | 
|---|
| 665 | @see interval::__interval_1__ */ | 
|---|
| 666 | interval_set(const X low, const X high) | 
|---|
| 667 | { | 
|---|
| 668 | _set.push_back(interval_type(low, high)); | 
|---|
| 669 | } | 
|---|
| 670 |  | 
|---|
| 671 | /** @This creates an interval set including values in range {@tt low, @tt high} with given inclusivity | 
|---|
| 672 | @see interval::__interval_2__ */ | 
|---|
| 673 | interval_set(const X low, bool low_inclusive, | 
|---|
| 674 | const X high, bool high_inclusive) | 
|---|
| 675 | { | 
|---|
| 676 | _set.push_back(interval_type(low, low_inclusive, high, high_inclusive)); | 
|---|
| 677 | } | 
|---|
| 678 |  | 
|---|
| 679 | /** @This resets the interval set to empty state */ | 
|---|
| 680 | void clear() | 
|---|
| 681 | { | 
|---|
| 682 | _set.clear(); | 
|---|
| 683 | } | 
|---|
| 684 |  | 
|---|
| 685 | /** @This tests if interval set is empty */ | 
|---|
| 686 | bool empty() | 
|---|
| 687 | { | 
|---|
| 688 | return _set.empty(); | 
|---|
| 689 | } | 
|---|
| 690 |  | 
|---|
| 691 | /** @This tests if interval set is whole */ | 
|---|
| 692 | bool whole() | 
|---|
| 693 | { | 
|---|
| 694 | return (!_set.empty() | 
|---|
| 695 | && _set.back()._low.bound() == limits_type::lower() | 
|---|
| 696 | && _set.back()._high.bound() == limits_type::upper()); | 
|---|
| 697 | } | 
|---|
| 698 |  | 
|---|
| 699 | /** @This returns a new interval set being the union of the two interval sets */ | 
|---|
| 700 | interval_set operator|(const interval_set &i) const | 
|---|
| 701 | { | 
|---|
| 702 | return union_(_set, i._set); | 
|---|
| 703 | } | 
|---|
| 704 |  | 
|---|
| 705 | /** @This replaces the current interval set by the union with given interval set */ | 
|---|
| 706 | interval_set & operator|=(const interval_set &i) | 
|---|
| 707 | { | 
|---|
| 708 | return *this = *this | i; // FIXME write optimized version | 
|---|
| 709 | } | 
|---|
| 710 |  | 
|---|
| 711 | /** @This replaces the current interval set by the union with given interval */ | 
|---|
| 712 | interval_set & operator|=(const interval_type &i) | 
|---|
| 713 | { | 
|---|
| 714 | return *this = *this | interval_set(i); // FIXME write optimized version | 
|---|
| 715 | } | 
|---|
| 716 |  | 
|---|
| 717 | /** @This returns a new interval set being the intersection of the two interval sets */ | 
|---|
| 718 | interval_set operator&(const interval_set &i) const | 
|---|
| 719 | { | 
|---|
| 720 | return intersection(_set, i._set); | 
|---|
| 721 | } | 
|---|
| 722 |  | 
|---|
| 723 | /** @This replaces the current interval set by the intersection with given interval set */ | 
|---|
| 724 | interval_set & operator&=(const interval_set &i) | 
|---|
| 725 | { | 
|---|
| 726 | return *this = *this & i; // FIXME write optimized version | 
|---|
| 727 | } | 
|---|
| 728 |  | 
|---|
| 729 | /** @This replaces the current interval set by the intersection with given interval */ | 
|---|
| 730 | interval_set & operator&=(const interval_type &i) | 
|---|
| 731 | { | 
|---|
| 732 | return *this = *this & interval_set(i); // FIXME write optimized version | 
|---|
| 733 | } | 
|---|
| 734 |  | 
|---|
| 735 | /** @This returns the complementary interval set */ | 
|---|
| 736 | interval_set operator~() const | 
|---|
| 737 | { | 
|---|
| 738 | return complement(_set); | 
|---|
| 739 | } | 
|---|
| 740 |  | 
|---|
| 741 | /** @This returns a new interval set being the exclusive or of the two interval sets */ | 
|---|
| 742 | interval_set operator^(const interval_set &i) const | 
|---|
| 743 | { | 
|---|
| 744 | return (*this & ~i) | (~*this & i); | 
|---|
| 745 | } | 
|---|
| 746 |  | 
|---|
| 747 | /** @This replaces the current interval set by the exclusive or with given interval set */ | 
|---|
| 748 | interval_set & operator^=(const interval_set &i) | 
|---|
| 749 | { | 
|---|
| 750 | return *this = *this ^ i; | 
|---|
| 751 | } | 
|---|
| 752 |  | 
|---|
