xref: /DragonOS/kernel/src/libs/rbtree.rs (revision 352ee04918f4585ad4f8a896ca6e18b1ef7d7934)
1 // Copyright 2017-2018 By tickdream125@hotmail.com.
2 //
3 // Licensed under the Apache License, Version 2.0 <LICENSE-APACHE or
4 // http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0> or the MIT license
5 // <LICENSE-MIT or http://opensource.org/licenses/MIT>, at your
6 // option. This file may not be copied, modified, or distributed
7 // except according to those terms.
8 
9 // This file brings from https://github.com/tickbh/rbtree-rs/blob/master/src/lib.rs
10 // Thanks to the author tickbh
11 
12 #![allow(dead_code)]
13 
14 use core::cmp::Ord;
15 use core::cmp::Ordering;
16 use core::fmt::{self, Debug};
17 use core::iter::{FromIterator, IntoIterator};
18 use core::marker;
19 use core::mem;
20 use core::mem::swap;
21 use core::ops::Index;
22 use core::ptr;
23 
24 use alloc::boxed::Box;
25 
26 use crate::kdebug;
27 
28 #[derive(Debug, Copy, Clone, PartialEq, Eq)]
29 enum Color {
30     Red,
31     Black,
32 }
33 
34 /*****************RBTreeNode***************************/
35 struct RBTreeNode<K: Ord + Debug, V: Debug> {
36     color: Color,
37     left: NodePtr<K, V>,
38     right: NodePtr<K, V>,
39     parent: NodePtr<K, V>,
40     key: K,
41     value: V,
42 }
43 
44 impl<K: Ord + Debug, V: Debug> RBTreeNode<K, V> {
45     #[inline]
46     fn pair(self) -> (K, V) {
47         (self.key, self.value)
48     }
49 }
50 
51 impl<K, V> Debug for RBTreeNode<K, V>
52 where
53     K: Ord + Debug,
54     V: Debug,
55 {
56     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
57         write!(f, "k:{:?} v:{:?} c:{:?}", self.key, self.value, self.color)
58     }
59 }
60 
61 /*****************NodePtr***************************/
62 #[derive(Debug)]
63 struct NodePtr<K: Ord + Debug, V: Debug>(*mut RBTreeNode<K, V>);
64 
65 impl<K: Ord + Debug, V: Debug> Clone for NodePtr<K, V> {
66     fn clone(&self) -> NodePtr<K, V> {
67         *self
68     }
69 }
70 
71 impl<K: Ord + Debug, V: Debug> Copy for NodePtr<K, V> {}
72 
73 impl<K: Ord + Debug, V: Debug> Ord for NodePtr<K, V> {
74     fn cmp(&self, other: &NodePtr<K, V>) -> Ordering {
75         unsafe { (*self.0).key.cmp(&(*other.0).key) }
76     }
77 }
78 
79 impl<K: Ord + Debug, V: Debug> PartialOrd for NodePtr<K, V> {
80     fn partial_cmp(&self, other: &NodePtr<K, V>) -> Option<Ordering> {
81         Some(self.cmp(other))
82     }
83 }
84 
85 impl<K: Ord + Debug, V: Debug> PartialEq for NodePtr<K, V> {
86     fn eq(&self, other: &NodePtr<K, V>) -> bool {
87         self.0 == other.0
88     }
89 }
90 
91 impl<K: Ord + Debug, V: Debug> Eq for NodePtr<K, V> {}
92 
93 impl<K: Ord + Debug, V: Debug> NodePtr<K, V> {
94     fn new(k: K, v: V) -> NodePtr<K, V> {
95         let node = RBTreeNode {
96             color: Color::Black,
97             left: NodePtr::null(),
98             right: NodePtr::null(),
99             parent: NodePtr::null(),
100             key: k,
101             value: v,
102         };
103         NodePtr(Box::into_raw(Box::new(node)))
104     }
105 
106     #[inline]
107     fn set_color(&mut self, color: Color) {
108         if self.is_null() {
109             return;
110         }
111         unsafe {
112             (*self.0).color = color;
113         }
114     }
115 
116     #[inline]
117     fn set_red_color(&mut self) {
118         self.set_color(Color::Red);
119     }
120 
121     #[inline]
122     fn set_black_color(&mut self) {
123         self.set_color(Color::Black);
124     }
125 
126     #[inline]
127     fn get_color(&self) -> Color {
128         if self.is_null() {
129             return Color::Black;
130         }
131         unsafe { (*self.0).color }
132     }
133 
134     #[inline]
135     fn is_red_color(&self) -> bool {
136         if self.is_null() {
137             return false;
138         }
139         unsafe { (*self.0).color == Color::Red }
140     }
141 
142     #[inline]
143     fn is_black_color(&self) -> bool {
144         if self.is_null() {
145             return true;
146         }
147         unsafe { (*self.0).color == Color::Black }
148     }
149 
150     #[inline]
151     fn is_left_child(&self) -> bool {
152         self.parent().left() == *self
153     }
154 
155     #[inline]
156     fn is_right_child(&self) -> bool {
157         self.parent().right() == *self
158     }
159 
160     #[inline]
161     fn min_node(self) -> NodePtr<K, V> {
162         let mut temp = self;
163         while !temp.left().is_null() {
164             temp = temp.left();
165         }
166         return temp;
167     }
168 
169     #[inline]
170     fn max_node(self) -> NodePtr<K, V> {
171         let mut temp = self;
172         while !temp.right().is_null() {
173             temp = temp.right();
174         }
175         return temp;
176     }
177 
178     #[inline]
179     fn next(self) -> NodePtr<K, V> {
180         if !self.right().is_null() {
181             self.right().min_node()
182         } else {
183             let mut temp = self;
184             loop {
185                 if temp.parent().is_null() {
186                     return NodePtr::null();
187                 }
188                 if temp.is_left_child() {
189                     return temp.parent();
190                 }
191                 temp = temp.parent();
192             }
193         }
194     }
195 
196     #[inline]
197     fn prev(self) -> NodePtr<K, V> {
198         if !self.left().is_null() {
199             self.left().max_node()
200         } else {
201             let mut temp = self;
202             loop {
203                 if temp.parent().is_null() {
204                     return NodePtr::null();
205                 }
206                 if temp.is_right_child() {
207                     return temp.parent();
208                 }
209                 temp = temp.parent();
210             }
211         }
212     }
213 
214     #[inline]
215     fn set_parent(&mut self, parent: NodePtr<K, V>) {
216         if self.is_null() {
217             return;
218         }
219         unsafe { (*self.0).parent = parent }
220     }
221 
222     #[inline]
223     fn set_left(&mut self, left: NodePtr<K, V>) {
224         if self.is_null() {
225             return;
226         }
227         unsafe { (*self.0).left = left }
228     }
229 
230     #[inline]
231     fn set_right(&mut self, right: NodePtr<K, V>) {
232         if self.is_null() {
233             return;
234         }
235         unsafe { (*self.0).right = right }
236     }
237 
238     #[inline]
239     fn parent(&self) -> NodePtr<K, V> {
240         if self.is_null() {
241             return NodePtr::null();
242         }
243         unsafe { (*self.0).parent }
244     }
245 
246     #[inline]
247     fn left(&self) -> NodePtr<K, V> {
248         if self.is_null() {
249             return NodePtr::null();
250         }
251         unsafe { (*self.0).left }
252     }
253 
254     #[inline]
255     fn right(&self) -> NodePtr<K, V> {
256         if self.is_null() {
257             return NodePtr::null();
258         }
259         unsafe { (*self.0).right }
260     }
261 
262     #[inline]
263     fn null() -> NodePtr<K, V> {
264         NodePtr(ptr::null_mut())
265     }
266 
267     #[inline]
268     fn is_null(&self) -> bool {
269         self.0.is_null()
270     }
271 }
272 
273 impl<K: Ord + Clone + Debug, V: Clone + Debug> NodePtr<K, V> {
274     unsafe fn deep_clone(&self) -> NodePtr<K, V> {
275         let mut node = NodePtr::new((*self.0).key.clone(), (*self.0).value.clone());
276         if !self.left().is_null() {
277             node.set_left(self.left().deep_clone());
278             node.left().set_parent(node);
279         }
280         if !self.right().is_null() {
281             node.set_right(self.right().deep_clone());
282             node.right().set_parent(node);
283         }
284         node
285     }
286 }
287 
288 /// A red black tree implemented with Rust
289 /// It is required that the keys implement the [`Ord`] traits.
