xref: /DragonOS/kernel/src/libs/rbtree.rs (revision 7a29d4fcbcd89a226289c7bf541c2c78623de3ad)
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::ops::Index;
21 use core::ptr;
22 
23 use alloc::boxed::Box;
24 
25 use crate::kdebug;
26 
27 #[derive(Debug, Copy, Clone, PartialEq, Eq)]
28 enum Color {
29     Red,
30     Black,
31 }
32 
33 /*****************RBTreeNode***************************/
34 struct RBTreeNode<K: Ord, V> {
35     color: Color,
36     left: NodePtr<K, V>,
37     right: NodePtr<K, V>,
38     parent: NodePtr<K, V>,
39     key: K,
40     value: V,
41 }
42 
43 impl<K: Ord, V> RBTreeNode<K, V> {
44     #[inline]
45     fn pair(self) -> (K, V) {
46         (self.key, self.value)
47     }
48 }
49 
50 impl<K, V> Debug for RBTreeNode<K, V>
51 where
52     K: Ord + Debug,
53     V: Debug,
54 {
55     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
56         write!(f, "k:{:?} v:{:?} c:{:?}", self.key, self.value, self.color)
57     }
58 }
59 
60 /*****************NodePtr***************************/
61 #[derive(Debug)]
62 struct NodePtr<K: Ord, V>(*mut RBTreeNode<K, V>);
63 
64 impl<K: Ord, V> Clone for NodePtr<K, V> {
65     fn clone(&self) -> NodePtr<K, V> {
66         NodePtr(self.0)
67     }
68 }
69 
70 impl<K: Ord, V> Copy for NodePtr<K, V> {}
71 
72 impl<K: Ord, V> Ord for NodePtr<K, V> {
73     fn cmp(&self, other: &NodePtr<K, V>) -> Ordering {
74         unsafe { (*self.0).key.cmp(&(*other.0).key) }
75     }
76 }
77 
78 impl<K: Ord, V> PartialOrd for NodePtr<K, V> {
79     fn partial_cmp(&self, other: &NodePtr<K, V>) -> Option<Ordering> {
80         unsafe { Some((*self.0).key.cmp(&(*other.0).key)) }
81     }
82 }
83 
84 impl<K: Ord, V> PartialEq for NodePtr<K, V> {
85     fn eq(&self, other: &NodePtr<K, V>) -> bool {
86         self.0 == other.0
87     }
88 }
89 
90 impl<K: Ord, V> Eq for NodePtr<K, V> {}
91 
92 impl<K: Ord, V> NodePtr<K, V> {
93     fn new(k: K, v: V) -> NodePtr<K, V> {
94         let node = RBTreeNode {
95             color: Color::Black,
96             left: NodePtr::null(),
97             right: NodePtr::null(),
98             parent: NodePtr::null(),
99             key: k,
100             value: v,
101         };
102         NodePtr(Box::into_raw(Box::new(node)))
103     }
104 
105     #[inline]
106     fn set_color(&mut self, color: Color) {
107         if self.is_null() {
108             return;
109         }
110         unsafe {
111             (*self.0).color = color;
112         }
113     }
114 
115     #[inline]
116     fn set_red_color(&mut self) {
117         self.set_color(Color::Red);
118     }
119 
120     #[inline]
121     fn set_black_color(&mut self) {
122         self.set_color(Color::Black);
123     }
124 
125     #[inline]
126     fn get_color(&self) -> Color {
127         if self.is_null() {
128             return Color::Black;
129         }
130         unsafe { (*self.0).color }
131     }
132 
133     #[inline]
134     fn is_red_color(&self) -> bool {
135         if self.is_null() {
136             return false;
137         }
138         unsafe { (*self.0).color == Color::Red }
139     }
140 
141     #[inline]
142     fn is_black_color(&self) -> bool {
143         if self.is_null() {
144             return true;
145         }
146         unsafe { (*self.0).color == Color::Black }
147     }
148 
149     #[inline]
150     fn is_left_child(&self) -> bool {
151         self.parent().left() == *self
152     }
153 
154     #[inline]
155     fn is_right_child(&self) -> bool {
156         self.parent().right() == *self
157     }
158 
159     #[inline]
160     fn min_node(self) -> NodePtr<K, V> {
161         let mut temp = self.clone();
162         while !temp.left().is_null() {
163             temp = temp.left();
164         }
165         return temp;
166     }
167 
168     #[inline]
169     fn max_node(self) -> NodePtr<K, V> {
170         let mut temp = self.clone();
171         while !temp.right().is_null() {
172             temp = temp.right();
173         }
174         return temp;
175     }
176 
177     #[inline]
178     fn next(self) -> NodePtr<K, V> {
179         if !self.right().is_null() {
180             self.right().min_node()
181         } else {
182             let mut temp = self;
183             loop {
184                 if temp.parent().is_null() {
185                     return NodePtr::null();
186                 }
187                 if temp.is_left_child() {
188                     return temp.parent();
189                 }
190                 temp = temp.parent();
191             }
192         }
193     }
194 
195     #[inline]
196     fn prev(self) -> NodePtr<K, V> {
197         if !self.left().is_null() {
198             self.left().max_node()
199         } else {
200             let mut temp = self;
201             loop {
202                 if temp.parent().is_null() {
203                     return NodePtr::null();
204                 }
205                 if temp.is_right_child() {
206                     return temp.parent();
207                 }
208                 temp = temp.parent();
209             }
210         }
211     }
212 
213     #[inline]
214     fn set_parent(&mut self, parent: NodePtr<K, V>) {
215         if self.is_null() {
216             return;
217         }
218         unsafe { (*self.0).parent = parent }
219     }
220 
221     #[inline]
222     fn set_left(&mut self, left: NodePtr<K, V>) {
223         if self.is_null() {
224             return;
225         }
226         unsafe { (*self.0).left = left }
227     }
228 
229     #[inline]
230     fn set_right(&mut self, right: NodePtr<K, V>) {
231         if self.is_null() {
232             return;
233         }
234         unsafe { (*self.0).right = right }
235     }
236 
237     #[inline]
238     fn parent(&self) -> NodePtr<K, V> {
239         if self.is_null() {
240             return NodePtr::null();
241         }
242         unsafe { (*self.0).parent.clone() }
243     }
244 
245     #[inline]
246     fn left(&self) -> NodePtr<K, V> {
247         if self.is_null() {
248             return NodePtr::null();
249         }
250         unsafe { (*self.0).left.clone() }
251     }
252 
253     #[inline]
254     fn right(&self) -> NodePtr<K, V> {
255         if self.is_null() {
256             return NodePtr::null();
257         }
258         unsafe { (*self.0).right.clone() }
259     }
260 
261     #[inline]
262     fn null() -> NodePtr<K, V> {
263         NodePtr(ptr::null_mut())
264     }
265 
266     #[inline]
267     fn is_null(&self) -> bool {
268         self.0.is_null()
269     }
270 }
271 
272 impl<K: Ord + Clone, V: Clone> NodePtr<K, V> {
273     unsafe fn deep_clone(&self) -> NodePtr<K, V> {
274         let mut node = NodePtr::new((*self.0).key.clone(), (*self.0).value.clone());
275         if !self.left().is_null() {
276             node.set_left(self.left().deep_clone());
277             node.left().set_parent(node);
278         }
279         if !self.right().is_null() {
280             node.set_right(self.right().deep_clone());
281             node.right().set_parent(node);
282         }
283         node
284     }
285 }
286 
287 /// A red black tree implemented with Rust
288 /// It is required that the keys implement the [`Ord`] traits.
