Massive cleanup of the entire codebase. Notable changes include:
[bigint/bigint.git] / NumberlikeArray.hh
index 8fa52d7..53c8e5b 100644 (file)
-/*
- * This mechanism prevents files from being included twice.
- * Each file gets its own `id' (here `NUMBERLIKEARRAY').
- * When `#include'd, this file checks whether its `id' has
- * already been flagged.  If not, it flags the `id' and
- * loads the declarations.
- */
 #ifndef NUMBERLIKEARRAY_H
 #define NUMBERLIKEARRAY_H
 
-// An essential memory-management constant.
-// I wish this were built into C++ just as it is in Java.
+// Make sure we have NULL.
 #ifndef NULL
 #define NULL 0
 #endif
 
-/*
- * A NumberlikeArray<Blk> object holds a dynamically
- * allocated array of Blk.  It provides certain basic
- * memory management features needed by both BigUnsigned
- * and BigUnsignedInABase, which are both derived from it.
+/* 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, 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:
+ * NumberlikeArray provides no information hiding.  Subclasses should use
+ * nonpublic inheritance and manually expose members as desired using
+ * declarations like this:
  *
  * public:
- *     NumberlikeArray< whatever >::getLength;
+ *     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
-       static const unsigned int N; // The number of bits in a block, defined below.
-
-       // 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
-
-       /*
-        * Change made on 2005.01.06:
-        *
-        * If a zero-length NumberlikeArray is desired, no array is actually allocated.
-        * Instead, `blk' is set to `NULL', and `cap' and `len' are zero as usual.
-        *
-        * `blk' is never dereferenced if the array has zero length.  Furthermore,
-        * `delete NULL;' does nothing and causes no error. Therefore, we can use
-        * `NULL' as if it were a zero-length array from `new'.
-        *
-        * This is a great convenience because the only code that need be changed
-        * is the array allocation code.  All other code will still work fine.
-        */
-
-       // MANAGEMENT
-       NumberlikeArray(Index c) : cap(c), len(0) { // Creates a NumberlikeArray with a capacity
+       // 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
-
-       /*
-        * Default constructor.
-        *
-        * If a class derived from NumberlikeArray knows at initializer time what size array
-        * it wants, it can call the first constructor listed above in an initializer.
-        *
-        * Otherwise, this default constructor will be implicitly invoked, pointing `blk' to
-        * `NULL', a fake zero-length block array.  The derived class can allocate the desired
-        * array itself and overwrite `blk'; it need not `delete [] blk' first.
-        *
-        * This change fixes a memory leak reported by Milan Tomic on 2005.01.06.
-        * Integer-type-to-BigUnsigned (and BigInteger) conversion constructors have always
-        * allocated their own array of length 0 or 1 after seeing whether the input is zero.
-        * But when the NumberlikeArray transition occurred, these constructors contained an
-        * implicit initializer call to the old NumberlikeArray default constructor, which
-        * created a real `new'-allocated zero-length array.  This array would then be lost,
-        * causing a small but annoying memory leak.
-        */
+
+       /* 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
-               delete [] blk; // Does nothing and causes no error if `blk' is null.
+
+       // 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; }
+       /* 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);
 
-       // 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.
+       // 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 { return !operator ==(x); }
 
+       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.
- */
+/* 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);
 
-// MANAGEMENT
-
-// This routine is called to ensure the array is at least a
-// certain size before another value is written into it.
 template <class Blk>
 void NumberlikeArray<Blk>::allocate(Index c) {
        // If the requested capacity is more than the current capacity...
@@ -144,8 +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...
@@ -163,9 +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];
@@ -175,10 +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
@@ -191,9 +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
@@ -202,22 +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;
        }
 }