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#ifndef GNR_VARIANT_HPP
# define GNR_VARIANT_HPP
# pragma once
#include <cassert>
#include <functional>
#include <ostream>
#include <type_traits>
#include <typeinfo>
#include <utility>
namespace gnr
{
namespace detail
{
namespace variant
{
template <typename T>
using remove_cvr = std::remove_cv<
typename std::remove_reference<T>::type
>;
template <typename A, typename ...B>
struct max_align_type
{
using type = typename std::conditional<
(alignof(A) > alignof(typename max_align_type<B...>::type)),
A,
typename max_align_type<B...>::type
>::type;
};
template <typename A, typename B>
struct max_align_type<A, B>
{
using type = typename std::conditional<
(alignof(A) > alignof(B)), A, B
>::type;
};
template <typename A>
struct max_align_type<A>
{
using type = A;
};
template <typename A, typename ...B>
struct max_size_type
{
using type = typename std::conditional<
(sizeof(A) > sizeof(typename max_size_type<B...>::type)),
A,
typename max_size_type<B...>::type
>::type;
};
template <typename A, typename B>
struct max_size_type<A, B>
{
using type = typename std::conditional<
(sizeof(A) > sizeof(B)), A, B>::type;
};
template <typename A>
struct max_size_type<A>
{
using type = A;
};
template <typename A, typename B, typename ...C>
struct index_of :
std::integral_constant<int,
std::is_same<A, B>{} ?
0 :
-1 == index_of<A, C...>{} ? -1 : 1 + index_of<A, C...>{}
>
{
};
template <typename A, typename B>
struct index_of<A, B> :
std::integral_constant<int, std::is_same<A, B>{} - 1>
{
};
template <typename A, typename ...B>
struct has_duplicates :
std::integral_constant<bool,
-1 == index_of<A, B...>{} ? has_duplicates<B...>{} : true
>
{
};
template <typename A>
struct has_duplicates<A> :
std::integral_constant<bool, false>
{
};
template <typename A, typename B, typename ...C>
struct compatible_index_of :
std::integral_constant<int,
std::is_constructible<A, B>{} ?
0 :
-1 == compatible_index_of<A, C...>{} ?
-1 :
1 + compatible_index_of<A, C...>{}
>
{
};
template <typename A, typename B>
struct compatible_index_of<A, B> :
std::integral_constant<int, std::is_constructible<A, B>{} - 1>
{
};
template <typename A, typename B, typename ...C>
struct compatible_type
{
using type = typename std::conditional<
std::is_constructible<A, B>{},
B,
typename compatible_type<A, C...>::type
>::type;
};
template <typename A, typename B>
struct compatible_type<A, B>
{
using type = typename std::conditional<
std::is_constructible<A, B>{}, B, void>::type;
};
template <template <typename> class, typename, typename = void>
struct is_comparable : std::false_type { };
template <template <typename> class R, typename U>
struct is_comparable<R,
U,
decltype(void(std::declval<R<U> const&>()(
std::declval<U const&>(), std::declval<U const&>())))
> : std::true_type
{
};
template <typename, typename = std::size_t>
struct is_hashable : std::false_type { };
template <typename U>
struct is_hashable<U,
decltype(std::hash<U>()(std::declval<U>()))
> : std::true_type
{
};
template <class, class, typename = void>
struct is_streamable : std::false_type { };
template <class S, class C>
struct is_streamable<S, C,
decltype(void(std::declval<S&>() << std::declval<C const&>()))
> : std::true_type
{
};
template < std::size_t I, typename A, typename ...B>
struct type_at : type_at<I - 1, B...>
{
};
template <typename A, typename ...B>
struct type_at<0, A, B...>
{
using type = A;
};
template <bool B>
using bool_constant = std::integral_constant<bool, B>;
template <class A, class ...B>
struct all_of : bool_constant<A{} && all_of<B...>{}>
{
};
template <class A>
struct all_of<A> : bool_constant<A{}>
{
};
template <class A, class ...B>
struct any_of : bool_constant<A{} || any_of<B...>{}>
{
};
template <class A>
struct any_of<A> : bool_constant<A{}>
{
};
template <typename T, typename = std::size_t>
struct is_vector : std::false_type
{
};
template <typename T>
struct is_vector<T,
decltype(
sizeof((typename T::reference(T::*)())(&T::back)) |
sizeof((typename T::reference(T::*)())(&T::front)) |
// sizeof((typename T::value_type const*(T::*)() const)(&T::data)) |
sizeof((typename T::value_type*(T::*)())(&T::data)) |
sizeof((void(T::*)(typename T::const_reference))(&T::push_back)) |
sizeof((void(T::*)(typename T::value_type&&))(&T::push_back)) |
sizeof(&T::shrink_to_fit)
)
> : std::true_type
{
};
template <typename T, typename = std::size_t>