289 
290 /// # Examples
291 /// ```rust
292 /// use rbtree::RBTree;
293 /// // type inference lets us omit an explicit type signature (which
294 /// // would be `RBTree<&str, &str>` in this example).
295 /// let mut book_reviews = RBTree::new();
296 ///
297 /// // review some books.
298 /// book_reviews.insert("Adventures of Huckleberry Finn", "My favorite book.");
299 /// book_reviews.insert("Grimms' Fairy Tales", "Masterpiece.");
300 /// book_reviews.insert("Pride and Prejudice", "Very enjoyable.");
301 /// book_reviews.insert("The Adventures of Sherlock Holmes", "Eye lyked it alot.");
302 ///
303 /// // check for a specific one.
304 /// if !book_reviews.contains_key(&"Les Misérables") {
305 ///     kdebug!(
306 ///         "We've got {} reviews, but Les Misérables ain't one.",
307 ///         book_reviews.len()
308 ///     );
309 /// }
310 ///
311 /// // oops, this review has a lot of spelling mistakes, let's delete it.
312 /// book_reviews.remove(&"The Adventures of Sherlock Holmes");
313 ///
314 /// // look up the values associated with some keys.
315 /// let to_find = ["Pride and Prejudice", "Alice's Adventure in Wonderland"];
316 /// for book in &to_find {
317 ///     match book_reviews.get(book) {
318 ///         Some(review) => kdebug!("{}: {}", book, review),
319 ///         None => kdebug!("{} is unreviewed.", book),
320 ///     }
321 /// }
322 ///
323 /// // iterate over everything.
324 /// for (book, review) in book_reviews.iter() {
325 ///     kdebug!("{}: \"{}\"", book, review);
326 /// }
327 ///
328 /// book_reviews.print_tree();
329 /// ```
330 ///
331 /// // A `RBTree` with fixed list of elements can be initialized from an array:
332 ///  ```
333 /// use rbtree::RBTree;
334 ///  let timber_resources: RBTree<&str, i32> =
335 ///  [("Norway", 100),
336 ///   ("Denmark", 50),
337 ///   ("Iceland", 10)]
338 ///   .iter().cloned().collect();
339 ///  // use the values stored in rbtree
340 ///  ```
341 pub struct RBTree<K: Ord, V> {
342     root: NodePtr<K, V>,
343     len: usize,
344 }
345 
346 unsafe impl<K: Ord, V> Send for RBTree<K, V> {}
347 unsafe impl<K: Ord, V> Sync for RBTree<K, V> {}
348 
349 // Drop all owned pointers if the tree is dropped
350 impl<K: Ord, V> Drop for RBTree<K, V> {
351     #[inline]
352     fn drop(&mut self) {
353         self.clear();
354     }
355 }
356 
357 /// If key and value are both impl Clone, we can call clone to get a copy.
358 impl<K: Ord + Clone, V: Clone> Clone for RBTree<K, V> {
359     fn clone(&self) -> RBTree<K, V> {
360         unsafe {
361             let mut new = RBTree::new();
362             new.root = self.root.deep_clone();
363             new.len = self.len;
364             new
365         }
366     }
367 }
368 
369 impl<K, V> Debug for RBTree<K, V>
370 where
371     K: Ord + Debug,
372     V: Debug,
373 {
374     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
375         f.debug_map().entries(self.iter()).finish()
376     }
377 }
378 
379 /// This is a method to help us to get inner struct.
380 impl<K: Ord + Debug, V: Debug> RBTree<K, V> {
381     fn tree_print(&self, node: NodePtr<K, V>, direction: i32) {
382         if node.is_null() {
383             return;
384         }
385         if direction == 0 {
386             unsafe {
387                 kdebug!("'{:?}' is root node", (*node.0));
388             }
389         } else {
390             let direct = if direction == -1 { "left" } else { "right" };
391             unsafe {
392                 kdebug!(
393                     "{:?} is {:?}'s {:?} child ",
394                     (*node.0),
395                     *node.parent().0,
396                     direct
397                 );
398             }
399         }
400         self.tree_print(node.left(), -1);
401         self.tree_print(node.right(), 1);
402     }
403 
404     pub fn print_tree(&self) {
405         if self.root.is_null() {
406             kdebug!("This is a empty tree");
407             return;
408         }
409         kdebug!("This tree size = {:?}, begin:-------------", self.len());
410         self.tree_print(self.root, 0);
411         kdebug!("end--------------------------");
412     }
413 }
414 
415 /// all key be same, but it has multi key, if has multi key, it perhaps no correct
416 impl<K, V> PartialEq for RBTree<K, V>
417 where
418     K: Eq + Ord,
419     V: PartialEq,
420 {
421     fn eq(&self, other: &RBTree<K, V>) -> bool {
422         if self.len() != other.len() {
423             return false;
424         }
425 
426         self.iter()
427             .all(|(key, value)| other.get(key).map_or(false, |v| *value == *v))
428     }
429 }
430 
431 impl<K, V> Eq for RBTree<K, V>
432 where
433     K: Eq + Ord,
434     V: Eq,
435 {
436 }
437 
438 impl<'a, K, V> Index<&'a K> for RBTree<K, V>
439 where
440     K: Ord,
441 {
442     type Output = V;
443 
444     #[inline]
445     fn index(&self, index: &K) -> &V {
446         self.get(index).expect("no entry found for key")
447     }
448 }
449 
450 impl<K: Ord, V> FromIterator<(K, V)> for RBTree<K, V> {
451     fn from_iter<T: IntoIterator<Item = (K, V)>>(iter: T) -> RBTree<K, V> {
452         let mut tree = RBTree::new();
453         tree.extend(iter);
454         tree
455     }
456 }
457 
458 /// RBTree into iter
459 impl<K: Ord, V> Extend<(K, V)> for RBTree<K, V> {
460     fn extend<T: IntoIterator<Item = (K, V)>>(&mut self, iter: T) {
461         let iter = iter.into_iter();
462         for (k, v) in iter {
463             self.insert(k, v);
464         }
465     }
466 }
467 
468 /// provide the rbtree all keys
469 /// # Examples
470 /// ```
471 /// use rbtree::RBTree;
472 /// let mut m = RBTree::new();
473 /// for i in 1..6 {
474 ///     m.insert(i, i);
475 /// }
476 /// let vec = vec![1, 2, 3, 4, 5];
477 /// let key_vec: Vec<_> = m.keys().cloned().collect();
478 /// assert_eq!(vec, key_vec);
479 /// ```
480 pub struct Keys<'a, K: Ord + 'a, V: 'a> {
481     inner: Iter<'a, K, V>,
482 }
483 
484 impl<'a, K: Ord, V> Clone for Keys<'a, K, V> {
485     fn clone(&self) -> Keys<'a, K, V> {
486         Keys {
487             inner: self.inner.clone(),
488         }
489     }
490 }
491 
492 impl<'a, K: Ord + Debug, V> fmt::Debug for Keys<'a, K, V> {
493     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