290 
291 /// # Examples
292 /// ```rust
293 /// use rbtree::RBTree;
294 /// // type inference lets us omit an explicit type signature (which
295 /// // would be `RBTree<&str, &str>` in this example).
296 /// let mut book_reviews = RBTree::new();
297 ///
298 /// // review some books.
299 /// book_reviews.insert("Adventures of Huckleberry Finn", "My favorite book.");
300 /// book_reviews.insert("Grimms' Fairy Tales", "Masterpiece.");
301 /// book_reviews.insert("Pride and Prejudice", "Very enjoyable.");
302 /// book_reviews.insert("The Adventures of Sherlock Holmes", "Eye lyked it alot.");
303 ///
304 /// // check for a specific one.
305 /// if !book_reviews.contains_key(&"Les Misérables") {
306 ///     kdebug!(
307 ///         "We've got {} reviews, but Les Misérables ain't one.",
308 ///         book_reviews.len()
309 ///     );
310 /// }
311 ///
312 /// // oops, this review has a lot of spelling mistakes, let's delete it.
313 /// book_reviews.remove(&"The Adventures of Sherlock Holmes");
314 ///
315 /// // look up the values associated with some keys.
316 /// let to_find = ["Pride and Prejudice", "Alice's Adventure in Wonderland"];
317 /// for book in &to_find {
318 ///     match book_reviews.get(book) {
319 ///         Some(review) => kdebug!("{}: {}", book, review),
320 ///         None => kdebug!("{} is unreviewed.", book),
321 ///     }
322 /// }
323 ///
324 /// // iterate over everything.
325 /// for (book, review) in book_reviews.iter() {
326 ///     kdebug!("{}: \"{}\"", book, review);
327 /// }
328 ///
329 /// book_reviews.print_tree();
330 /// ```
331 ///
332 /// // A `RBTree` with fixed list of elements can be initialized from an array:
333 ///  ```
334 /// use rbtree::RBTree;
335 ///  let timber_resources: RBTree<&str, i32> =
336 ///  [("Norway", 100),
337 ///   ("Denmark", 50),
338 ///   ("Iceland", 10)]
339 ///   .iter().cloned().collect();
340 ///  // use the values stored in rbtree
341 ///  ```
342 pub struct RBTree<K: Ord + Debug, V: Debug> {
343     root: NodePtr<K, V>,
344     len: usize,
345 }
346 
347 unsafe impl<K: Ord + Debug, V: Debug> Send for RBTree<K, V> {}
348 unsafe impl<K: Ord + Debug, V: Debug> Sync for RBTree<K, V> {}
349 
350 // Drop all owned pointers if the tree is dropped
351 impl<K: Ord + Debug, V: Debug> Drop for RBTree<K, V> {
352     #[inline]
353     fn drop(&mut self) {
354         self.clear();
355     }
356 }
357 
358 /// If key and value are both impl Clone, we can call clone to get a copy.
359 impl<K: Ord + Clone + Debug, V: Clone + Debug> Clone for RBTree<K, V> {
360     fn clone(&self) -> RBTree<K, V> {
361         unsafe {
362             let mut new = RBTree::new();
363             new.root = self.root.deep_clone();
364             new.len = self.len;
365             new
366         }
367     }
368 }
369 
370 impl<K, V> Debug for RBTree<K, V>
371 where
372     K: Ord + Debug,
373     V: Debug,
374 {
375     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
376         f.debug_map().entries(self.iter()).finish()
377     }
378 }
379 
380 /// This is a method to help us to get inner struct.
381 impl<K: Ord + Debug, V: Debug> RBTree<K, V> {
382     #[allow(clippy::only_used_in_recursion)]
383     fn tree_print(&self, node: NodePtr<K, V>, direction: i32) {
384         if node.is_null() {
385             return;
386         }
387         if direction == 0 {
388             unsafe {
389                 kdebug!("'{:?}' is root node", (*node.0));
390             }
391         } else {
392             let direct = if direction == -1 { "left" } else { "right" };
393             unsafe {
394                 kdebug!(
395                     "{:?} is {:?}'s {:?} child ",
396                     (*node.0),
397                     *node.parent().0,
398                     direct
399                 );
400             }
401         }
402         self.tree_print(node.left(), -1);
403         self.tree_print(node.right(), 1);
404     }
405 
406     pub fn print_tree(&self) {
407         if self.root.is_null() {
408             kdebug!("This is a empty tree");
409             return;
410         }
411         kdebug!("This tree size = {:?}, begin:-------------", self.len());
412         self.tree_print(self.root, 0);
413         kdebug!("end--------------------------");
414     }
415 }
416 
417 /// all key be same, but it has multi key, if has multi key, it perhaps no correct
418 impl<K, V> PartialEq for RBTree<K, V>
419 where
420     K: Eq + Ord + Debug,
421     V: PartialEq + Debug,
422 {
423     fn eq(&self, other: &RBTree<K, V>) -> bool {
424         if self.len() != other.len() {
425             return false;
426         }
427 
428         self.iter()
429             .all(|(key, value)| other.get(key).map_or(false, |v| *value == *v))
430     }
431 }
432 
433 impl<K: Eq + Ord + Debug, V: Eq + Debug> Eq for RBTree<K, V> {}
434 
435 impl<'a, K: Ord + Debug, V: Debug> Index<&'a K> for RBTree<K, V> {
436     type Output = V;
437 
438     #[inline]
439     fn index(&self, index: &K) -> &V {
440         self.get(index).expect("no entry found for key")
441     }
442 }
443 
444 impl<K: Ord + Debug, V: Debug> FromIterator<(K, V)> for RBTree<K, V> {
445     fn from_iter<T: IntoIterator<Item = (K, V)>>(iter: T) -> RBTree<K, V> {
446         let mut tree = RBTree::new();
447         tree.extend(iter);
448         tree
449     }
450 }
451 
452 /// RBTree into iter
453 impl<K: Ord + Debug, V: Debug> Extend<(K, V)> for RBTree<K, V> {
454     fn extend<T: IntoIterator<Item = (K, V)>>(&mut self, iter: T) {
455         let iter = iter.into_iter();
456         for (k, v) in iter {
457             self.insert(k, v);
458         }
459     }
460 }
461 
462 /// provide the rbtree all keys
463 /// # Examples
464 /// ```
465 /// use rbtree::RBTree;
466 /// let mut m = RBTree::new();
467 /// for i in 1..6 {
468 ///     m.insert(i, i);
469 /// }
470 /// let vec = vec![1, 2, 3, 4, 5];
471 /// let key_vec: Vec<_> = m.keys().cloned().collect();
472 /// assert_eq!(vec, key_vec);
473 /// ```
474 pub struct Keys<'a, K: Ord + Debug + 'a, V: Debug + 'a> {
475     inner: Iter<'a, K, V>,
476 }
477 
478 impl<'a, K: Ord + Debug, V: Debug> Clone for Keys<'a, K, V> {
479     fn clone(&self) -> Keys<'a, K, V> {
480         Keys {
481             inner: self.inner.clone(),
482         }
483     }
484 }
485 
486 impl<'a, K: Ord + Debug, V: Debug> fmt::Debug for Keys<'a, K, V> {