struct is_list : std::false_type
{
};
template <typename T>
struct is_list<T,
decltype(
sizeof((void(T::*)(typename T::const_reference))(&T::push_front)) |
sizeof((void(T::*)(typename T::value_type&&))(&T::push_front)) |
sizeof(&T::pop_front)
)
> : std::true_type
{
};
template <typename T, typename = std::size_t>
struct is_map : std::false_type
{
};
template <typename T>
struct is_map<T,
decltype(
sizeof(typename T::key_type) |
sizeof(typename T::mapped_type) |
sizeof(typename T::value_type)
)
> : std::true_type
{
};
template <typename T, typename = void>
struct is_copy_assignable : std::is_copy_assignable<T>
{
};
template <typename T>
struct is_copy_assignable<T,
std::enable_if_t<is_vector<T>{}>
> : is_copy_assignable<typename T::value_type>
{
};
template <typename T>
struct is_copy_assignable<T,
std::enable_if_t<is_list<T>{}>
> : is_copy_assignable<typename T::value_type>
{
};
template <typename T>
struct is_copy_assignable<T,
std::enable_if_t<is_map<T>{}>
> : is_copy_assignable<typename T::mapped_type>
{
};
template <typename T, typename = void>
struct is_copy_constructible : std::is_copy_constructible<T>
{
};
template <typename T>
struct is_copy_constructible<T,
std::enable_if_t<is_vector<T>{}>
> : is_copy_constructible<typename T::value_type>
{
};
template <typename T>
struct is_copy_constructible<T,
std::enable_if_t<is_list<T>{}>
> : is_copy_constructible<typename T::value_type>
{
};
template <typename T>
struct is_copy_constructible<T,
std::enable_if_t<is_map<T>{}>
> : is_copy_constructible<typename T::mapped_type>
{
};
template <typename T, typename = void>
struct is_move_assignable : std::is_move_assignable<T>
{
};
template <typename T>
struct is_move_assignable<T,
std::enable_if_t<is_vector<T>{}>
> : is_move_assignable<typename T::value_type>
{
};
template <typename T>
struct is_move_assignable<T,
std::enable_if_t<is_list<T>{}>
> : is_move_assignable<typename T::value_type>
{
};
template <typename T>
struct is_move_assignable<T,
std::enable_if_t<is_map<T>{}>
> : is_move_assignable<typename T::mapped_type>
{
};
template <typename T, typename = void>
struct is_move_constructible : std::is_move_constructible<T>
{
};
template <typename T>
struct is_move_constructible<T,
std::enable_if_t<is_vector<T>{}>
> : is_move_constructible<typename T::value_type>
{
};
template <typename T>
struct is_move_constructible<T,
std::enable_if_t<is_list<T>{}>
> : is_move_constructible<typename T::value_type>
{
};
template <typename T>
struct is_move_constructible<T,
std::enable_if_t<is_map<T>{}>
> : is_move_constructible<typename T::mapped_type>
{
};
template <class A>
struct is_move_or_copy_constructible :
bool_constant<is_copy_constructible<A>{} || is_move_constructible<A>{}>
{
};
using deleter_type = void (*)(void*);
using copier_type = void (*)(bool, deleter_type, void*, void const*);
using mover_type = void (*)(bool, deleter_type, void*, void*);
template <typename U>
std::enable_if_t<
detail::variant::is_copy_constructible<U>{} &&
!detail::variant::is_copy_assignable<U>{}
>
copier_stub(bool const, deleter_type const deleter,
void* const dst_store, void const* const src_store)
{
deleter(dst_store);
new (dst_store) U(*reinterpret_cast<U const*>(src_store));
}
template <typename U>
std::enable_if_t<
detail::variant::is_copy_constructible<U>{} &&
detail::variant::is_copy_assignable<U>{}
>
copier_stub(bool const same_type, deleter_type const deleter,
void* const dst_store, void const* const src_store)
{
if (same_type)
{
*reinterpret_cast<U*>(dst_store) =
*reinterpret_cast<U const*>(src_store);
}
else
{
deleter(dst_store);
new (dst_store) U(*reinterpret_cast<U const*>(src_store));
}
}
template <typename U>
std::enable_if_t<
detail::variant::is_move_constructible<U>{} &&
!detail::variant::is_move_assignable<U>{}
>
mover_stub(bool const, deleter_type const deleter,
void* const dst_store, void* const src_store)
{
deleter(dst_store);
new (dst_store) U(std::move(*reinterpret_cast<U*>(src_store)));
}
template <typename U>
std::enable_if_t<
detail::variant::is_move_constructible<U>{} &&
detail::variant::is_move_assignable<U>{}
>
mover_stub(bool const same_type, deleter_type const deleter,
void* const dst_store, void* const src_store)
{
if (same_type)
{
*reinterpret_cast<U*>(dst_store) =
std::move(*reinterpret_cast<U*>(src_store));
}
else
{
deleter(dst_store);
