- Fix a sign-checking bug in the BigInteger(..., Sign) constructors.
[bigint/bigint.git] / NumberlikeArray.hh
index 10b7262..53c8e5b 100644 (file)
@@ -1,92 +1,95 @@
-/*
-* Matt McCutchen's Big Integer Library
-* http://mysite.verizon.net/mccutchen/bigint/
-*/
-
-#ifndef NUMBERLIKEARRAY
-#define NUMBERLIKEARRAY
-
-/*
-* A NumberlikeArray<Block> object holds a dynamically
-* allocated array of Blocks.  It provides certain basic
-* memory management features needed by both BigUnsigned
-* and BigUnsignedInABase, which are both derived from it.
-*
-* NumberlikeArray provides no information hiding, so make
-* sure you know what you are doing if you use it directly.
-* Classes derived from it will probably wish to pass on
-* some members of NumberlikeArray to their clients while
-* keeping some safe for themselves.  These classes should
-* use protected inheritance and manually make some members
-* public with declarations like this:
-*
-* public:
-*     NumberlikeArray< whatever >::getLength;
-*/
+#ifndef NUMBERLIKEARRAY_H
+#define NUMBERLIKEARRAY_H
 
+// Make sure we have NULL.
+#ifndef NULL
+#define NULL 0
+#endif
+
+/* A NumberlikeArray<Blk> object holds a heap-allocated array of Blk with a
+ * length and a capacity and provides basic memory management features.
+ * BigUnsigned and BigUnsignedInABase both subclass it.
+ *
+ * NumberlikeArray provides no information hiding.  Subclasses should use
+ * nonpublic inheritance and manually expose members as desired using
+ * declarations like this:
+ *
+ * public:
+ *     NumberlikeArray< the-type-argument >::getLength;
+ */
 template <class Blk>
 class NumberlikeArray {
-       public:
-       
-       typedef unsigned int Index; // Type for the index of a block in the array
-       
-       // FIELDS
-       Index cap; // The current allocated capacity of this NumberlikeArray (in blocks)
-       Index len; // The actual length of the value stored in this NumberlikeArray (in blocks)
-       Blk *blk; // Dynamically allocated array of the blocks
-       
-       // MANAGEMENT
-       NumberlikeArray(int, Index c) : cap(c), len(0) { // Creates a NumberlikeArray with a capacity
-               blk = new Blk[cap];
+public:
+
+       // Type for the index of a block in the array
+       typedef unsigned int Index;
+       // The number of bits in a block, defined below.
+       static const unsigned int N;
+
+       // The current allocated capacity of this NumberlikeArray (in blocks)
+       Index cap;
+       // The actual length of the value stored in this NumberlikeArray (in blocks)
+       Index len;
+       // Heap-allocated array of the blocks (can be NULL if len == 0)
+       Blk *blk;
+
+       // Constructs a ``zero'' NumberlikeArray with the given capacity.
+       NumberlikeArray(Index c) : cap(c), len(0) { 
+               blk = (cap > 0) ? (new Blk[cap]) : NULL;
        }
-       void allocate(Index c); // Ensures the array has at least the indicated capacity, maybe discarding contents
-       void allocateAndCopy(Index c); // Ensures the array has at least the indicated capacity, preserving its contents
-       
-       NumberlikeArray() : cap(0), len(0) { // Default constructor (empty array)
-               blk = new Blk[0];
+
+       /* Constructs a zero NumberlikeArray without allocating a backing array.
+        * A subclass that doesn't know the needed capacity at initialization
+        * time can use this constructor and then overwrite blk without first
+        * deleting it. */
+       NumberlikeArray() : cap(0), len(0) {
+               blk = NULL;
        }
-       NumberlikeArray(const NumberlikeArray<Blk> &x); // Copy constructor
-       void operator=(const NumberlikeArray<Blk> &x); // Assignment operator
-       NumberlikeArray(const Blk *b, Index l); // Constructor from an array of blocks
-       ~NumberlikeArray() { // Destructor
+
+       // Destructor.  Note that `delete NULL' is a no-op.
+       ~NumberlikeArray() {
                delete [] blk;
        }
-       
-       // PICKING APART
-       // These accessors can be used to get the pieces of the value
-       Index getCapacity() const { return cap; }
-       Index getLength() const { return len; }
-       Blk getBlock(Index i) const { return blk[i]; };
-       bool isEmpty() const { return len == 0; }
-       
-       // Equality comparison: checks if arrays have same length and matching values
-       // Derived classes may wish to override these if differing arrays can
-       // sometimes be considered equivalent.
+
+       /* Ensures that the array has at least the requested capacity; may
+        * destroy the contents. */
+       void allocate(Index c);
+
+       /* Ensures that the array has at least the requested capacity; does not
+        * destroy the contents. */
+       void allocateAndCopy(Index c);
+
+       // Copy constructor
+       NumberlikeArray(const NumberlikeArray<Blk> &x);
+
+       // Assignment operator
+       void operator=(const NumberlikeArray<Blk> &x);
+
+       // Constructor that copies from a given array of blocks
+       NumberlikeArray(const Blk *b, Index blen);
+
+       // ACCESSORS
+       Index getCapacity()     const { return cap;      }
+       Index getLength()       const { return len;      }
+       Blk   getBlock(Index i) const { return blk[i];   }
+       bool  isEmpty()         const { return len == 0; }
+
+       /* Equality comparison: checks if both objects have the same length and
+        * equal (==) array elements to that length.  Subclasses may wish to
+        * override. */
        bool operator ==(const NumberlikeArray<Blk> &x) const;
-       bool operator !=(const NumberlikeArray<Blk> &x) const;
-       
+
+       bool operator !=(const NumberlikeArray<Blk> &x) const {
+               return !operator ==(x);
+       }
 };
 