487     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
488         f.debug_list().entries(self.clone()).finish()
489     }
490 }
491 
492 impl<'a, K: Ord + Debug, V: Debug> Iterator for Keys<'a, K, V> {
493     type Item = &'a K;
494 
495     #[inline]
496     fn next(&mut self) -> Option<&'a K> {
497         self.inner.next().map(|(k, _)| k)
498     }
499 
500     #[inline]
501     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
502         self.inner.size_hint()
503     }
504 }
505 
506 /// provide the rbtree all values order by key
507 /// # Examples
508 /// ```
509 /// use rbtree::RBTree;
510 /// let mut m = RBTree::new();
511 /// m.insert(2, 5);
512 /// m.insert(1, 6);
513 /// m.insert(3, 8);
514 /// m.insert(4, 9);
515 /// let vec = vec![6, 5, 8, 9];
516 /// let key_vec: Vec<_> = m.values().cloned().collect();
517 /// assert_eq!(vec, key_vec);
518 /// ```
519 pub struct Values<'a, K: Ord + Debug, V: Debug> {
520     inner: Iter<'a, K, V>,
521 }
522 
523 impl<'a, K: Ord + Debug, V: Debug> Clone for Values<'a, K, V> {
524     fn clone(&self) -> Values<'a, K, V> {
525         Values {
526             inner: self.inner.clone(),
527         }
528     }
529 }
530 
531 impl<'a, K: Ord + Debug, V: Debug> fmt::Debug for Values<'a, K, V> {
532     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
533         f.debug_list().entries(self.clone()).finish()
534     }
535 }
536 
537 impl<'a, K: Ord + Debug, V: Debug> Iterator for Values<'a, K, V> {
538     type Item = &'a V;
539 
540     #[inline]
541     fn next(&mut self) -> Option<&'a V> {
542         self.inner.next().map(|(_, v)| v)
543     }
544 
545     #[inline]
546     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
547         self.inner.size_hint()
548     }
549 }
550 
551 /// provide the rbtree all values and it can be modify
552 /// # Examples
553 /// ```
554 /// use rbtree::RBTree;
555 /// let mut m = RBTree::new();
556 /// for i in 0..32 {
557 ///     m.insert(i, i);
558 /// }
559 /// assert_eq!(m.len(), 32);
560 /// for v in m.values_mut() {
561 ///     *v *= 2;
562 /// }
563 /// for i in 0..32 {
564 ///     assert_eq!(m.get(&i).unwrap(), &(i * 2));
565 /// }
566 /// ```
567 pub struct ValuesMut<'a, K: Ord + Debug + 'a, V: Debug + 'a> {
568     inner: IterMut<'a, K, V>,
569 }
570 
571 impl<'a, K: Ord + Debug, V: Debug> Clone for ValuesMut<'a, K, V> {
572     fn clone(&self) -> ValuesMut<'a, K, V> {
573         ValuesMut {
574             inner: self.inner.clone(),
575         }
576     }
577 }
578 
579 impl<'a, K: Ord + Debug, V: Debug> fmt::Debug for ValuesMut<'a, K, V> {
580     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
581         f.debug_list().entries(self.clone()).finish()
582     }
583 }
584 
585 impl<'a, K: Ord + Debug, V: Debug> Iterator for ValuesMut<'a, K, V> {
586     type Item = &'a mut V;
587 
588     #[inline]
589     fn next(&mut self) -> Option<&'a mut V> {
590         self.inner.next().map(|(_, v)| v)
591     }
592 
593     #[inline]
594     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
595         self.inner.size_hint()
596     }
597 }
598 
599 /// Convert RBTree to iter, move out the tree.
600 pub struct IntoIter<K: Ord + Debug, V: Debug> {
601     head: NodePtr<K, V>,
602     tail: NodePtr<K, V>,
603     len: usize,
604 }
605 
606 // Drop all owned pointers if the collection is dropped
607 impl<K: Ord + Debug, V: Debug> Drop for IntoIter<K, V> {
608     #[inline]
609     fn drop(&mut self) {
610         for (_, _) in self {}
611     }
612 }
613 
614 impl<K: Ord + Debug, V: Debug> Iterator for IntoIter<K, V> {
615     type Item = (K, V);
616 
617     fn next(&mut self) -> Option<(K, V)> {
618         if self.len == 0 {
619             return None;
620         }
621 
622         if self.head.is_null() {
623             return None;
624         }
625 
626         let next = self.head.next();
627         let (k, v) = unsafe {
628             (
629                 core::ptr::read(&(*self.head.0).key),
630                 core::ptr::read(&(*self.head.0).value),
631             )
632         };
633         self.head = next;
634         self.len -= 1;
635         Some((k, v))
636     }
637 
638     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
639         (self.len, Some(self.len))
640     }
641 }
642 
643 impl<K: Ord + Debug, V: Debug> DoubleEndedIterator for IntoIter<K, V> {
644     #[inline]
645     fn next_back(&mut self) -> Option<(K, V)> {
646         if self.len == 0 {
647             return None;
648         }
649 
650         if self.tail.is_null() {
651             return None;
652         }
653 
654         let prev = self.tail.prev();
655         let obj = unsafe { Box::from_raw(self.tail.0) };
656         let (k, v) = obj.pair();
657         self.tail = prev;
658         self.len -= 1;
659         Some((k, v))
660     }
661 }
662 
663 /// provide iter ref for RBTree
664 /// # Examples
665 /// ```
666 /// use rbtree::RBTree;
667 /// let mut m = RBTree::new();
668 /// for i in 0..32 {
669 ///     m.insert(i, i * 2);
670 /// }
671 /// assert_eq!(m.len(), 32);
672 /// let mut observed: u32 = 0;
673 /// for (k, v) in m.iter() {
674 ///     assert_eq!(*v, *k * 2);
675 ///     observed |= 1 << *k;
676 /// }
677 /// assert_eq!(observed, 0xFFFF_FFFF);
678 /// ```
679 pub struct Iter<'a, K: Ord + Debug + 'a, V: Debug + 'a> {
680     head: NodePtr<K, V>,
681     tail: NodePtr<K, V>,
682     len: usize,
683     _marker: marker::PhantomData<&'a ()>,
684 }
685 
686 impl<'a, K: Ord + Debug + 'a, V: Debug + 'a> Clone for Iter<'a, K, V> {
687     fn clone(&self) -> Iter<'a, K, V> {
688         Iter {
689             head: self.head,
690             tail: self.tail,
691             len: self.len,
692             _marker: self._marker,
693         }
694     }
695 }
696 
697 impl<'a, K: Ord + Debug + 'a, V: Debug + 'a> Iterator for Iter<'a, K, V> {
698     type Item = (&'a K, &'a V);
699 
700     fn next(&mut self) -> Option<(&'a K, &'a V)> {
701         if self.len == 0 {
702             return None;
703         }
704 
705         if self.head.is_null() {
706             return None;
707         }
708 
709         let (k, v) = unsafe { (&(*self.head.0).key, &(*self.head.0).value) };
710         self.head = self.head.next();
711         self.len -= 1;
712         Some((k, v))
713     }
714 