| 753 | /** @This replaces the current interval set by the exclusive or with given interval */ | 
|---|
| 754 | interval_set & operator^=(const interval_type &i) | 
|---|
| 755 | { | 
|---|
| 756 | return *this = *this ^ interval_set(i); | 
|---|
| 757 | } | 
|---|
| 758 |  | 
|---|
| 759 | /** @This returns the interval which contains the given value. | 
|---|
| 760 | This throws a @ref std::out_of_range exception if no matching | 
|---|
| 761 | interval is available in set. */ | 
|---|
| 762 | interval_type get_interval(const X a) const throw (std::out_of_range) | 
|---|
| 763 | { | 
|---|
| 764 | if (_set.empty()) | 
|---|
| 765 | throw std::out_of_range("empty interval_set"); | 
|---|
| 766 |  | 
|---|
| 767 | unsigned int p = dicho(a); | 
|---|
| 768 |  | 
|---|
| 769 | if (!_set[p].contains(a)) | 
|---|
| 770 | throw std::out_of_range("no matching interval found"); | 
|---|
| 771 |  | 
|---|
| 772 | return _set[p]; | 
|---|
| 773 | } | 
|---|
| 774 |  | 
|---|
| 775 | /** @This tests if specified value is included in interval set | 
|---|
| 776 | @alias contains_1 | 
|---|
| 777 | */ | 
|---|
| 778 | bool contains(const X a) const | 
|---|
| 779 | { | 
|---|
| 780 | return !_set.empty() && _set[dicho(a)].contains(a); | 
|---|
| 781 | } | 
|---|
| 782 |  | 
|---|
| 783 | /** @This tests if specified interval set is included in interval set */ | 
|---|
| 784 | bool contains(const interval_set &i) const | 
|---|
| 785 | { | 
|---|
| 786 | return (i & *this) == i; // FIXME write optimized version | 
|---|
| 787 | } | 
|---|
| 788 |  | 
|---|
| 789 | /** @This is a shortcut for @ref __contains_1__ */ | 
|---|
| 790 | bool operator[](const X a) const | 
|---|
| 791 | { | 
|---|
| 792 | return contains(a); | 
|---|
| 793 | } | 
|---|
| 794 |  | 
|---|
| 795 | /** @This tests if two interval sets are equals */ | 
|---|
| 796 | bool operator==(const interval_set &i) const | 
|---|
| 797 | { | 
|---|
| 798 | if (_set.size() != i._set.size()) | 
|---|
| 799 | return false; | 
|---|
| 800 |  | 
|---|
| 801 | for (unsigned int j = 0; j < _set.size(); j++) | 
|---|
| 802 | if (!(_set[j] == i._set[j])) | 
|---|
| 803 | return false; | 
|---|
| 804 |  | 
|---|
| 805 | return true; | 
|---|
| 806 | } | 
|---|
| 807 |  | 
|---|
| 808 | /** @This returns an interval set iterator. It can be | 
|---|
| 809 | used to iterator over all @ref interval contained in the set. */ | 
|---|
| 810 | iterator begin() | 
|---|
| 811 | { | 
|---|
| 812 | return _set.begin(); | 
|---|
| 813 | } | 
|---|
| 814 |  | 
|---|
| 815 | /** @This returns an interval set end iterator. */ | 
|---|
| 816 | iterator end() | 
|---|
| 817 | { | 
|---|
| 818 | return _set.end(); | 
|---|
| 819 | } | 
|---|
| 820 |  | 
|---|
| 821 | /** @This returns an interval set const iterator. It can be | 
|---|
| 822 | used to iterator over all @ref interval contained in the set. */ | 
|---|
| 823 | const_iterator begin() const | 
|---|
| 824 | { | 
|---|
| 825 | return _set.begin(); | 
|---|
| 826 | } | 
|---|
| 827 |  | 
|---|
| 828 | /** @This returns an interval set end iterator. */ | 
|---|
| 829 | const_iterator end() const | 
|---|
| 830 | { | 
|---|
| 831 | return _set.end(); | 
|---|
| 832 | } | 
|---|
| 833 |  | 
|---|
| 834 | /** @This prints interval set to stream by iterating over all @ref interval | 
|---|
| 835 | present in the set using @ref interval::__print__ | 
|---|
| 836 | */ | 
|---|
| 837 | friend std::ostream & operator<<(std::ostream &o, const interval_set<X, Bound, Limits> &is) | 
|---|
| 838 | { | 
|---|
| 839 | for (typename interval_set<X, Bound, Limits>::const_iterator i = is.begin(); i != is.end(); i++) | 
|---|
| 840 | o << *i; | 
|---|
| 841 | return o; | 
|---|
| 842 | } | 
|---|
| 843 |  | 
|---|
| 844 | private: | 
|---|
| 845 |  | 
|---|
| 846 | set_container _set; | 
|---|
| 847 | }; | 
|---|
| 848 |  | 
|---|
| 849 | } | 
|---|
| 850 |  | 
|---|
| 851 | #endif | 
|---|
| 852 |  | 
|---|