-/*
-* BELOW THIS POINT are template definitions; above are declarations.
-*
-* Definitions would ordinarily belong in a file NumberlikeArray.cc so that they would
-* be compiled once into NumberlikeArray.o and then linked.
-*
-* However, because of the way templates are usually implemented,
-* template ``definitions'' are treated as declarations by the compiler.
-* When someone uses an instance of the template, definitions are generated,
-* and the linker is smart enough to toss duplicate definitions for the same
-* instance generated by different files.
-*
-* Thus, the template ``definitions'' for NumberlikeArray must appear in this header file
-* so other files including NumberlikeArray will be able to generate real definitions.
-*/
-
-// MANAGEMENT
-
-// This routine is called to ensure the array is at least a
-// certain size before another value is written into it.
+/* BEGIN TEMPLATE DEFINITIONS.  They are present here so that source files that
+ * include this header file can generate the necessary real definitions. */
+
+template <class Blk>
+const unsigned int NumberlikeArray<Blk>::N = 8 * sizeof(Blk);
+
 template <class Blk>
 void NumberlikeArray<Blk>::allocate(Index c) {
        // If the requested capacity is more than the current capacity...
@@ -99,8 +102,6 @@ void NumberlikeArray<Blk>::allocate(Index c) {
        }
 }
 
-// This routine is called to ensure the array is at least a
-// certain size without losing its contents.
 template <class Blk>
 void NumberlikeArray<Blk>::allocateAndCopy(Index c) {
        // If the requested capacity is more than the current capacity...
@@ -118,9 +119,9 @@ void NumberlikeArray<Blk>::allocateAndCopy(Index c) {
        }
 }
 
-// Copy constructor
 template <class Blk>
-NumberlikeArray<Blk>::NumberlikeArray(const NumberlikeArray<Blk> &x) : len(x.len) {
+NumberlikeArray<Blk>::NumberlikeArray(const NumberlikeArray<Blk> &x)
+               : len(x.len) {
        // Create array
        cap = len;
        blk = new Blk[cap];
@@ -130,10 +131,10 @@ NumberlikeArray<Blk>::NumberlikeArray(const NumberlikeArray<Blk> &x) : len(x.len
                blk[i] = x.blk[i];
 }
 
-// Assignment operator
 template <class Blk>
 void NumberlikeArray<Blk>::operator=(const NumberlikeArray<Blk> &x) {
-       // Calls like a = a have no effect
+       /* Calls like a = a have no effect; catch them before the aliasing
+        * causes a problem */
        if (this == &x)
                return;
        // Copy length
@@ -146,9 +147,9 @@ void NumberlikeArray<Blk>::operator=(const NumberlikeArray<Blk> &x) {
                blk[i] = x.blk[i];
 }
 
-// Constructor from an array of blocks
 template <class Blk>
-NumberlikeArray<Blk>::NumberlikeArray(const Blk *b, Index l) : cap(l), len(l) {
+NumberlikeArray<Blk>::NumberlikeArray(const Blk *b, Index blen)
+               : cap(blen), len(blen) {
        // Create array
        blk = new Blk[cap];
        // Copy blocks
@@ -157,22 +158,18 @@ NumberlikeArray<Blk>::NumberlikeArray(const Blk *b, Index l) : cap(l), len(l) {
                blk[i] = b[i];
 }
 
-
-// EQUALITY TEST
-// This uses == to compare Blks for equality.
-// Therefore, Blks must have an == operator with the desired semantics.
 template <class Blk>
 bool NumberlikeArray<Blk>::operator ==(const NumberlikeArray<Blk> &x) const {
-       // Different lengths imply different objects.
        if (len != x.len)
+               // Definitely unequal.
                return false;
        else {
-               // Compare matching blocks one by one.
+               // Compare corresponding blocks one by one.
                Index i;
                for (i = 0; i < len; i++)
                        if (blk[i] != x.blk[i])
                                return false;
-               // If no blocks differed, the objects are equal.
+               // No blocks differed, so the objects are equal.
                return true;
        }
 }