715     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
716         (self.len, Some(self.len))
717     }
718 }
719 
720 impl<'a, K: Ord + Debug + 'a, V: Debug + 'a> DoubleEndedIterator for Iter<'a, K, V> {
721     #[inline]
722     fn next_back(&mut self) -> Option<(&'a K, &'a V)> {
723         // kdebug!("len = {:?}", self.len);
724         if self.len == 0 {
725             return None;
726         }
727 
728         let (k, v) = unsafe { (&(*self.tail.0).key, &(*self.tail.0).value) };
729         self.tail = self.tail.prev();
730         self.len -= 1;
731         Some((k, v))
732     }
733 }
734 
735 /// provide iter mut ref for RBTree
736 /// # Examples
737 /// ```
738 /// use rbtree::RBTree;
739 /// let mut m = RBTree::new();
740 /// for i in 0..32 {
741 ///     m.insert(i, i);
742 /// }
743 /// assert_eq!(m.len(), 32);
744 /// for (_, v) in m.iter_mut() {
745 ///     *v *= 2;
746 /// }
747 /// for i in 0..32 {
748 ///     assert_eq!(m.get(&i).unwrap(), &(i * 2));
749 /// }
750 /// ```
751 pub struct IterMut<'a, K: Ord + Debug + 'a, V: Debug + 'a> {
752     head: NodePtr<K, V>,
753     tail: NodePtr<K, V>,
754     len: usize,
755     _marker: marker::PhantomData<&'a ()>,
756 }
757 
758 impl<'a, K: Ord + Debug + 'a, V: Debug + 'a> Clone for IterMut<'a, K, V> {
759     fn clone(&self) -> IterMut<'a, K, V> {
760         IterMut {
761             head: self.head,
762             tail: self.tail,
763             len: self.len,
764             _marker: self._marker,
765         }
766     }
767 }
768 
769 impl<'a, K: Ord + Debug + 'a, V: Debug + 'a> Iterator for IterMut<'a, K, V> {
770     type Item = (&'a K, &'a mut V);
771 
772     fn next(&mut self) -> Option<(&'a K, &'a mut V)> {
773         if self.len == 0 {
774             return None;
775         }
776 
777         if self.head.is_null() {
778             return None;
779         }
780 
781         let (k, v) = unsafe { (&(*self.head.0).key, &mut (*self.head.0).value) };
782         self.head = self.head.next();
783         self.len -= 1;
784         Some((k, v))
785     }
786 
787     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
788         (self.len, Some(self.len))
789     }
790 }
791 
792 impl<'a, K: Ord + Debug + 'a, V: Debug + 'a> DoubleEndedIterator for IterMut<'a, K, V> {
793     #[inline]
794     fn next_back(&mut self) -> Option<(&'a K, &'a mut V)> {
795         if self.len == 0 {
796             return None;
797         }
798 
799         if self.tail == self.head {
800             return None;
801         }
802 
803         let (k, v) = unsafe { (&(*self.tail.0).key, &mut (*self.tail.0).value) };
804         self.tail = self.tail.prev();
805         self.len -= 1;
806         Some((k, v))
807     }
808 }
809 
810 impl<K: Ord + Debug, V: Debug> IntoIterator for RBTree<K, V> {
811     type Item = (K, V);
812     type IntoIter = IntoIter<K, V>;
813 
814     #[inline]
815     fn into_iter(mut self) -> IntoIter<K, V> {
816         let iter = if self.root.is_null() {
817             IntoIter {
818                 head: NodePtr::null(),
819                 tail: NodePtr::null(),
820                 len: self.len,
821             }
822         } else {
823             IntoIter {
824                 head: self.first_child(),
825                 tail: self.last_child(),
826                 len: self.len,
827             }
828         };
829         self.fast_clear();
830         iter
831     }
832 }
833 
834 impl<K: Ord + Debug, V: Debug> RBTree<K, V> {
835     /// Creates an empty `RBTree`.
836     pub fn new() -> RBTree<K, V> {
837         RBTree {
838             root: NodePtr::null(),
839             len: 0,
840         }
841     }
842 
843     /// Returns the len of `RBTree`.
844     #[inline]
845     pub fn len(&self) -> usize {
846         self.len
847     }
848 
849     /// Returns `true` if the `RBTree` is empty.
850     #[inline]
851     pub fn is_empty(&self) -> bool {
852         self.root.is_null()
853     }
854 
855     /*
856      * 对红黑树的节点(x)进行左旋转
857      *
858      * 左旋示意图(对节点x进行左旋):
859      *      px                              px
860      *     /                               /
861      *    x                               y
862      *   /  \      --(左旋)-->           / \                #
863      *  lx   y                          x  ry
864      *     /   \                       /  \
865      *    ly   ry                     lx  ly
866      *
867      *
868      */
869     #[inline]
870     unsafe fn left_rotate(&mut self, mut node: NodePtr<K, V>) {
871         let mut temp = node.right();
872         node.set_right(temp.left());
873 
874         if !temp.left().is_null() {
875             temp.left().set_parent(node);
876         }
877 
878         temp.set_parent(node.parent());
879         if node == self.root {
880             self.root = temp;
881         } else if node == node.parent().left() {
882             node.parent().set_left(temp);
883         } else {
884             node.parent().set_right(temp);
885         }
886 
887         temp.set_left(node);
888         node.set_parent(temp);
889     }
890 
891     /*
892      * 对红黑树的节点(y)进行右旋转
893      *
894      * 右旋示意图(对节点y进行左旋):
895      *            py                               py
896      *           /                                /
897      *          y                                x
898      *         /  \      --(右旋)-->            /  \                     #
899      *        x   ry                           lx   y
900      *       / \                                   / \                   #
901      *      lx  rx                                rx  ry
902      *
903      */
904     #[inline]
905     unsafe fn right_rotate(&mut self, mut node: NodePtr<K, V>) {
906         let mut temp = node.left();
907         node.set_left(temp.right());
908 
909         if !temp.right().is_null() {
910             temp.right().set_parent(node);
911         }
912 
913         temp.set_parent(node.parent());
914         if node == self.root {
915             self.root = temp;
916         } else if node == node.parent().right() {
917             node.parent().set_right(temp);
918         } else {
919             node.parent().set_left(temp);
920         }
921 
922         temp.set_right(node);
923         node.set_parent(temp);
924     }
925 
926     /// replace value if key exist, if not exist insert it.
