]> git.ipfire.org Git - thirdparty/gcc.git/commitdiff
libstdc++: make trees hetero equal_range O(lg n) [PR118851]
authorNathan Myers <ncm@cantrip.org>
Fri, 5 Jun 2026 03:42:11 +0000 (23:42 -0400)
committerNathan Myers <ncm@cantrip.org>
Wed, 8 Jul 2026 20:32:15 +0000 (16:32 -0400)
As shipped, the heterogeneous-key members equal_range of rbtree
containers map, multimap, set, and multiset walk the entire range
calling the predicate, in violation of the requirement for
logarithmic complexity. This patch revises them to match the
behavior of the non-heterogeneous multimap and multiset members,
and provides tests to verify it.

libstdc++-v3/Changelog:
PR libstdc++/118851
* include/bits/stl_tree.h (_M_equal_range_tr): Rewrite to match
non-heterogeneous equal_range implementation.
* testsuite/23_containers/map/operations/hetero/equal_range.cc:
New test.
* testsuite/23_containers/multimap/operations/hetero/equal_range.cc:
Same.
* testsuite/23_containers/multiset/operations/hetero/equal_range.cc:
Same.
* testsuite/23_containers/set/operations/hetero/equal_range.cc: Same.

libstdc++-v3/include/bits/stl_tree.h
libstdc++-v3/testsuite/23_containers/map/operations/hetero/equal_range.cc [new file with mode: 0644]
libstdc++-v3/testsuite/23_containers/multimap/operations/hetero/equal_range.cc [new file with mode: 0644]
libstdc++-v3/testsuite/23_containers/multiset/operations/hetero/equal_range.cc [new file with mode: 0644]
libstdc++-v3/testsuite/23_containers/set/operations/hetero/equal_range.cc [new file with mode: 0644]

index a7781b72114a48dbe0cb0b4d3cf3a352251390f3..313ee8160023d09aed85da20fe5e6eabe51c7a7d 100644 (file)
@@ -2026,12 +2026,29 @@ namespace __rb_tree
        pair<const_iterator, const_iterator>
        _M_equal_range_tr(const _Kt& __k) const
        {
-         const_iterator __low(_M_lower_bound_tr(__k));
-         auto __high = __low;
-         auto& __cmp = _M_impl._M_key_compare;
-         while (__high != end() && !__cmp(__k, _S_key(__high._M_node)))
-           ++__high;
-         return { __low, __high };
+         auto __x = _M_begin();
+         auto __y = _M_end();
+         while (__x)
+           {
+             if (_M_key_compare(_S_key(__x), __k))
+               __x = _S_right(__x);
+             else if (_M_key_compare(__k, _S_key(__x)))
+               {
+                 __y = __x;
+                 __x = _S_left(__x);
+               }
+             else
+               {
+                 auto __xu(__x);
+                 auto __yu(__y);
+                 __y = __x;
+                 __x = _S_left(__x);
+                 __xu = _S_right(__xu);
+                 return { const_iterator(_M_lower_bound_tr(__x, __y, __k)),
+                        const_iterator(_M_upper_bound_tr(__xu, __yu, __k)) };
+               }
+           }
+         return { const_iterator(__y), const_iterator(__y) };
        }
 #endif // __glibcxx_generic_associative_lookup
 