494         f.debug_list().entries(self.clone()).finish()
495     }
496 }
497 
498 impl<'a, K: Ord, V> Iterator for Keys<'a, K, V> {
499     type Item = &'a K;
500 
501     #[inline]
502     fn next(&mut self) -> Option<&'a K> {
503         self.inner.next().map(|(k, _)| k)
504     }
505 
506     #[inline]
507     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
508         self.inner.size_hint()
509     }
510 }
511 
512 /// provide the rbtree all values order by key
513 /// # Examples
514 /// ```
515 /// use rbtree::RBTree;
516 /// let mut m = RBTree::new();
517 /// m.insert(2, 5);
518 /// m.insert(1, 6);
519 /// m.insert(3, 8);
520 /// m.insert(4, 9);
521 /// let vec = vec![6, 5, 8, 9];
522 /// let key_vec: Vec<_> = m.values().cloned().collect();
523 /// assert_eq!(vec, key_vec);
524 /// ```
525 pub struct Values<'a, K: 'a + Ord, V: 'a> {
526     inner: Iter<'a, K, V>,
527 }
528 
529 impl<'a, K: Ord, V> Clone for Values<'a, K, V> {
530     fn clone(&self) -> Values<'a, K, V> {
531         Values {
532             inner: self.inner.clone(),
533         }
534     }
535 }
536 
537 impl<'a, K: Ord + Debug, V: Debug> fmt::Debug for Values<'a, K, V> {
538     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
539         f.debug_list().entries(self.clone()).finish()
540     }
541 }
542 
543 impl<'a, K: Ord, V> Iterator for Values<'a, K, V> {
544     type Item = &'a V;
545 
546     #[inline]
547     fn next(&mut self) -> Option<&'a V> {
548         self.inner.next().map(|(_, v)| v)
549     }
550 
551     #[inline]
552     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
553         self.inner.size_hint()
554     }
555 }
556 
557 /// provide the rbtree all values and it can be modify
558 /// # Examples
559 /// ```
560 /// use rbtree::RBTree;
561 /// let mut m = RBTree::new();
562 /// for i in 0..32 {
563 ///     m.insert(i, i);
564 /// }
565 /// assert_eq!(m.len(), 32);
566 /// for v in m.values_mut() {
567 ///     *v *= 2;
568 /// }
569 /// for i in 0..32 {
570 ///     assert_eq!(m.get(&i).unwrap(), &(i * 2));
571 /// }
572 /// ```
573 pub struct ValuesMut<'a, K: 'a + Ord, V: 'a> {
574     inner: IterMut<'a, K, V>,
575 }
576 
577 impl<'a, K: Ord, V> Clone for ValuesMut<'a, K, V> {
578     fn clone(&self) -> ValuesMut<'a, K, V> {
579         ValuesMut {
580             inner: self.inner.clone(),
581         }
582     }
583 }
584 
585 impl<'a, K: Ord + Debug, V: Debug> fmt::Debug for ValuesMut<'a, K, V> {
586     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
587         f.debug_list().entries(self.clone()).finish()
588     }
589 }
590 
591 impl<'a, K: Ord, V> Iterator for ValuesMut<'a, K, V> {
592     type Item = &'a mut V;
593 
594     #[inline]
595     fn next(&mut self) -> Option<&'a mut V> {
596         self.inner.next().map(|(_, v)| v)
597     }
598 
599     #[inline]
600     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
601         self.inner.size_hint()
602     }
603 }
604 
605 /// Convert RBTree to iter, move out the tree.
606 pub struct IntoIter<K: Ord, V> {
607     head: NodePtr<K, V>,
608     tail: NodePtr<K, V>,
609     len: usize,
610 }
611 
612 // Drop all owned pointers if the collection is dropped
613 impl<K: Ord, V> Drop for IntoIter<K, V> {
614     #[inline]
615     fn drop(&mut self) {
616         for (_, _) in self {}
617     }
618 }
619 
620 impl<K: Ord, V> Iterator for IntoIter<K, V> {
621     type Item = (K, V);
622 
623     fn next(&mut self) -> Option<(K, V)> {
624         if self.len == 0 {
625             return None;
626         }
627 
628         if self.head.is_null() {
629             return None;
630         }
631 
632         let next = self.head.next();
633         let (k, v) = unsafe {
634             (
635                 core::ptr::read(&(*self.head.0).key),
636                 core::ptr::read(&(*self.head.0).value),
637             )
638         };
639         self.head = next;
640         self.len -= 1;
641         Some((k, v))
642     }
643 
644     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
645         (self.len, Some(self.len))
646     }
647 }
648 
649 impl<K: Ord, V> DoubleEndedIterator for IntoIter<K, V> {
650     #[inline]
651     fn next_back(&mut self) -> Option<(K, V)> {
652         if self.len == 0 {
653             return None;
654         }
655 
656         if self.tail.is_null() {
657             return None;
658         }
659 
660         let prev = self.tail.prev();
661         let obj = unsafe { Box::from_raw(self.tail.0) };
662         let (k, v) = obj.pair();
663         self.tail = prev;
664         self.len -= 1;
665         Some((k, v))
666     }
667 }
668 
669 /// provide iter ref for RBTree
670 /// # Examples
671 /// ```
672 /// use rbtree::RBTree;
673 /// let mut m = RBTree::new();
674 /// for i in 0..32 {
675 ///     m.insert(i, i * 2);
676 /// }
677 /// assert_eq!(m.len(), 32);
678 /// let mut observed: u32 = 0;
679 /// for (k, v) in m.iter() {
680 ///     assert_eq!(*v, *k * 2);
681 ///     observed |= 1 << *k;
682 /// }
683 /// assert_eq!(observed, 0xFFFF_FFFF);
684 /// ```
685 pub struct Iter<'a, K: Ord + 'a, V: 'a> {
686     head: NodePtr<K, V>,
687     tail: NodePtr<K, V>,
688     len: usize,
689     _marker: marker::PhantomData<&'a ()>,
690 }
691 
692 impl<'a, K: Ord + 'a, V: 'a> Clone for Iter<'a, K, V> {
693     fn clone(&self) -> Iter<'a, K, V> {
694         Iter {
695             head: self.head,
696             tail: self.tail,
697             len: self.len,
698             _marker: self._marker,
699         }
700     }
701 }
702 
703 impl<'a, K: Ord + 'a, V: 'a> Iterator for Iter<'a, K, V> {
704     type Item = (&'a K, &'a V);
705 
706     fn next(&mut self) -> Option<(&'a K, &'a V)> {
707         if self.len == 0 {
708             return None;
709         }
710 
711         if self.head.is_null() {
712             return None;
713         }
714 
715         let (k, v) = unsafe { (&(*self.head.0).key, &(*self.head.0).value) };
716         self.head = self.head.next();
717         self.len -= 1;
718         Some((k, v))
719     }
720 
721     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
722         (self.len, Some(self.len))
723     }
724 }
725 
726 impl<'a, K: Ord + 'a, V: 'a> DoubleEndedIterator for Iter<'a, K, V> {