927     /// # Examples
928     /// ```
929     /// use rbtree::RBTree;
930     /// let mut m = RBTree::new();
931     /// assert_eq!(m.len(), 0);
932     /// m.insert(2, 4);
933     /// assert_eq!(m.len(), 1);
934     /// assert_eq!(m.replace_or_insert(2, 6).unwrap(), 4);
935     /// assert_eq!(m.len(), 1);
936     /// assert_eq!(*m.get(&2).unwrap(), 6);
937     /// ```
938     #[inline]
939     pub fn replace_or_insert(&mut self, k: K, mut v: V) -> Option<V> {
940         let node = self.find_node(&k);
941         if node.is_null() {
942             self.insert(k, v);
943             return None;
944         }
945 
946         unsafe {
947             mem::swap(&mut v, &mut (*node.0).value);
948         }
949 
950         Some(v)
951     }
952 
953     #[inline]
954     unsafe fn insert_fixup(&mut self, mut node: NodePtr<K, V>) {
955         let mut parent;
956         let mut gparent;
957 
958         while node.parent().is_red_color() {
959             parent = node.parent();
960             gparent = parent.parent();
961             //若“父节点”是“祖父节点的左孩子”
962             if parent == gparent.left() {
963                 // Case 1条件:叔叔节点是红色
964                 let mut uncle = gparent.right();
965                 if !uncle.is_null() && uncle.is_red_color() {
966                     uncle.set_black_color();
967                     parent.set_black_color();
968                     gparent.set_red_color();
969                     node = gparent;
970                     continue;
971                 }
972 
973                 // Case 2条件:叔叔是黑色,且当前节点是右孩子
974                 if parent.right() == node {
975                     self.left_rotate(parent);
976                     swap(&mut parent, &mut node);
977                 }
978 
979                 // Case 3条件:叔叔是黑色,且当前节点是左孩子。
980                 parent.set_black_color();
981                 gparent.set_red_color();
982                 self.right_rotate(gparent);
983             } else {
984                 // Case 1条件:叔叔节点是红色
985                 let mut uncle = gparent.left();
986                 if !uncle.is_null() && uncle.is_red_color() {
987                     uncle.set_black_color();
988                     parent.set_black_color();
989                     gparent.set_red_color();
990                     node = gparent;
991                     continue;
992                 }
993 
994                 // Case 2条件:叔叔是黑色,且当前节点是右孩子
995                 if parent.left() == node {
996                     self.right_rotate(parent);
997                     swap(&mut parent, &mut node);
998                 }
999 
1000                 // Case 3条件:叔叔是黑色,且当前节点是左孩子。
1001                 parent.set_black_color();
1002                 gparent.set_red_color();
1003                 self.left_rotate(gparent);
1004             }
1005         }
1006         self.root.set_black_color();
1007     }
1008 
1009     #[inline]
1010     pub fn insert(&mut self, k: K, v: V) {
1011         self.len += 1;
1012         let mut node = NodePtr::new(k, v);
1013         let mut y = NodePtr::null();
1014         let mut x = self.root;
1015 
1016         while !x.is_null() {
1017             y = x;
1018             match node.cmp(&x) {
1019                 Ordering::Less => {
1020                     x = x.left();
1021                 }
1022                 _ => {
1023                     x = x.right();
1024                 }
1025             };
1026         }
1027         node.set_parent(y);
1028 
1029         if y.is_null() {
1030             self.root = node;
1031         } else {
1032             match node.cmp(&y) {
1033                 Ordering::Less => {
1034                     y.set_left(node);
1035                 }
1036                 _ => {
1037                     y.set_right(node);
1038                 }
1039             };
1040         }
1041 
1042         node.set_red_color();
1043         unsafe {
1044             self.insert_fixup(node);
1045         }
1046     }
1047 
1048     #[inline]
1049     fn find_node(&self, k: &K) -> NodePtr<K, V> {
1050         if self.root.is_null() {
1051             return NodePtr::null();
1052         }
1053         let mut temp = &self.root;
1054         unsafe {
1055             loop {
1056                 let next = match k.cmp(&(*temp.0).key) {
1057                     Ordering::Less => &mut (*temp.0).left,
1058                     Ordering::Greater => &mut (*temp.0).right,
1059                     Ordering::Equal => return *temp,
1060                 };
1061                 if next.is_null() {
1062                     break;
1063                 }
1064                 temp = next;
1065             }
1066         }
1067         NodePtr::null()
1068     }
1069 
1070     #[inline]
1071     fn first_child(&self) -> NodePtr<K, V> {
1072         if self.root.is_null() {
1073             NodePtr::null()
1074         } else {
1075             let mut temp = self.root;
1076             while !temp.left().is_null() {
1077                 temp = temp.left();
1078             }
1079             return temp;
1080         }
1081     }
1082 
1083     #[inline]
1084     fn last_child(&self) -> NodePtr<K, V> {
1085         if self.root.is_null() {
1086             NodePtr::null()
1087         } else {
1088             let mut temp = self.root;
1089             while !temp.right().is_null() {
1090                 temp = temp.right();
1091             }
1092             return temp;
1093         }
1094     }
1095 
1096     #[inline]
1097     pub fn get_first(&self) -> Option<(&K, &V)> {
1098         let first = self.first_child();
1099         if first.is_null() {
1100             return None;
1101         }
1102         unsafe { Some((&(*first.0).key, &(*first.0).value)) }
1103     }
1104 
1105     #[inline]
1106     pub fn get_last(&self) -> Option<(&K, &V)> {
1107         let last = self.last_child();
1108         if last.is_null() {
1109             return None;
1110         }
1111         unsafe { Some((&(*last.0).key, &(*last.0).value)) }
1112     }
1113 
1114     #[inline]
1115     pub fn pop_first(&mut self) -> Option<(K, V)> {
1116         let first = self.first_child();
1117         if first.is_null() {
1118             return None;
1119         }
1120         unsafe { Some(self.delete(first)) }
1121     }
1122 
1123     #[inline]
1124     pub fn pop_last(&mut self) -> Option<(K, V)> {
1125         let last = self.last_child();
1126         if last.is_null() {
1127             return None;
1128         }
1129         unsafe { Some(self.delete(last)) }
1130     }
1131 
1132     #[inline]
1133     pub fn get_first_mut(&mut self) -> Option<(&K, &mut V)> {
1134         let first = self.first_child();
1135         if first.is_null() {
1136             return None;
1137         }
1138         unsafe { Some((&(*first.0).key, &mut (*first.0).value)) }
1139     }
1140 
1141     #[inline]
1142     pub fn get_last_mut(&mut self) -> Option<(&K, &mut V)> {
1143         let last = self.last_child();
1144         if last.is_null() {
1145             return None;
1146         }
1147         unsafe { Some((&(*last.0).key, &mut (*last.0).value)) }
1148     }
1149 
1150     #[inline]
1151     pub fn get(&self, k: &K) -> Option<&V> {
1152         let node = self.find_node(k);
1153         if node.is_null() {
1154             return None;
1155         }
1156 
1157         unsafe { Some(&(*node.0).value) }
1158     }
1159 
1160     #[inline]
1161     pub fn get_mut(&mut self, k: &K) -> Option<&mut V> {
1162         let node = self.find_node(k);
1163         if node.is_null() {
1164             return None;
1165         }
1166 
1167         unsafe { Some(&mut (*node.0).value) }
1168     }
1169 
1170     #[inline]
1171     pub fn contains_key(&self, k: &K) -> bool {
1172         let node = self.find_node(k);
1173         if node.is_null() {
1174             return false;
1175         }
1176         true
1177     }
1178 
1179     #[allow(clippy::only_used_in_recursion)]
1180     #[inline]
1181     fn clear_recurse(&mut self, current: NodePtr<K, V>) {
1182         if !current.is_null() {
1183             unsafe {
1184                 self.clear_recurse(current.left());
1185                 self.clear_recurse(current.right());
1186                 drop(Box::from_raw(current.0));
1187             }
1188         }
1189     }
1190 
1191     /// clear all red back tree elements.
