Clang Project

include/c++/7/bits/regex_automaton.h
1// class template regex -*- C++ -*-
2
3// Copyright (C) 2013-2017 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/**
26 *  @file bits/regex_automaton.h
27 *  This is an internal header file, included by other library headers.
28 *  Do not attempt to use it directly. @headername{regex}
29 */
30
31// This macro defines the maximal state number a NFA can have.
32#ifndef _GLIBCXX_REGEX_STATE_LIMIT
33#define _GLIBCXX_REGEX_STATE_LIMIT 100000
34#endif
35
36namespace std _GLIBCXX_VISIBILITY(default)
37{
38namespace __detail
39{
40_GLIBCXX_BEGIN_NAMESPACE_VERSION
41
42  /**
43   *  @defgroup regex-detail Base and Implementation Classes
44   *  @ingroup regex
45   *  @{
46   */
47
48  typedef long _StateIdT;
49  static const _StateIdT _S_invalid_state_id  = -1;
50
51  template<typename _CharT>
52    using _Matcher = std::function<bool (_CharT)>;
53
54  /// Operation codes that define the type of transitions within the base NFA
55  /// that represents the regular expression.
56  enum _Opcode : int
57  {
58      _S_opcode_unknown,
59      _S_opcode_alternative,
60      _S_opcode_repeat,
61      _S_opcode_backref,
62      _S_opcode_line_begin_assertion,
63      _S_opcode_line_end_assertion,
64      _S_opcode_word_boundary,
65      _S_opcode_subexpr_lookahead,
66      _S_opcode_subexpr_begin,
67      _S_opcode_subexpr_end,
68      _S_opcode_dummy,
69      _S_opcode_match,
70      _S_opcode_accept,
71  };
72
73  struct _State_base
74  {
75  protected:
76    _Opcode      _M_opcode;           // type of outgoing transition
77
78  public:
79    _StateIdT    _M_next;             // outgoing transition
80    union // Since they are mutually exclusive.
81    {
82      size_t _M_subexpr;        // for _S_opcode_subexpr_*
83      size_t _M_backref_index;  // for _S_opcode_backref
84      struct
85      {
86 // for _S_opcode_alternative, _S_opcode_repeat and
87 // _S_opcode_subexpr_lookahead
88 _StateIdT  _M_alt;
89 // for _S_opcode_word_boundary or _S_opcode_subexpr_lookahead or
90 // quantifiers (ungreedy if set true)
91 bool       _M_neg;
92      };
93      // For _S_opcode_match
94      __gnu_cxx::__aligned_membuf<_Matcher<char>> _M_matcher_storage;
95    };
96
97  protected:
98    explicit _State_base(_Opcode __opcode)
99    : _M_opcode(__opcode), _M_next(_S_invalid_state_id)
100    { }
101
102  public:
103    bool
104    _M_has_alt()
105    {
106      return _M_opcode == _S_opcode_alternative
107 || _M_opcode == _S_opcode_repeat
108 || _M_opcode == _S_opcode_subexpr_lookahead;
109    }
110
111#ifdef _GLIBCXX_DEBUG
112    std::ostream&
113    _M_print(std::ostream& ostr) const;
114
115    // Prints graphviz dot commands for state.
116    std::ostream&
117    _M_dot(std::ostream& __ostr, _StateIdT __id) const;
118#endif
119  };
120
121  template<typename _Char_type>
122    struct _State : _State_base
123    {
124      typedef _Matcher<_Char_type> _MatcherT;
125      static_assert(sizeof(_MatcherT) == sizeof(_Matcher<char>),
126     "std::function<bool(T)> has the same size as "
127     "std::function<bool(char)>");
128      static_assert(alignof(_MatcherT) == alignof(_Matcher<char>),
129     "std::function<bool(T)> has the same alignment as "
130     "std::function<bool(char)>");
131
132      explicit
133      _State(_Opcode __opcode) : _State_base(__opcode)
134      {
135 if (_M_opcode() == _S_opcode_match)
136   new (this->_M_matcher_storage._M_addr()) _MatcherT();
137      }
138
139      _State(const _State& __rhs) : _State_base(__rhs)
140      {
141 if (__rhs._M_opcode() == _S_opcode_match)
142   new (this->_M_matcher_storage._M_addr())
143     _MatcherT(__rhs._M_get_matcher());
144      }
145
146      _State(_State&& __rhs) : _State_base(__rhs)
147      {
148 if (__rhs._M_opcode() == _S_opcode_match)
149   new (this->_M_matcher_storage._M_addr())
150     _MatcherT(std::move(__rhs._M_get_matcher()));
151      }
152
153      _State&
154      operator=(const _State&) = delete;
155
156      ~_State()
157      {
158 if (_M_opcode() == _S_opcode_match)
159   _M_get_matcher().~_MatcherT();
160      }
161
162      // Since correct ctor and dtor rely on _M_opcode, it's better not to
163      // change it over time.