727     #[inline]
728     fn next_back(&mut self) -> Option<(&'a K, &'a V)> {
729         // kdebug!("len = {:?}", self.len);
730         if self.len == 0 {
731             return None;
732         }
733 
734         if self.tail == self.head {
735             return None;
736         }
737 
738         let (k, v) = unsafe { (&(*self.tail.0).key, &(*self.tail.0).value) };
739         self.tail = self.tail.prev();
740         self.len -= 1;
741         Some((k, v))
742     }
743 }
744 
745 /// provide iter mut ref for RBTree
746 /// # Examples
747 /// ```
748 /// use rbtree::RBTree;
749 /// let mut m = RBTree::new();
750 /// for i in 0..32 {
751 ///     m.insert(i, i);
752 /// }
753 /// assert_eq!(m.len(), 32);
754 /// for (_, v) in m.iter_mut() {
755 ///     *v *= 2;
756 /// }
757 /// for i in 0..32 {
758 ///     assert_eq!(m.get(&i).unwrap(), &(i * 2));
759 /// }
760 /// ```
761 pub struct IterMut<'a, K: Ord + 'a, V: 'a> {
762     head: NodePtr<K, V>,
763     tail: NodePtr<K, V>,
764     len: usize,
765     _marker: marker::PhantomData<&'a ()>,
766 }
767 
768 impl<'a, K: Ord + 'a, V: 'a> Clone for IterMut<'a, K, V> {
769     fn clone(&self) -> IterMut<'a, K, V> {
770         IterMut {
771             head: self.head,
772             tail: self.tail,
773             len: self.len,
774             _marker: self._marker,
775         }
776     }
777 }
778 
779 impl<'a, K: Ord + 'a, V: 'a> Iterator for IterMut<'a, K, V> {
780     type Item = (&'a K, &'a mut V);
781 
782     fn next(&mut self) -> Option<(&'a K, &'a mut V)> {
783         if self.len == 0 {
784             return None;
785         }
786 
787         if self.head.is_null() {
788             return None;
789         }
790 
791         let (k, v) = unsafe { (&(*self.head.0).key, &mut (*self.head.0).value) };
792         self.head = self.head.next();
793         self.len -= 1;
794         Some((k, v))
795     }
796 
797     fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
798         (self.len, Some(self.len))
799     }
800 }
801 
802 impl<'a, K: Ord + 'a, V: 'a> DoubleEndedIterator for IterMut<'a, K, V> {
803     #[inline]
804     fn next_back(&mut self) -> Option<(&'a K, &'a mut V)> {
805         if self.len == 0 {
806             return None;
807         }
808 
809         if self.tail == self.head {
810             return None;
811         }
812 
813         let (k, v) = unsafe { (&(*self.tail.0).key, &mut (*self.tail.0).value) };
814         self.tail = self.tail.prev();
815         self.len -= 1;
816         Some((k, v))
817     }
818 }
819 
820 impl<K: Ord, V> IntoIterator for RBTree<K, V> {
821     type Item = (K, V);
822     type IntoIter = IntoIter<K, V>;
823 
824     #[inline]
825     fn into_iter(mut self) -> IntoIter<K, V> {
826         let iter = if self.root.is_null() {
827             IntoIter {
828                 head: NodePtr::null(),
829                 tail: NodePtr::null(),
830                 len: self.len,
831             }
832         } else {
833             IntoIter {
834                 head: self.first_child(),
835                 tail: self.last_child(),
836                 len: self.len,
837             }
838         };
839         self.fast_clear();
840         iter
841     }
842 }
843 
844 impl<K: Ord, V> RBTree<K, V> {
845     /// Creates an empty `RBTree`.
846     pub fn new() -> RBTree<K, V> {
847         RBTree {
848             root: NodePtr::null(),
849             len: 0,
850         }
851     }
852 
853     /// Returns the len of `RBTree`.
854     #[inline]
855     pub fn len(&self) -> usize {
856         self.len
857     }
858 
859     /// Returns `true` if the `RBTree` is empty.
860     #[inline]
861     pub fn is_empty(&self) -> bool {
862         self.root.is_null()
863     }
864 
865     /*
866      * 对红黑树的节点(x)进行左旋转
867      *
868      * 左旋示意图(对节点x进行左旋):
869      *      px                              px
870      *     /                               /
871      *    x                               y
872      *   /  \      --(左旋)-->           / \                #
873      *  lx   y                          x  ry
874      *     /   \                       /  \
875      *    ly   ry                     lx  ly
876      *
877      *
878      */
879     #[inline]
880     unsafe fn left_rotate(&mut self, mut node: NodePtr<K, V>) {
881         let mut temp = node.right();
882         node.set_right(temp.left());
883 
884         if !temp.left().is_null() {
885             temp.left().set_parent(node.clone());
886         }
887 
888         temp.set_parent(node.parent());
889         if node == self.root {
890             self.root = temp.clone();
891         } else if node == node.parent().left() {
892             node.parent().set_left(temp.clone());
893         } else {
894             node.parent().set_right(temp.clone());
895         }
896 
897         temp.set_left(node.clone());
898         node.set_parent(temp.clone());
899     }
900 
901     /*
902      * 对红黑树的节点(y)进行右旋转
903      *
904      * 右旋示意图(对节点y进行左旋):
905      *            py                               py
906      *           /                                /
907      *          y                                x
908      *         /  \      --(右旋)-->            /  \                     #
909      *        x   ry                           lx   y
910      *       / \                                   / \                   #
911      *      lx  rx                                rx  ry
912      *
913      */
914     #[inline]
915     unsafe fn right_rotate(&mut self, mut node: NodePtr<K, V>) {
916         let mut temp = node.left();
917         node.set_left(temp.right());
918 
919         if !temp.right().is_null() {
920             temp.right().set_parent(node.clone());
921         }
922 
923         temp.set_parent(node.parent());
924         if node == self.root {
925             self.root = temp.clone();
926         } else if node == node.parent().right() {
927             node.parent().set_right(temp.clone());
928         } else {
929             node.parent().set_left(temp.clone());
930         }
931 
932         temp.set_right(node.clone());
933         node.set_parent(temp.clone());
934     }
935 
936     /// replace value if key exist, if not exist insert it.