1192     /// # Examples
1193     /// ```
1194     /// use rbtree::RBTree;
1195     /// let mut m = RBTree::new();
1196     /// for i in 0..6 {
1197     ///     m.insert(i, i);
1198     /// }
1199     /// assert_eq!(m.len(), 6);
1200     /// m.clear();
1201     /// assert_eq!(m.len(), 0);
1202     /// ```
1203     #[inline]
1204     pub fn clear(&mut self) {
1205         let root = self.root;
1206         self.root = NodePtr::null();
1207         self.clear_recurse(root);
1208         self.len = 0;
1209     }
1210 
1211     /// Empties the `RBTree` without freeing objects in it.
1212     #[inline]
1213     fn fast_clear(&mut self) {
1214         self.root = NodePtr::null();
1215         self.len = 0;
1216     }
1217 
1218     #[inline]
1219     pub fn remove(&mut self, k: &K) -> Option<V> {
1220         let node = self.find_node(k);
1221         if node.is_null() {
1222             return None;
1223         }
1224         unsafe { Some(self.delete(node).1) }
1225     }
1226 
1227     #[inline]
1228     unsafe fn delete_fixup(&mut self, mut node: NodePtr<K, V>, mut parent: NodePtr<K, V>) {
1229         let mut other;
1230         while node != self.root && node.is_black_color() {
1231             if parent.left() == node {
1232                 other = parent.right();
1233                 //x的兄弟w是红色的
1234                 if other.is_red_color() {
1235                     other.set_black_color();
1236                     parent.set_red_color();
1237                     self.left_rotate(parent);
1238                     other = parent.right();
1239                 }
1240 
1241                 //x的兄弟w是黑色,且w的俩个孩子也都是黑色的
1242                 if other.left().is_black_color() && other.right().is_black_color() {
1243                     other.set_red_color();
1244                     node = parent;
1245                     parent = node.parent();
1246                 } else {
1247                     //x的兄弟w是黑色的,并且w的左孩子是红色,右孩子为黑色。
1248                     if other.right().is_black_color() {
1249                         other.left().set_black_color();
1250                         other.set_red_color();
1251                         self.right_rotate(other);
1252                         other = parent.right();
1253                     }
1254                     //x的兄弟w是黑色的;并且w的右孩子是红色的,左孩子任意颜色。
1255                     other.set_color(parent.get_color());
1256                     parent.set_black_color();
1257                     other.right().set_black_color();
1258                     self.left_rotate(parent);
1259                     node = self.root;
1260                     break;
1261                 }
1262             } else {
1263                 other = parent.left();
1264                 //x的兄弟w是红色的
1265                 if other.is_red_color() {
1266                     other.set_black_color();
1267                     parent.set_red_color();
1268                     self.right_rotate(parent);
1269                     other = parent.left();
1270                 }
1271 
1272                 //x的兄弟w是黑色,且w的俩个孩子也都是黑色的
1273                 if other.left().is_black_color() && other.right().is_black_color() {
1274                     other.set_red_color();
1275                     node = parent;
1276                     parent = node.parent();
1277                 } else {
1278                     //x的兄弟w是黑色的,并且w的左孩子是红色,右孩子为黑色。
1279                     if other.left().is_black_color() {
1280                         other.right().set_black_color();
1281                         other.set_red_color();
1282                         self.left_rotate(other);
1283                         other = parent.left();
1284                     }
1285                     //x的兄弟w是黑色的;并且w的右孩子是红色的,左孩子任意颜色。
1286                     other.set_color(parent.get_color());
1287                     parent.set_black_color();
1288                     other.left().set_black_color();
1289                     self.right_rotate(parent);
1290                     node = self.root;
1291                     break;
1292                 }
1293             }
1294         }
1295 
1296         node.set_black_color();
1297     }
1298 
1299     #[inline]
1300     unsafe fn delete(&mut self, node: NodePtr<K, V>) -> (K, V) {
1301         let mut child;
1302         let mut parent;
1303         let color;
1304 
1305         self.len -= 1;
1306         // 被删除节点的"左右孩子都不为空"的情况。
1307         if !node.left().is_null() && !node.right().is_null() {
1308             // 被删节点的后继节点。(称为"取代节点")
1309             // 用它来取代"被删节点"的位置,然后再将"被删节点"去掉。
1310             let mut replace = node.right().min_node();
1311             if node == self.root {
1312                 self.root = replace;
1313             } else if node.parent().left() == node {
1314                 node.parent().set_left(replace);
1315             } else {
1316                 node.parent().set_right(replace);
1317             }
1318 
1319             // child是"取代节点"的右孩子,也是需要"调整的节点"。
1320             // "取代节点"肯定不存在左孩子!因为它是一个后继节点。
1321             child = replace.right();
1322             parent = replace.parent();
1323             color = replace.get_color();
1324             if parent == node {
1325                 parent = replace;
1326             } else {
1327                 if !child.is_null() {
1328                     child.set_parent(parent);
1329                 }
1330                 parent.set_left(child);
1331                 replace.set_right(node.right());
1332                 node.right().set_parent(replace);
1333             }
1334 
1335             replace.set_parent(node.parent());
1336             replace.set_color(node.get_color());
1337             replace.set_left(node.left());
1338             node.left().set_parent(replace);
1339 
1340             if color == Color::Black {
1341                 self.delete_fixup(child, parent);
1342             }
1343 
1344             let obj = Box::from_raw(node.0);
1345             return obj.pair();
1346         }
1347 
1348         if !node.left().is_null() {
1349             child = node.left();
1350         } else {
1351             child = node.right();
1352         }
1353 
1354         parent = node.parent();
1355         color = node.get_color();
1356         if !child.is_null() {
1357             child.set_parent(parent);
1358         }
1359 
1360         if self.root == node {
1361             self.root = child
1362         } else if parent.left() == node {
1363             parent.set_left(child);
1364         } else {
1365             parent.set_right(child);
1366         }
1367 
1368         if color == Color::Black {
1369             self.delete_fixup(child, parent);
1370         }
1371 
1372         let obj = Box::from_raw(node.0);
1373         return obj.pair();
1374     }
1375 
1376     /// Return the keys iter
1377     #[inline]
1378     pub fn keys(&self) -> Keys<K, V> {
1379         Keys { inner: self.iter() }
1380     }
1381 
1382     /// Return the value iter
1383     #[inline]
1384     pub fn values(&self) -> Values<K, V> {
1385         Values { inner: self.iter() }
1386     }
1387 