164      _Opcode
165      _M_opcode() const
166      { return _State_base::_M_opcode; }
167
168      bool
169      _M_matches(_Char_type __charconst
170      { return _M_get_matcher()(__char); }
171
172      _MatcherT&
173      _M_get_matcher()
174      { return *static_cast<_MatcherT*>(this->_M_matcher_storage._M_addr()); }
175
176      const _MatcherT&
177      _M_get_matcher() const
178      {
179 return *static_cast<const _MatcherT*>(
180     this->_M_matcher_storage._M_addr());
181      }
182    };
183
184  struct _NFA_base
185  {
186    typedef size_t                              _SizeT;
187    typedef regex_constants::syntax_option_type _FlagT;
188
189    explicit
190    _NFA_base(_FlagT __f)
191    : _M_flags(__f), _M_start_state(0), _M_subexpr_count(0),
192    _M_has_backref(false)
193    { }
194
195    _NFA_base(_NFA_base&&) = default;
196
197  protected:
198    ~_NFA_base() = default;
199
200  public:
201    _FlagT
202    _M_options() const
203    { return _M_flags; }
204
205    _StateIdT
206    _M_start() const
207    { return _M_start_state; }
208
209    _SizeT
210    _M_sub_count() const
211    { return _M_subexpr_count; }
212
213    std::vector<size_t>       _M_paren_stack;
214    _FlagT                    _M_flags;
215    _StateIdT                 _M_start_state;
216    _SizeT                    _M_subexpr_count;
217    bool                      _M_has_backref;
218  };
219
220  template<typename _TraitsT>
221    struct _NFA
222    : _NFA_basestd::vector<_State<typename _TraitsT::char_type>>
223    {
224      typedef typename _TraitsT::char_type _Char_type;
225      typedef _State<_Char_type> _StateT;
226      typedef _Matcher<_Char_type> _MatcherT;
227
228      _NFA(const typename _TraitsT::locale_type& __loc_FlagT __flags)
229      : _NFA_base(__flags)
230      { _M_traits.imbue(__loc); }
231
232      // for performance reasons _NFA objects should only be moved not copied
233      _NFA(const _NFA&) = delete;
234      _NFA(_NFA&&) = default;
235
236      _StateIdT
237      _M_insert_accept()
238      {
239 auto __ret = _M_insert_state(_StateT(_S_opcode_accept));
240 return __ret;
241      }
242
243      _StateIdT
244      _M_insert_alt(_StateIdT __next_StateIdT __alt,
245     bool __neg __attribute__((__unused__)))
246      {
247 _StateT __tmp(_S_opcode_alternative);
248 // It labels every quantifier to make greedy comparison easier in BFS
249 // approach.
250 __tmp._M_next = __next;
251 __tmp._M_alt = __alt;
252 return _M_insert_state(std::move(__tmp));
253      }
254
255      _StateIdT
256      _M_insert_repeat(_StateIdT __next_StateIdT __altbool __neg)
257      {
258 _StateT __tmp(_S_opcode_repeat);
259 // It labels every quantifier to make greedy comparison easier in BFS
260 // approach.
261 __tmp._M_next = __next;
262 __tmp._M_alt = __alt;
263 __tmp._M_neg = __neg;
264 return _M_insert_state(std::move(__tmp));
265      }
266
267      _StateIdT
268      _M_insert_matcher(_MatcherT __m)
269      {
270 _StateT __tmp(_S_opcode_match);
271 __tmp._M_get_matcher() = std::move(__m);
272 return _M_insert_state(std::move(__tmp));
273      }
274
275      _StateIdT
276      _M_insert_subexpr_begin()
277      {
278 auto __id = this->_M_subexpr_count++;
279 this->_M_paren_stack.push_back(__id);
280 _StateT __tmp(_S_opcode_subexpr_begin);
281 __tmp._M_subexpr = __id;
282 return _M_insert_state(std::move(__tmp));
283      }
284
285      _StateIdT
286      _M_insert_subexpr_end()
287      {
288 _StateT __tmp(_S_opcode_subexpr_end);
289 __tmp._M_subexpr = this->_M_paren_stack.back();
290 this->_M_paren_stack.pop_back();
291 return _M_insert_state(std::move(__tmp));
292      }
293
294      _StateIdT
295      _M_insert_backref(size_t __index);
296
297      _StateIdT
298      _M_insert_line_begin()
299      { return _M_insert_state(_StateT(_S_opcode_line_begin_assertion)); }
300
301      _StateIdT
302      _M_insert_line_end()
303      { return _M_insert_state(_StateT(_S_opcode_line_end_assertion)); }
304
305      _StateIdT
306      _M_insert_word_bound(bool __neg)
307      {
308 _StateT __tmp(_S_opcode_word_boundary);
309 __tmp._M_neg = __neg;
310 return _M_insert_state(std::move(__tmp));
311      }
312
313      _StateIdT
314      _M_insert_lookahead(_StateIdT __altbool __neg)
315      {
316 _StateT __tmp(_S_opcode_subexpr_lookahead);
317 __tmp._M_alt = __alt;
318 __tmp._M_neg = __neg;
319 return _M_insert_state(std::move(__tmp));
320      }
321
322      _StateIdT
323      _M_insert_dummy()
324      { return _M_insert_state(_StateT(_S_opcode_dummy)); }
325
326      _StateIdT
327      _M_insert_state(_StateT __s)
328      {
329 this->push_back(std::move(__s));
330 if (this->size() > _GLIBCXX_REGEX_STATE_LIMIT)
331   __throw_regex_error(
332     regex_constants::error_space,
333     "Number of NFA states exceeds limit. Please use shorter regex "
334     "string, or use smaller brace expression, or make "
335     "_GLIBCXX_REGEX_STATE_LIMIT larger.");
336 return this->size() - 1;
337      }
338
339      // Eliminate dummy node in this NFA to make it compact.