937     /// # Examples
938     /// ```
939     /// use rbtree::RBTree;
940     /// let mut m = RBTree::new();
941     /// assert_eq!(m.len(), 0);
942     /// m.insert(2, 4);
943     /// assert_eq!(m.len(), 1);
944     /// assert_eq!(m.replace_or_insert(2, 6).unwrap(), 4);
945     /// assert_eq!(m.len(), 1);
946     /// assert_eq!(*m.get(&2).unwrap(), 6);
947     /// ```
948     #[inline]
949     pub fn replace_or_insert(&mut self, k: K, mut v: V) -> Option<V> {
950         let node = self.find_node(&k);
951         if node.is_null() {
952             self.insert(k, v);
953             return None;
954         }
955 
956         unsafe {
957             mem::swap(&mut v, &mut (*node.0).value);
958         }
959 
960         Some(v)
961     }
962 
963     #[inline]
964     unsafe fn insert_fixup(&mut self, mut node: NodePtr<K, V>) {
965         let mut parent;
966         let mut gparent;
967 
968         while node.parent().is_red_color() {
969             parent = node.parent();
970             gparent = parent.parent();
971             //若“父节点”是“祖父节点的左孩子”
972             if parent == gparent.left() {
973                 // Case 1条件:叔叔节点是红色
974                 let mut uncle = gparent.right();
975                 if !uncle.is_null() && uncle.is_red_color() {
976                     uncle.set_black_color();
977                     parent.set_black_color();
978                     gparent.set_red_color();
979                     node = gparent;
980                     continue;
981                 }
982 
983                 // Case 2条件:叔叔是黑色,且当前节点是右孩子
984                 if parent.right() == node {
985                     self.left_rotate(parent);
986                     let temp = parent;
987                     parent = node;
988                     node = temp;
989                 }
990 
991                 // Case 3条件:叔叔是黑色,且当前节点是左孩子。
992                 parent.set_black_color();
993                 gparent.set_red_color();
994                 self.right_rotate(gparent);
995             } else {
996                 // Case 1条件:叔叔节点是红色
997                 let mut uncle = gparent.left();
998                 if !uncle.is_null() && uncle.is_red_color() {
999                     uncle.set_black_color();
1000                     parent.set_black_color();
1001                     gparent.set_red_color();
1002                     node = gparent;
1003                     continue;
1004                 }
1005 
1006                 // Case 2条件:叔叔是黑色,且当前节点是右孩子
1007                 if parent.left() == node {
1008                     self.right_rotate(parent);
1009                     let temp = parent;
1010                     parent = node;
1011                     node = temp;
1012                 }
1013 
1014                 // Case 3条件:叔叔是黑色,且当前节点是左孩子。
1015                 parent.set_black_color();
1016                 gparent.set_red_color();
1017                 self.left_rotate(gparent);
1018             }
1019         }
1020         self.root.set_black_color();
1021     }
1022 
1023     #[inline]
1024     pub fn insert(&mut self, k: K, v: V) {
1025         self.len += 1;
1026         let mut node = NodePtr::new(k, v);
1027         let mut y = NodePtr::null();
1028         let mut x = self.root;
1029 
1030         while !x.is_null() {
1031             y = x;
1032             match node.cmp(&&mut x) {
1033                 Ordering::Less => {
1034                     x = x.left();
1035                 }
1036                 _ => {
1037                     x = x.right();
1038                 }
1039             };
1040         }
1041         node.set_parent(y);
1042 
1043         if y.is_null() {
1044             self.root = node;
1045         } else {
1046             match node.cmp(&&mut y) {
1047                 Ordering::Less => {
1048                     y.set_left(node);
1049                 }
1050                 _ => {
1051                     y.set_right(node);
1052                 }
1053             };
1054         }
1055 
1056         node.set_red_color();
1057         unsafe {
1058             self.insert_fixup(node);
1059         }
1060     }
1061 
1062     #[inline]
1063     fn find_node(&self, k: &K) -> NodePtr<K, V> {
1064         if self.root.is_null() {
1065             return NodePtr::null();
1066         }
1067         let mut temp = &self.root;
1068         unsafe {
1069             loop {
1070                 let next = match k.cmp(&(*temp.0).key) {
1071                     Ordering::Less => &mut (*temp.0).left,
1072                     Ordering::Greater => &mut (*temp.0).right,
1073                     Ordering::Equal => return *temp,
1074                 };
1075                 if next.is_null() {
1076                     break;
1077                 }
1078                 temp = next;
1079             }
1080         }
1081         NodePtr::null()
1082     }
1083 
1084     #[inline]
1085     fn first_child(&self) -> NodePtr<K, V> {
1086         if self.root.is_null() {
1087             NodePtr::null()
1088         } else {
1089             let mut temp = self.root;
1090             while !temp.left().is_null() {
1091                 temp = temp.left();
1092             }
1093             return temp;
1094         }
1095     }
1096 
1097     #[inline]
1098     fn last_child(&self) -> NodePtr<K, V> {
1099         if self.root.is_null() {
1100             NodePtr::null()
1101         } else {
1102             let mut temp = self.root;
1103             while !temp.right().is_null() {
1104                 temp = temp.right();
1105             }
1106             return temp;
1107         }
1108     }
1109 
1110     #[inline]
1111     pub fn get_first(&self) -> Option<(&K, &V)> {
1112         let first = self.first_child();
1113         if first.is_null() {
1114             return None;
1115         }
1116         unsafe { Some((&(*first.0).key, &(*first.0).value)) }
1117     }
1118 
1119     #[inline]
1120     pub fn get_last(&self) -> Option<(&K, &V)> {
1121         let last = self.last_child();
1122         if last.is_null() {
1123             return None;
1124         }
1125         unsafe { Some((&(*last.0).key, &(*last.0).value)) }
1126     }
1127 
1128     #[inline]
1129     pub fn pop_first(&mut self) -> Option<(K, V)> {
1130         let first = self.first_child();
1131         if first.is_null() {
1132             return None;
1133         }
1134         unsafe { Some(self.delete(first)) }
1135     }
1136 
1137     #[inline]
1138     pub fn pop_last(&mut self) -> Option<(K, V)> {
1139         let last = self.last_child();
1140         if last.is_null() {
1141             return None;
1142         }
1143         unsafe { Some(self.delete(last)) }
1144     }
1145 
1146     #[inline]
1147     pub fn get_first_mut(&mut self) -> Option<(&K, &mut V)> {
1148         let first = self.first_child();
1149         if first.is_null() {
1150             return None;
1151         }
1152         unsafe { Some((&(*first.0).key, &mut (*first.0).value)) }
1153     }
1154 
1155     #[inline]
1156     pub fn get_last_mut(&mut self) -> Option<(&K, &mut V)> {
1157         let last = self.last_child();
1158         if last.is_null() {
1159             return None;
1160         }
1161         unsafe { Some((&(*last.0).key, &mut (*last.0).value)) }