new (dst_store) U(std::move(*reinterpret_cast<U*>(src_store)));
}
}
template <class U>
std::enable_if_t<
!detail::variant::is_copy_constructible<U>{},
copier_type
>
inline get_copier() noexcept
{
return nullptr;
}
template <class U>
std::enable_if_t<
detail::variant::is_copy_constructible<U>{},
copier_type
>
inline get_copier() noexcept
{
return copier_stub<U>;
}
template <class U>
std::enable_if_t<
!detail::variant::is_move_constructible<U>{},
mover_type
>
inline get_mover() noexcept
{
return nullptr;
}
template <class U>
std::enable_if_t<
detail::variant::is_move_constructible<U>{},
mover_type
>
inline get_mover() noexcept
{
return mover_stub<U>;
}
template <class U>
std::enable_if_t<!std::is_void<U>{}>
deleter_stub(void* const store)
{
reinterpret_cast<U*>(store)->~U();
}
template <class U>
std::enable_if_t<std::is_void<U>{}>
deleter_stub(void* const) noexcept
{
}
struct meta
{
deleter_type deleter;
copier_type copier;
mover_type mover;
};
template <typename U>
inline struct meta const* get_meta()
{
static struct meta const m{
deleter_stub<U>,
get_copier<U>(),
get_mover<U>()
};
return &m;
}
}
}
#ifdef __GNUC__
# pragma GCC diagnostic push
# pragma GCC diagnostic ignored "-Wstrict-aliasing"
#endif // __GNUC__
template <typename ...T> class variant;
template <typename U, typename ...T>
inline typename std::enable_if_t<
(-1 != detail::variant::index_of<U, T...>{}),
U&
>
get(variant<T...>& v)
#ifdef NDEBUG
noexcept
#endif
{
#ifndef NDEBUG
if (v.template contains<U>())
{
return *reinterpret_cast<U*>(v.store_);
}
else
{
throw std::bad_typeid();
}
#else
return *reinterpret_cast<U*>(v.store_);
#endif // NDEBUG
}
template <typename U, typename ...T>
inline std::enable_if_t<
(-1 != detail::variant::index_of<U, T...>{}),
U const&
>
get(variant<T...> const& v)
#ifdef NDEBUG
noexcept
#endif
{
#ifndef NDEBUG
if (v.template contains<U>())
{
return *reinterpret_cast<U const*>(v.store_);
}
else
{
throw std::bad_typeid();
}
#else
return *reinterpret_cast<U const*>(v.store_);
#endif // NDEBUG
}
template <typename U, typename ...T>
inline typename std::enable_if<
(-1 == detail::variant::index_of<U, T...>{}) &&
(-1 != detail::variant::compatible_index_of<U, T...>{}) &&
(std::is_enum<U>{} || std::is_fundamental<U>{}),
U
>::type
get(variant<T...> const& v)
#ifdef NDEBUG
noexcept
#endif
{
static_assert(std::is_same<
typename detail::variant::type_at<
detail::variant::compatible_index_of<U, T...>{}, T...>::type,
typename detail::variant::compatible_type<U, T...>::type>{},
"internal error");
#ifndef NDEBUG
if (detail::variant::compatible_index_of<U, T...>{} == v.type_id_)
{
return U(
*reinterpret_cast<
typename detail::variant::compatible_type<U, T...>::type const*
>(v.store_)
);
}
else
{
throw std::bad_typeid();
}
#else
return U(
*reinterpret_cast<
typename detail::variant::compatible_type<U, T...>::type const*
>(v.store_)
);
#endif // NDEBUG
}
template <typename ...T>
class variant
{
static_assert(!detail::variant::any_of< std::is_reference<T>...>{},
"reference types are unsupported");
static_assert(!detail::variant::any_of< std::is_void<T>...>{},
"void type is unsupported");
static_assert(detail::variant::all_of<
detail::variant::is_move_or_copy_constructible<T>...>{},
"unmovable and uncopyable types are unsupported");
static_assert(!detail::variant::has_duplicates<T...>{},
"duplicate types are unsupported");
using max_align_type = typename detail::variant::max_align_type<T...>::type;
using max_size_type = typename detail::variant::max_size_type<T...>::type;
static constexpr auto const max_align = alignof(max_align_type);
template <typename ...U>
friend class variant;
friend struct std::hash<variant<T...> >;
template <typename U, typename ...V>
friend std::enable_if_t<
(-1 != detail::variant::index_of<U, V...>{}),
U&
>
get(variant<V...>&)
#ifdef NDEBUG
noexcept
#endif // NDEBUG
;
template <typename U, typename ...V>
friend std::enable_if_t<
(-1 != detail::variant::index_of<U, V...>{}),
U const&
>
get(variant<V...> const&)
#ifdef NDEBUG
noexcept
#endif // NDEBUG
;
template <typename U, typename ...V>
friend std::enable_if_t<
(-1 == detail::variant::index_of<U, V...>{}) &&
(-1 != detail::variant::compatible_index_of<U, V...>{}) &&
(std::is_enum<U>{} || std::is_fundamental<U>{}),
U
>
get(variant<V...> const&)
#ifdef NDEBUG
noexcept
#endif // NDEBUG
;
template <int I, typename U>
int convert_type_id() const noexcept
{
return I == type_id_ ?