1388     /// Return the value iter mut
1389     #[inline]
1390     pub fn values_mut(&mut self) -> ValuesMut<K, V> {
1391         ValuesMut {
1392             inner: self.iter_mut(),
1393         }
1394     }
1395 
1396     /// Return the key and value iter
1397     #[inline]
1398     pub fn iter(&self) -> Iter<K, V> {
1399         Iter {
1400             head: self.first_child(),
1401             tail: self.last_child(),
1402             len: self.len,
1403             _marker: marker::PhantomData,
1404         }
1405     }
1406 
1407     /// Return the key and mut value iter
1408     #[inline]
1409     pub fn iter_mut(&mut self) -> IterMut<K, V> {
1410         IterMut {
1411             head: self.first_child(),
1412             tail: self.last_child(),
1413             len: self.len,
1414             _marker: marker::PhantomData,
1415         }
1416     }
1417 }
1418 
1419 #[cfg(test)]
1420 mod tests {
1421 
1422     #[test]
1423     fn test_insert() {
1424         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1425         let mut m = RBTree::new();
1426         assert_eq!(m.len(), 0);
1427         m.insert(1, 2);
1428         assert_eq!(m.len(), 1);
1429         m.insert(2, 4);
1430         assert_eq!(m.len(), 2);
1431         m.insert(2, 6);
1432         assert_eq!(m.len(), 3);
1433         assert_eq!(*m.get(&1).unwrap(), 2);
1434         assert_eq!(*m.get(&2).unwrap(), 4);
1435         assert_eq!(*m.get(&2).unwrap(), 4);
1436     }
1437 
1438     #[test]
1439     fn test_replace() {
1440         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1441         let mut m = RBTree::new();
1442         assert_eq!(m.len(), 0);
1443         m.insert(2, 4);
1444         assert_eq!(m.len(), 1);
1445         assert_eq!(m.replace_or_insert(2, 6).unwrap(), 4);
1446         assert_eq!(m.len(), 1);
1447         assert_eq!(*m.get(&2).unwrap(), 6);
1448     }
1449 
1450     #[test]
1451     fn test_clone() {
1452         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1453         let mut m = RBTree::new();
1454         assert_eq!(m.len(), 0);
1455         m.insert(1, 2);
1456         assert_eq!(m.len(), 1);
1457         m.insert(2, 4);
1458         assert_eq!(m.len(), 2);
1459         let m2 = m.clone();
1460         m.clear();
1461         assert_eq!(*m2.get(&1).unwrap(), 2);
1462         assert_eq!(*m2.get(&2).unwrap(), 4);
1463         assert_eq!(m2.len(), 2);
1464     }
1465 
1466     #[test]
1467     fn test_empty_remove() {
1468         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1469         let mut m: RBTree<isize, bool> = RBTree::new();
1470         assert_eq!(m.remove(&0), None);
1471     }
1472 
1473     #[test]
1474     fn test_empty_iter() {
1475         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1476         let mut m: RBTree<isize, bool> = RBTree::new();
1477         assert_eq!(m.iter().next(), None);
1478         assert_eq!(m.iter_mut().next(), None);
1479         assert_eq!(m.len(), 0);
1480         assert!(m.is_empty());
1481         assert_eq!(m.into_iter().next(), None);
1482     }
1483 
1484     #[test]
1485     fn test_lots_of_insertions() {
1486         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1487         let mut m = RBTree::new();
1488 
1489         // Try this a few times to make sure we never screw up the hashmap's
1490         // internal state.
1491         for _ in 0..10 {
1492             assert!(m.is_empty());
1493 
1494             for i in 1..101 {
1495                 m.insert(i, i);
1496 
1497                 for j in 1..i + 1 {
1498                     let r = m.get(&j);
1499                     assert_eq!(r, Some(&j));
1500                 }
1501 
1502                 for j in i + 1..101 {
1503                     let r = m.get(&j);
1504                     assert_eq!(r, None);
1505                 }
1506             }
1507 
1508             for i in 101..201 {
1509                 assert!(!m.contains_key(&i));
1510             }
1511 
1512             // remove forwards
1513             for i in 1..101 {
1514                 assert!(m.remove(&i).is_some());
1515 
1516                 for j in 1..i + 1 {
1517                     assert!(!m.contains_key(&j));
1518                 }
1519 
1520                 for j in i + 1..101 {
1521                     assert!(m.contains_key(&j));
1522                 }
1523             }
1524 
1525             for i in 1..101 {
1526                 assert!(!m.contains_key(&i));
1527             }
1528 
1529             for i in 1..101 {
1530                 m.insert(i, i);
1531             }
1532 
1533             // remove backwards
1534             for i in (1..101).rev() {
1535                 assert!(m.remove(&i).is_some());
1536 
1537                 for j in i..101 {
1538                     assert!(!m.contains_key(&j));
1539                 }
1540 
1541                 for j in 1..i {
1542                     assert!(m.contains_key(&j));
1543                 }
1544             }
1545         }
1546     }
1547 
1548     #[test]
1549     fn test_find_mut() {
1550         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1551         let mut m = RBTree::new();
1552         m.insert(1, 12);
1553         m.insert(2, 8);
1554         m.insert(5, 14);
1555         let new = 100;
1556         match m.get_mut(&5) {
1557             None => panic!(),
1558             Some(x) => *x = new,
1559         }
1560         assert_eq!(m.get(&5), Some(&new));
1561     }
1562 
1563     #[test]
1564     fn test_remove() {
1565         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1566         let mut m = RBTree::new();
1567         m.insert(1, 2);
1568         assert_eq!(*m.get(&1).unwrap(), 2);
1569         m.insert(5, 3);
1570         assert_eq!(*m.get(&5).unwrap(), 3);
1571         m.insert(9, 4);
1572         assert_eq!(*m.get(&1).unwrap(), 2);
1573         assert_eq!(*m.get(&5).unwrap(), 3);
1574         assert_eq!(*m.get(&9).unwrap(), 4);
1575         assert_eq!(m.remove(&1).unwrap(), 2);
1576         assert_eq!(m.remove(&5).unwrap(), 3);
1577         assert_eq!(m.remove(&9).unwrap(), 4);
1578         assert_eq!(m.len(), 0);
1579     }
1580 
1581     #[test]
1582     fn test_is_empty() {
1583         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1584         let mut m = RBTree::new();
1585         m.insert(1, 2);
1586         assert!(!m.is_empty());
1587         assert!(m.remove(&1).is_some());
1588         assert!(m.is_empty());
1589     }
1590 
1591     #[test]
1592     fn test_pop() {
1593         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1594         let mut m = RBTree::new();
1595         m.insert(2, 4);
1596         m.insert(1, 2);
1597         m.insert(3, 6);
1598         assert_eq!(m.len(), 3);
1599         assert_eq!(m.pop_first(), Some((1, 2)));
1600         assert_eq!(m.len(), 2);
1601         assert_eq!(m.pop_last(), Some((3, 6)));
1602         assert_eq!(m.len(), 1);
1603         assert_eq!(m.get_first(), Some((&2, &4)));
1604         assert_eq!(m.get_last(), Some((&2, &4)));
1605     }
1606 
1607     #[test]