1162     }
1163 
1164     #[inline]
1165     pub fn get(&self, k: &K) -> Option<&V> {
1166         let node = self.find_node(k);
1167         if node.is_null() {
1168             return None;
1169         }
1170 
1171         unsafe { Some(&(*node.0).value) }
1172     }
1173 
1174     #[inline]
1175     pub fn get_mut(&mut self, k: &K) -> Option<&mut V> {
1176         let node = self.find_node(k);
1177         if node.is_null() {
1178             return None;
1179         }
1180 
1181         unsafe { Some(&mut (*node.0).value) }
1182     }
1183 
1184     #[inline]
1185     pub fn contains_key(&self, k: &K) -> bool {
1186         let node = self.find_node(k);
1187         if node.is_null() {
1188             return false;
1189         }
1190         true
1191     }
1192 
1193     #[inline]
1194     fn clear_recurse(&mut self, current: NodePtr<K, V>) {
1195         if !current.is_null() {
1196             unsafe {
1197                 self.clear_recurse(current.left());
1198                 self.clear_recurse(current.right());
1199                 drop(Box::from_raw(current.0));
1200             }
1201         }
1202     }
1203 
1204     #[inline]
1205     pub fn clear(&mut self) {
1206         let root = self.root;
1207         self.root = NodePtr::null();
1208         self.clear_recurse(root);
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     }
1216 
1217     #[inline]
1218     pub fn remove(&mut self, k: &K) -> Option<V> {
1219         let node = self.find_node(k);
1220         if node.is_null() {
1221             return None;
1222         }
1223         unsafe { Some(self.delete(node).1) }
1224     }
1225 
1226     #[inline]
1227     unsafe fn delete_fixup(&mut self, mut node: NodePtr<K, V>, mut parent: NodePtr<K, V>) {
1228         let mut other;
1229         while node != self.root && node.is_black_color() {
1230             if parent.left() == node {
1231                 other = parent.right();
1232                 //x的兄弟w是红色的
1233                 if other.is_red_color() {
1234                     other.set_black_color();
1235                     parent.set_red_color();
1236                     self.left_rotate(parent);
1237                     other = parent.right();
1238                 }
1239 
1240                 //x的兄弟w是黑色,且w的俩个孩子也都是黑色的
1241                 if other.left().is_black_color() && other.right().is_black_color() {
1242                     other.set_red_color();
1243                     node = parent;
1244                     parent = node.parent();
1245                 } else {
1246                     //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。
1247                     if other.right().is_black_color() {
1248                         other.left().set_black_color();
1249                         other.set_red_color();
1250                         self.right_rotate(other);
1251                         other = parent.right();
1252                     }
1253                     //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。
1254                     other.set_color(parent.get_color());
1255                     parent.set_black_color();
1256                     other.right().set_black_color();
1257                     self.left_rotate(parent);
1258                     node = self.root;
1259                     break;
1260                 }
1261             } else {
1262                 other = parent.left();
1263                 //x的兄弟w是红色的
1264                 if other.is_red_color() {
1265                     other.set_black_color();
1266                     parent.set_red_color();
1267                     self.right_rotate(parent);
1268                     other = parent.left();
1269                 }
1270 
1271                 //x的兄弟w是黑色,且w的俩个孩子也都是黑色的
1272                 if other.left().is_black_color() && other.right().is_black_color() {
1273                     other.set_red_color();
1274                     node = parent;
1275                     parent = node.parent();
1276                 } else {
1277                     //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。
1278                     if other.left().is_black_color() {
1279                         other.right().set_black_color();
1280                         other.set_red_color();
1281                         self.left_rotate(other);
1282                         other = parent.left();
1283                     }
1284                     //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。
1285                     other.set_color(parent.get_color());
1286                     parent.set_black_color();
1287                     other.left().set_black_color();
1288                     self.right_rotate(parent);
1289                     node = self.root;
1290                     break;
1291                 }
1292             }
1293         }
1294 
1295         node.set_black_color();
1296     }
1297 
1298     #[inline]
1299     unsafe fn delete(&mut self, node: NodePtr<K, V>) -> (K, V) {
1300         let mut child;
1301         let mut parent;
1302         let color;
1303 
1304         self.len -= 1;
1305         // 被删除节点的"左右孩子都不为空"的情况。
1306         if !node.left().is_null() && !node.right().is_null() {
1307             // 被删节点的后继节点。(称为"取代节点")
1308             // 用它来取代"被删节点"的位置,然后再将"被删节点"去掉。
1309             let mut replace = node.right().min_node();
1310             if node == self.root {
1311                 self.root = replace;
1312             } else {
1313                 if node.parent().left() == node {
1314                     node.parent().set_left(replace);
1315                 } else {
1316                     node.parent().set_right(replace);
1317                 }
1318             }
1319 
1320             // child是"取代节点"的右孩子,也是需要"调整的节点"。
1321             // "取代节点"肯定不存在左孩子!因为它是一个后继节点。
1322             child = replace.right();
1323             parent = replace.parent();
1324             color = replace.get_color();
1325             if parent == node {
1326                 parent = replace;
1327             } else {
1328                 if !child.is_null() {
1329                     child.set_parent(parent);
1330                 }
1331                 parent.set_left(child);
1332                 replace.set_right(node.right());
1333                 node.right().set_parent(replace);
1334             }
1335 
1336             replace.set_parent(node.parent());
1337             replace.set_color(node.get_color());
1338             replace.set_left(node.left());
1339             node.left().set_parent(replace);
1340 
1341             if color == Color::Black {
1342                 self.delete_fixup(child, parent);
1343             }
1344 
1345             let obj = Box::from_raw(node.0);
1346             return obj.pair();
1347         }
1348 
1349         if !node.left().is_null() {
1350             child = node.left();
1351         } else {
1352             child = node.right();
1353         }
1354 
1355         parent = node.parent();
1356         color = node.get_color();
1357         if !child.is_null() {
1358             child.set_parent(parent);
1359         }
1360 
1361         if self.root == node {
1362             self.root = child