type_id<U>() :
-1;
}
template <int I, typename U, typename ...V>
std::enable_if_t<bool(sizeof...(V)), int>
convert_type_id() const noexcept
{
return I == type_id_ ?
type_id<U>() :
convert_type_id<I + 1, V...>();
}
template <int I, typename U>
std::enable_if_t<
!detail::variant::is_hashable<U>{},
std::size_t
>
get_hash() const noexcept
{
return 0;
}
template <int I, typename U>
std::enable_if_t<
detail::variant::is_hashable<U>{},
std::size_t
>
get_hash() const noexcept
{
return I == type_id_ ?
std::hash<U>()(gnr::get<U>(*this)) :
0;
}
template <int I, typename U, typename ...V>
std::enable_if_t<
bool(sizeof...(V)) &&
!detail::variant::is_hashable<U>{},
std::size_t
>
get_hash() const noexcept
{
return I == type_id_ ?
0 :
get_hash<I + 1, V...>();
}
template <int I, typename U, typename ...V>
std::enable_if_t<
bool(sizeof...(V)) &&
detail::variant::is_hashable<U>{},
int
>
get_hash() const noexcept
{
return I == type_id_ ?
std::hash<U>()(gnr::get<U>(*this)) :
get_hash<I + 1, V...>();
}
template <template <typename> class R, int I, typename U, typename ...A>
std::enable_if_t<
!detail::variant::is_comparable<R, U>{}, bool
>
binary_relation(variant<A...> const&) const noexcept
{
return false;
}
template <template <typename> class R, int I, typename U, typename ...A>
std::enable_if_t<
detail::variant::is_comparable<R, U>{}, bool
>
binary_relation(variant<A...> const& a) const noexcept
{
return I == type_id_ ?
R<U>()(gnr::get<U>(*this), gnr::get<U>(a)) :
false;
}
template <template <typename> class R, int I, typename U, typename ...V,
typename ...A>
std::enable_if_t<
bool(sizeof...(V)) &&
!detail::variant::is_comparable<R, U>{}, bool
>
binary_relation(variant<A...> const& a) const noexcept
{
return I == type_id_ ?
false :
binary_relation<R, I + 1, V...>(a);
}
template <template <typename> class R, int I, typename U, typename ...V,
typename ...A>
std::enable_if_t<
bool(sizeof...(V)) &&
detail::variant::is_comparable<R, U>{}, bool
>
binary_relation(variant<A...> const& a) const noexcept
{
return I == type_id_ ?
R<U>()(gnr::get<U>(*this), gnr::get<U>(a)) :
binary_relation<R, I + 1, V...>(a);
}
template <std::size_t I, typename OS, typename U>
std::enable_if_t<
!detail::variant::is_streamable<OS, U>{},
OS&
>
stream_value(OS& os) const noexcept
{
return os;
}
template <std::size_t I, typename OS, typename U>
std::enable_if_t<
detail::variant::is_streamable<OS, U>{},
OS&
>
stream_value(OS& os) const noexcept
{
return I == type_id_ ?
os << gnr::get<U>(*this) :
os;
}
template <std::size_t I, typename OS, typename U, typename ...V>
std::enable_if_t<
!detail::variant::is_streamable<OS, U>{} &&
bool(sizeof...(V)),
OS&
>
stream_value(OS& os) const noexcept
{
return I == type_id_ ?