1608     fn test_iterate() {
1609         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1610         let mut m = RBTree::new();
1611         for i in 0..32 {
1612             m.insert(i, i * 2);
1613         }
1614         assert_eq!(m.len(), 32);
1615 
1616         let mut observed: u32 = 0;
1617 
1618         for (k, v) in m.iter() {
1619             assert_eq!(*v, *k * 2);
1620             observed |= 1 << *k;
1621         }
1622         assert_eq!(observed, 0xFFFF_FFFF);
1623     }
1624 
1625     #[test]
1626     fn test_keys() {
1627         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1628         let vec = vec![(1, 'a'), (2, 'b'), (3, 'c')];
1629         let map: RBTree<_, _> = vec.into_iter().collect();
1630         let keys: Vec<_> = map.keys().cloned().collect();
1631         assert_eq!(keys.len(), 3);
1632         assert!(keys.contains(&1));
1633         assert!(keys.contains(&2));
1634         assert!(keys.contains(&3));
1635     }
1636 
1637     #[test]
1638     fn test_values() {
1639         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1640         let vec = vec![(1, 'a'), (2, 'b'), (3, 'c')];
1641         let map: RBTree<_, _> = vec.into_iter().collect();
1642         let values: Vec<_> = map.values().cloned().collect();
1643         assert_eq!(values.len(), 3);
1644         assert!(values.contains(&'a'));
1645         assert!(values.contains(&'b'));
1646         assert!(values.contains(&'c'));
1647     }
1648 
1649     #[test]
1650     fn test_values_mut() {
1651         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1652         let vec = vec![(1, 1), (2, 2), (3, 3)];
1653         let mut map: RBTree<_, _> = vec.into_iter().collect();
1654         for value in map.values_mut() {
1655             *value = (*value) * 2
1656         }
1657         let values: Vec<_> = map.values().cloned().collect();
1658         assert_eq!(values.len(), 3);
1659         assert!(values.contains(&2));
1660         assert!(values.contains(&4));
1661         assert!(values.contains(&6));
1662     }
1663 
1664     #[test]
1665     fn test_find() {
1666         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1667         let mut m = RBTree::new();
1668         assert!(m.get(&1).is_none());
1669         m.insert(1, 2);
1670         match m.get(&1) {
1671             None => panic!(),
1672             Some(v) => assert_eq!(*v, 2),
1673         }
1674     }
1675 
1676     #[test]
1677     fn test_eq() {
1678         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1679         let mut m1 = RBTree::new();
1680         m1.insert(1, 2);
1681         m1.insert(2, 3);
1682         m1.insert(3, 4);
1683 
1684         let mut m2 = RBTree::new();
1685         m2.insert(1, 2);
1686         m2.insert(2, 3);
1687 
1688         assert!(m1 != m2);
1689 
1690         m2.insert(3, 4);
1691 
1692         assert_eq!(m1, m2);
1693     }
1694 
1695     #[test]
1696     fn test_show() {
1697         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1698         let mut map = RBTree::new();
1699         let empty: RBTree<i32, i32> = RBTree::new();
1700 
1701         map.insert(1, 2);
1702         map.insert(3, 4);
1703 
1704         let map_str = format!("{:?}", map);
1705 
1706         assert!(map_str == "{1: 2, 3: 4}" || map_str == "{3: 4, 1: 2}");
1707         assert_eq!(format!("{:?}", empty), "{}");
1708     }
1709 
1710     #[test]
1711     fn test_from_iter() {
1712         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1713         let xs = [(1, 1), (2, 2), (3, 3), (4, 4), (5, 5), (6, 6)];
1714 
1715         let map: RBTree<_, _> = xs.iter().cloned().collect();
1716 
1717         for &(k, v) in &xs {
1718             assert_eq!(map.get(&k), Some(&v));
1719         }
1720     }
1721 
1722     #[test]
1723     fn test_size_hint() {
1724         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1725         let xs = [(1, 1), (2, 2), (3, 3), (4, 4), (5, 5), (6, 6)];
1726 
1727         let map: RBTree<_, _> = xs.iter().cloned().collect();
1728 
1729         let mut iter = map.iter();
1730 
1731         for _ in iter.by_ref().take(3) {}
1732 
1733         assert_eq!(iter.size_hint(), (3, Some(3)));
1734     }
1735 
1736     #[test]
1737     fn test_iter_len() {
1738         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1739         let xs = [(1, 1), (2, 2), (3, 3), (4, 4), (5, 5), (6, 6)];
1740 
1741         let map: RBTree<_, _> = xs.iter().cloned().collect();
1742 
1743         let mut iter = map.iter();
1744 
1745         for _ in iter.by_ref().take(3) {}
1746 
1747         assert_eq!(iter.count(), 3);
1748     }
1749 
1750     #[test]
1751     fn test_mut_size_hint() {
1752         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1753         let xs = [(1, 1), (2, 2), (3, 3), (4, 4), (5, 5), (6, 6)];
1754 
1755         let mut map: RBTree<_, _> = xs.iter().cloned().collect();
1756 
1757         let mut iter = map.iter_mut();
1758 
1759         for _ in iter.by_ref().take(3) {}
1760 
1761         assert_eq!(iter.size_hint(), (3, Some(3)));
1762     }
1763 
1764     #[test]
1765     fn test_iter_mut_len() {
1766         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1767         let xs = [(1, 1), (2, 2), (3, 3), (4, 4), (5, 5), (6, 6)];
1768 
1769         let mut map: RBTree<_, _> = xs.iter().cloned().collect();
1770 
1771         let mut iter = map.iter_mut();
1772 
1773         for _ in iter.by_ref().take(3) {}
1774 
1775         assert_eq!(iter.count(), 3);
1776     }
1777 
1778     #[test]
1779     fn test_index() {
1780         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1781         let mut map = RBTree::new();
1782 
1783         map.insert(1, 2);
1784         map.insert(2, 1);
1785         map.insert(3, 4);
1786 
1787         assert_eq!(map[&2], 1);
1788     }
1789 
1790     #[test]
1791     #[should_panic]
1792     fn test_index_nonexistent() {
1793         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1794         let mut map = RBTree::new();
1795 
1796         map.insert(1, 2);
1797         map.insert(2, 1);
1798         map.insert(3, 4);
1799 
1800         map[&4];
1801     }
1802 
1803     #[test]
1804     fn test_extend_iter() {
1805         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1806         let mut a = RBTree::new();
1807         a.insert(1, "one");
1808         let mut b = RBTree::new();
1809         b.insert(2, "two");
1810         b.insert(3, "three");
1811 
1812         a.extend(b.into_iter());
1813 
1814         assert_eq!(a.len(), 3);
1815         assert_eq!(a[&1], "one");
1816         assert_eq!(a[&2], "two");
1817         assert_eq!(a[&3], "three");
1818     }
1819 
1820     #[test]
1821     fn test_rev_iter() {
1822         let mut a = RBTree::new();
1823         a.insert(1, 1);
1824         a.insert(2, 2);
1825         a.insert(3, 3);
1826 
1827         assert_eq!(a.len(), 3);
1828         let mut cache = vec![];
1829         for e in a.iter().rev() {
1830             cache.push(e.0.clone());
1831         }
1832         assert_eq!(&cache, &vec![3, 2, 1]);
1833     }
1834 }
1835