1363         } else {
1364             if parent.left() == node {
1365                 parent.set_left(child);
1366             } else {
1367                 parent.set_right(child);
1368             }
1369         }
1370 
1371         if color == Color::Black {
1372             self.delete_fixup(child, parent);
1373         }
1374 
1375         let obj = Box::from_raw(node.0);
1376         return obj.pair();
1377     }
1378 
1379     /// Return the keys iter
1380     #[inline]
1381     pub fn keys(&self) -> Keys<K, V> {
1382         Keys { inner: self.iter() }
1383     }
1384 
1385     /// Return the value iter
1386     #[inline]
1387     pub fn values(&self) -> Values<K, V> {
1388         Values { inner: self.iter() }
1389     }
1390 
1391     /// Return the value iter mut
1392     #[inline]
1393     pub fn values_mut(&mut self) -> ValuesMut<K, V> {
1394         ValuesMut {
1395             inner: self.iter_mut(),
1396         }
1397     }
1398 
1399     /// Return the key and value iter
1400     #[inline]
1401     pub fn iter(&self) -> Iter<K, V> {
1402         Iter {
1403             head: self.first_child(),
1404             tail: self.last_child(),
1405             len: self.len,
1406             _marker: marker::PhantomData,
1407         }
1408     }
1409 
1410     /// Return the key and mut value iter
1411     #[inline]
1412     pub fn iter_mut(&mut self) -> IterMut<K, V> {
1413         IterMut {
1414             head: self.first_child(),
1415             tail: self.last_child(),
1416             len: self.len,
1417             _marker: marker::PhantomData,
1418         }
1419     }
1420 }
1421 
1422 #[cfg(test)]
1423 mod tests {
1424 
1425     #[test]
1426     fn test_insert() {
1427         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1428         let mut m = RBTree::new();
1429         assert_eq!(m.len(), 0);
1430         m.insert(1, 2);
1431         assert_eq!(m.len(), 1);
1432         m.insert(2, 4);
1433         assert_eq!(m.len(), 2);
1434         m.insert(2, 6);
1435         assert_eq!(m.len(), 3);
1436         assert_eq!(*m.get(&1).unwrap(), 2);
1437         assert_eq!(*m.get(&2).unwrap(), 4);
1438         assert_eq!(*m.get(&2).unwrap(), 4);
1439     }
1440 
1441     #[test]
1442     fn test_replace() {
1443         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1444         let mut m = RBTree::new();
1445         assert_eq!(m.len(), 0);
1446         m.insert(2, 4);
1447         assert_eq!(m.len(), 1);
1448         assert_eq!(m.replace_or_insert(2, 6).unwrap(), 4);
1449         assert_eq!(m.len(), 1);
1450         assert_eq!(*m.get(&2).unwrap(), 6);
1451     }
1452 
1453     #[test]
1454     fn test_clone() {
1455         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1456         let mut m = RBTree::new();
1457         assert_eq!(m.len(), 0);
1458         m.insert(1, 2);
1459         assert_eq!(m.len(), 1);
1460         m.insert(2, 4);
1461         assert_eq!(m.len(), 2);
1462         let m2 = m.clone();
1463         m.clear();
1464         assert_eq!(*m2.get(&1).unwrap(), 2);
1465         assert_eq!(*m2.get(&2).unwrap(), 4);
1466         assert_eq!(m2.len(), 2);
1467     }
1468 
1469     #[test]
1470     fn test_empty_remove() {
1471         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1472         let mut m: RBTree<isize, bool> = RBTree::new();
1473         assert_eq!(m.remove(&0), None);
1474     }
1475 
1476     #[test]
1477     fn test_empty_iter() {
1478         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1479         let mut m: RBTree<isize, bool> = RBTree::new();
1480         assert_eq!(m.iter().next(), None);
1481         assert_eq!(m.iter_mut().next(), None);
1482         assert_eq!(m.len(), 0);
1483         assert!(m.is_empty());
1484         assert_eq!(m.into_iter().next(), None);
1485     }
1486 
1487     #[test]
1488     fn test_lots_of_insertions() {
1489         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1490         let mut m = RBTree::new();
1491 
1492         // Try this a few times to make sure we never screw up the hashmap's
1493         // internal state.
1494         for _ in 0..10 {
1495             assert!(m.is_empty());
1496 
1497             for i in 1..101 {
1498                 m.insert(i, i);
1499 
1500                 for j in 1..i + 1 {
1501                     let r = m.get(&j);
1502                     assert_eq!(r, Some(&j));
1503                 }
1504 
1505                 for j in i + 1..101 {
1506                     let r = m.get(&j);
1507                     assert_eq!(r, None);
1508                 }
1509             }
1510 
1511             for i in 101..201 {
1512                 assert!(!m.contains_key(&i));
1513             }
1514 
1515             // remove forwards
1516             for i in 1..101 {
1517                 assert!(m.remove(&i).is_some());
1518 
1519                 for j in 1..i + 1 {
1520                     assert!(!m.contains_key(&j));
1521                 }
1522 
1523                 for j in i + 1..101 {
1524                     assert!(m.contains_key(&j));
1525                 }
1526             }
1527 
1528             for i in 1..101 {
1529                 assert!(!m.contains_key(&i));
1530             }
1531 
1532             for i in 1..101 {
1533                 m.insert(i, i);
1534             }
1535 
1536             // remove backwards
1537             for i in (1..101).rev() {
1538                 assert!(m.remove(&i).is_some());
1539 
1540                 for j in i..101 {
1541                     assert!(!m.contains_key(&j));
1542                 }
1543 
1544                 for j in 1..i {
1545                     assert!(m.contains_key(&j));
1546                 }
1547             }
1548         }
1549     }
1550 
1551     #[test]
1552     fn test_find_mut() {
1553         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1554         let mut m = RBTree::new();
1555         m.insert(1, 12);
1556         m.insert(2, 8);
1557         m.insert(5, 14);
1558         let new = 100;
1559         match m.get_mut(&5) {
1560             None => panic!(),
1561             Some(x) => *x = new,
1562         }
1563         assert_eq!(m.get(&5), Some(&new));
1564     }
1565 
1566     #[test]
1567     fn test_remove() {
1568         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1569         let mut m = RBTree::new();
1570         m.insert(1, 2);
1571         assert_eq!(*m.get(&1).unwrap(), 2);
1572         m.insert(5, 3);
1573         assert_eq!(*m.get(&5).unwrap(), 3);
1574         m.insert(9, 4);
1575         assert_eq!(*m.get(&1).unwrap(), 2);
1576         assert_eq!(*m.get(&5).unwrap(), 3);
1577         assert_eq!(*m.get(&9).unwrap(), 4);
1578         assert_eq!(m.remove(&1).unwrap(), 2);
1579         assert_eq!(m.remove(&5).unwrap(), 3);
1580         assert_eq!(m.remove(&9).unwrap(), 4);
1581         assert_eq!(m.len(), 0);
1582     }
1583 
1584     #[test]
1585     fn test_is_empty() {
1586         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1587         let mut m = RBTree::new();
1588         m.insert(1, 2);
1589         assert!(!m.is_empty());
1590         assert!(m.remove(&1).is_some());
1591         assert!(m.is_empty());
1592     }
1593 
1594     #[test]