os :
stream_value<I + 1, OS, V...>(os);
}
template <std::size_t I, typename OS, typename U, typename ...V>
std::enable_if_t<
detail::variant::is_streamable<OS, U>{} &&
bool(sizeof...(V)),
OS&
>
stream_value(OS& os) const noexcept
{
return I == type_id_ ?
os << gnr::get<U>(*this) :
stream_value<I + 1, OS, V...>(os);
}
public:
variant() = default;
~variant() { meta_->deleter(&store_); }
variant(variant const& other) { *this = other; }
variant(variant&& other) { *this = std::move(other); }
bool operator==(variant const& v) const noexcept
{
return (v.type_id_ == type_id_) && *this ?
binary_relation<std::equal_to, 0, T...>(v) :
type_id_ == v.type_id_;
}
template <typename ...U>
bool operator==(variant<U...> const& v) const noexcept
{
auto const converted_type_id(v.template convert_type_id<0, T...>());
return (converted_type_id == type_id_) && *this ?
binary_relation<std::equal_to, 0, T...>(v) :
converted_type_id == type_id_;
}
bool operator<(variant const& v) const noexcept
{
return (v.type_id_ == type_id_) && *this ?
binary_relation<std::less, 0, T...>(v) :
type_id_ < v.type_id_;
}
template <typename ...U>
bool operator<(variant<U...> const& v) const noexcept
{
auto const converted_type_id(v.template convert_type_id<0, T...>());
return (converted_type_id == type_id_) && *this?
binary_relation<std::less, 0, T...>(v) :
type_id_ < converted_type_id;
}
bool operator<=(variant const& v) const noexcept
{
return (v.type_id_ == type_id_) && *this ?
binary_relation<std::less_equal, 0, T...>(v) :
type_id_ <= v.type_id_;
}
template <typename ...U>
bool operator<=(variant<U...> const& v) const noexcept
{
auto const converted_type_id(v.template convert_type_id<0, T...>());
return (converted_type_id == type_id_) && *this ?
binary_relation<std::less_equal, 0, T...>(v) :
type_id_ <= converted_type_id;
}
bool operator>(variant const& v) const noexcept
{
return (v.type_id_ == type_id_) && *this ?
binary_relation<std::greater, 0, T...>(v) :
type_id_ > v.type_id_;
}
template <typename ...U>
bool operator>(variant<U...> const& v) const noexcept
{
auto const converted_type_id(v.template convert_type_id<0, T...>());
return converted_type_id == type_id_ ?
binary_relation<std::greater, 0, T...>(v) :
type_id_ > converted_type_id;
}
bool operator>=(variant const& v) const noexcept
{
return v.type_id_ == type_id_ ?
binary_relation<std::greater_equal, 0, T...>(v) :
type_id_ >= v.type_id_;
}
template <typename ...U>
bool operator>=(variant<U...> const& v) const noexcept
{
auto const converted_type_id(v.template convert_type_id<0, T...>());
return converted_type_id == type_id_ ?
binary_relation<std::greater_equal, 0, T...>(v) :
type_id_ >= converted_type_id;
}
variant& operator=(variant const& rhs)
#ifdef NDEBUG
noexcept
#endif // NDEBUG
{
if (this != &rhs)
{
if (!rhs)
{
clear();
}
else if (rhs.meta_->copier)
{
rhs.meta_->copier(type_id_ == rhs.type_id_,
meta_->deleter, store_, rhs.store_);
meta_ = rhs.meta_;
type_id_ = rhs.type_id_;
}
#ifndef NDEBUG
else
{
throw std::bad_typeid();
}
#endif // NDEBUG
}
// else do nothing
return *this;
}
template <typename ...U>
variant& operator=(variant<U...> const& rhs)
#ifdef NDEBUG
noexcept
#endif // NDEBUG
{
if (this != &rhs)
{
if (!rhs)
{
clear();
}
else if (rhs.meta_->copier_)
{
auto const converted_type_id(
rhs.template convert_type_id<0, T...>()
);
if (-1 == converted_type_id)
{
#ifndef NDEBUG
throw std::bad_typeid();
#endif // NDEBUG
}
else
{
rhs.meta_->copier(type_id_ == converted_type_id,
meta_->deleter, store_, rhs.store_);
meta_ = rhs.meta_;
type_id_ = converted_type_id;
}
}
#ifndef NDEBUG
else
{
throw std::bad_typeid();
}
#endif // NDEBUG
}
// else do nothing