340      void
341      _M_eliminate_dummy();
342
343#ifdef _GLIBCXX_DEBUG
344      std::ostream&
345      _M_dot(std::ostream& __ostr) const;
346#endif
347    public:
348      _TraitsT                  _M_traits;
349    };
350
351  /// Describes a sequence of one or more %_State, its current start
352  /// and end(s).  This structure contains fragments of an NFA during
353  /// construction.
354  template<typename _TraitsT>
355    class _StateSeq
356    {
357    public:
358      typedef _NFA<_TraitsT> _RegexT;
359
360    public:
361      _StateSeq(_RegexT__nfa_StateIdT __s)
362      : _M_nfa(__nfa), _M_start(__s), _M_end(__s)
363      { }
364
365      _StateSeq(_RegexT__nfa_StateIdT __s_StateIdT __end)
366      : _M_nfa(__nfa), _M_start(__s), _M_end(__end)
367      { }
368
369      // Append a state on *this and change *this to the new sequence.
370      void
371      _M_append(_StateIdT __id)
372      {
373 _M_nfa[_M_end]._M_next = __id;
374 _M_end = __id;
375      }
376
377      // Append a sequence on *this and change *this to the new sequence.
378      void
379      _M_append(const _StateSeq& __s)
380      {
381 _M_nfa[_M_end]._M_next = __s._M_start;
382 _M_end = __s._M_end;
383      }
384
385      // Clones an entire sequence.
386      _StateSeq
387      _M_clone();
388
389    public:
390      _RegexT&  _M_nfa;
391      _StateIdT _M_start;
392      _StateIdT _M_end;
393    };
394
395 //@} regex-detail
396_GLIBCXX_END_NAMESPACE_VERSION
397// namespace __detail
398// namespace std
399
400#include <bits/regex_automaton.tcc>
401
std::__detail::_State_base::_M_opcode
std::__detail::_State_base::_M_next
std::__detail::_State_base::(anonymous union)::_M_subexpr
std::__detail::_State_base::(anonymous union)::_M_backref_index
std::__detail::_State_base::(anonymous union)::(anonymous struct)::_M_alt
std::__detail::_State_base::(anonymous union)::(anonymous struct)::_M_neg
std::__detail::_State_base::(anonymous union)::_M_matcher_storage
std::__detail::_State_base::_M_has_alt
std::__detail::_State::_M_opcode
std::__detail::_State::_M_matches
std::__detail::_State::_M_get_matcher
std::__detail::_State::_M_get_matcher
std::__detail::_NFA_base::_M_options
std::__detail::_NFA_base::_M_start
std::__detail::_NFA_base::_M_sub_count
std::__detail::_NFA_base::_M_paren_stack
std::__detail::_NFA_base::_M_flags
std::__detail::_NFA_base::_M_start_state
std::__detail::_NFA_base::_M_subexpr_count
std::__detail::_NFA_base::_M_has_backref
std::__detail::_NFA::_M_insert_accept
std::__detail::_NFA::_M_insert_alt
std::__detail::_NFA::_M_insert_repeat
std::__detail::_NFA::_M_insert_matcher
std::__detail::_NFA::_M_insert_subexpr_begin
std::__detail::_NFA::_M_insert_subexpr_end
std::__detail::_NFA::_M_insert_backref
std::__detail::_NFA::_M_insert_line_begin
std::__detail::_NFA::_M_insert_line_end
std::__detail::_NFA::_M_insert_word_bound
std::__detail::_NFA::_M_insert_lookahead
std::__detail::_NFA::_M_insert_dummy
std::__detail::_NFA::_M_insert_state
std::__detail::_NFA::_M_eliminate_dummy
std::__detail::_NFA::_M_traits
std::__detail::_StateSeq::_M_append
std::__detail::_StateSeq::_M_append
std::__detail::_StateSeq::_M_clone
std::__detail::_StateSeq::_M_nfa
std::__detail::_StateSeq::_M_start
std::__detail::_StateSeq::_M_end