1595     fn test_pop() {
1596         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1597         let mut m = RBTree::new();
1598         m.insert(2, 4);
1599         m.insert(1, 2);
1600         m.insert(3, 6);
1601         assert_eq!(m.len(), 3);
1602         assert_eq!(m.pop_first(), Some((1, 2)));
1603         assert_eq!(m.len(), 2);
1604         assert_eq!(m.pop_last(), Some((3, 6)));
1605         assert_eq!(m.len(), 1);
1606         assert_eq!(m.get_first(), Some((&2, &4)));
1607         assert_eq!(m.get_last(), Some((&2, &4)));
1608     }
1609 
1610     #[test]
1611     fn test_iterate() {
1612         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1613         let mut m = RBTree::new();
1614         for i in 0..32 {
1615             m.insert(i, i * 2);
1616         }
1617         assert_eq!(m.len(), 32);
1618 
1619         let mut observed: u32 = 0;
1620 
1621         for (k, v) in m.iter() {
1622             assert_eq!(*v, *k * 2);
1623             observed |= 1 << *k;
1624         }
1625         assert_eq!(observed, 0xFFFF_FFFF);
1626     }
1627 
1628     #[test]
1629     fn test_keys() {
1630         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1631         let vec = vec![(1, 'a'), (2, 'b'), (3, 'c')];
1632         let map: RBTree<_, _> = vec.into_iter().collect();
1633         let keys: Vec<_> = map.keys().cloned().collect();
1634         assert_eq!(keys.len(), 3);
1635         assert!(keys.contains(&1));
1636         assert!(keys.contains(&2));
1637         assert!(keys.contains(&3));
1638     }
1639 
1640     #[test]
1641     fn test_values() {
1642         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1643         let vec = vec![(1, 'a'), (2, 'b'), (3, 'c')];
1644         let map: RBTree<_, _> = vec.into_iter().collect();
1645         let values: Vec<_> = map.values().cloned().collect();
1646         assert_eq!(values.len(), 3);
1647         assert!(values.contains(&'a'));
1648         assert!(values.contains(&'b'));
1649         assert!(values.contains(&'c'));
1650     }
1651 
1652     #[test]
1653     fn test_values_mut() {
1654         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1655         let vec = vec![(1, 1), (2, 2), (3, 3)];
1656         let mut map: RBTree<_, _> = vec.into_iter().collect();
1657         for value in map.values_mut() {
1658             *value = (*value) * 2
1659         }
1660         let values: Vec<_> = map.values().cloned().collect();
1661         assert_eq!(values.len(), 3);
1662         assert!(values.contains(&2));
1663         assert!(values.contains(&4));
1664         assert!(values.contains(&6));
1665     }
1666 
1667     #[test]
1668     fn test_find() {
1669         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1670         let mut m = RBTree::new();
1671         assert!(m.get(&1).is_none());
1672         m.insert(1, 2);
1673         match m.get(&1) {
1674             None => panic!(),
1675             Some(v) => assert_eq!(*v, 2),
1676         }
1677     }
1678 
1679     #[test]
1680     fn test_eq() {
1681         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1682         let mut m1 = RBTree::new();
1683         m1.insert(1, 2);
1684         m1.insert(2, 3);
1685         m1.insert(3, 4);
1686 
1687         let mut m2 = RBTree::new();
1688         m2.insert(1, 2);
1689         m2.insert(2, 3);
1690 
1691         assert!(m1 != m2);
1692 
1693         m2.insert(3, 4);
1694 
1695         assert_eq!(m1, m2);
1696     }
1697 
1698     #[test]
1699     fn test_show() {
1700         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1701         let mut map = RBTree::new();
1702         let empty: RBTree<i32, i32> = RBTree::new();
1703 
1704         map.insert(1, 2);
1705         map.insert(3, 4);
1706 
1707         let map_str = format!("{:?}", map);
1708 
1709         assert!(map_str == "{1: 2, 3: 4}" || map_str == "{3: 4, 1: 2}");
1710         assert_eq!(format!("{:?}", empty), "{}");
1711     }
1712 
1713     #[test]
1714     fn test_from_iter() {
1715         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1716         let xs = [(1, 1), (2, 2), (3, 3), (4, 4), (5, 5), (6, 6)];
1717 
1718         let map: RBTree<_, _> = xs.iter().cloned().collect();
1719 
1720         for &(k, v) in &xs {
1721             assert_eq!(map.get(&k), Some(&v));
1722         }
1723     }
1724 
1725     #[test]
1726     fn test_size_hint() {
1727         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1728         let xs = [(1, 1), (2, 2), (3, 3), (4, 4), (5, 5), (6, 6)];
1729 
1730         let map: RBTree<_, _> = xs.iter().cloned().collect();
1731 
1732         let mut iter = map.iter();
1733 
1734         for _ in iter.by_ref().take(3) {}
1735 
1736         assert_eq!(iter.size_hint(), (3, Some(3)));
1737     }
1738 
1739     #[test]
1740     fn test_iter_len() {
1741         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1742         let xs = [(1, 1), (2, 2), (3, 3), (4, 4), (5, 5), (6, 6)];
1743 
1744         let map: RBTree<_, _> = xs.iter().cloned().collect();
1745 
1746         let mut iter = map.iter();
1747 
1748         for _ in iter.by_ref().take(3) {}
1749 
1750         assert_eq!(iter.count(), 3);
1751     }
1752 
1753     #[test]
1754     fn test_mut_size_hint() {
1755         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1756         let xs = [(1, 1), (2, 2), (3, 3), (4, 4), (5, 5), (6, 6)];
1757 
1758         let mut map: RBTree<_, _> = xs.iter().cloned().collect();
1759 
1760         let mut iter = map.iter_mut();
1761 
1762         for _ in iter.by_ref().take(3) {}
1763 
1764         assert_eq!(iter.size_hint(), (3, Some(3)));
1765     }
1766 
1767     #[test]
1768     fn test_iter_mut_len() {
1769         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1770         let xs = [(1, 1), (2, 2), (3, 3), (4, 4), (5, 5), (6, 6)];
1771 
1772         let mut map: RBTree<_, _> = xs.iter().cloned().collect();
1773 
1774         let mut iter = map.iter_mut();
1775 
1776         for _ in iter.by_ref().take(3) {}
1777 
1778         assert_eq!(iter.count(), 3);
1779     }
1780 
1781     #[test]
1782     fn test_index() {
1783         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1784         let mut map = RBTree::new();
1785 
1786         map.insert(1, 2);
1787         map.insert(2, 1);
1788         map.insert(3, 4);
1789 
1790         assert_eq!(map[&2], 1);
1791     }
1792 
1793     #[test]
1794     #[should_panic]
1795     fn test_index_nonexistent() {
1796         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1797         let mut map = RBTree::new();
1798 
1799         map.insert(1, 2);
1800         map.insert(2, 1);
1801         map.insert(3, 4);
1802 
1803         map[&4];
1804     }
1805 
1806     #[test]
1807     fn test_extend_iter() {
1808         use crate::libs::rbtree::RBTree;
1809         let mut a = RBTree::new();
1810         a.insert(1, "one");
1811         let mut b = RBTree::new();
1812         b.insert(2, "two");
1813         b.insert(3, "three");
1814 
1815         a.extend(b.into_iter());
1816 
1817         assert_eq!(a.len(), 3);
1818         assert_eq!(a[&1], "one");
1819         assert_eq!(a[&2], "two");
1820         assert_eq!(a[&3], "three");
1821     }
1822 }
1823