diff --git a/libstdc++-v3/testsuite/23_containers/map/operations/hetero/equal_range.cc b/libstdc++-v3/testsuite/23_containers/map/operations/hetero/equal_range.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..3ed6ff6
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,90 @@
+// { dg-do run { target c++14 } }
+
+#include <map>
+#include <string>
+#include <utility>
+#include <functional>
+#include <testsuite_hooks.h>
+
+struct Z;
+
+struct X {
+  std::string s;
+  X(std::string str) : s(str) {}
+  X(Z&&);
+  X(const Z&);
+  friend bool operator<(X const& a, X const& b) { return a.s < b.s; }
+  friend bool operator==(X const& a, X const& b) { return a.s == b.s; }
+};
+
+using cmp = std::less<void>;
+
+struct Z {
+  std::string s;
+  mutable int compares = 0;
+
+  Z() = default;
+  Z(Z&& z) : s(std::move(z.s)) { z.s.clear(); }
+  Z(const Z& z) = default;
+  Z& operator=(Z&& z) { s = std::move(z.s); z.s.clear(); return *this; }
+  Z& operator=(const Z& z) = default;
+  Z(std::string s) : s(s) {}
+  Z(int n) : s(std::string(n, 'a')) {}
+  friend bool operator<(Z const& a, Z const& b) { return a.s < b.s; }
+  friend bool operator<(X const& a, Z const& b)
+    { return ++b.compares, a.s.substr(0, b.s.size()) < b.s; }
+  friend bool operator<(Z const& a, X const& b)
+    { return ++a.compares, a.s < b.s.substr(0, a.s.size()); }
+};
+
+X::X(Z&& z) : s(std::move(z.s)) { z.s.clear(); }
+X::X(const Z& z) : s(z.s) {}
+
+// A heterogeneous key type like Z here that compares equal
+// if it matches just the first part of the key is allowed.
+
+template <typename T>
+T populate(T a)
+{
+  const std::string vs[] = { "dec", "ded", "dee", "def", "deg", "deh", "dei" };
+  for (auto const& v : vs)
+    a[v] = v+v;
+  return a;
+}
+
+void test_equal_range()
+{
+  std::map<X, std::string, cmp> amap{cmp{}};
+  amap.insert({{X{"abc"}, {"xyz"}}, {X{"def"}, {"uvw"}}, {X{"ghi"}, {"rst"}}});
+
+  {
+    auto a = populate(amap);
+    VERIFY(a.size() == 9);
+    Z z{"de"};
+    auto it = a.equal_range(z);
+    VERIFY(it.first != a.end());
+    VERIFY(it.second != a.end());
+    VERIFY(it.first->first == std::string("dec"));
+    VERIFY(it.second->first == std::string("ghi"));
+
+    VERIFY(z.compares == 7);
+  }
+  {
+    auto a = populate(amap);
+    VERIFY(a.size() == 9);
+    Z z{"de"};
+    auto const& ca = a;
+    auto it = ca.equal_range(z);
+    VERIFY(it.first  != ca.end());
+    VERIFY(it.second != ca.end());
+    VERIFY(it.first->first  == std::string("dec"));
+    VERIFY(it.second->first == std::string("ghi"));
+
+    VERIFY(z.compares == 7);
+  }
+}
+
+int main()
+{
+  test_equal_range();
+}
diff --git a/libstdc++-v3/testsuite/23_containers/multimap/operations/hetero/equal_range.cc b/libstdc++-v3/testsuite/23_containers/multimap/operations/hetero/equal_range.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..490407c
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,90 @@
+// { dg-do run { target c++14 } }
+
+#include <map>
+#include <string>
+#include <utility>
+#include <functional>
+#include <testsuite_hooks.h>
+
+struct Z;
+
+struct X {
+  std::string s;
+  X(std::string str) : s(str) {}
+  X(Z&&);
+  X(const Z&);
+  friend bool operator<(X const& a, X const& b) { return a.s < b.s; }
+  friend bool operator==(X const& a, X const& b) { return a.s == b.s; }
+};
+
+using cmp = std::less<void>;
+
+struct Z {
+  std::string s;
+  mutable int compares = 0;
+
+  Z() = default;
+  Z(Z&& z) : s(std::move(z.s)) { z.s.clear(); }
+  Z(const Z& z) = default;
+  Z& operator=(Z&& z) { s = std::move(z.s); z.s.clear(); return *this; }
+  Z& operator=(const Z& z) = default;
+  Z(std::string sv) : s(sv) {}
+  Z(int n) : s(std::string(n, 'a')) {}
+  friend bool operator<(Z const& a, Z const& b) { return a.s < b.s; }
+  friend bool operator<(X const& a, Z const& b)
+    { return ++b.compares, a.s.substr(0, b.s.size()) < b.s; }
+  friend bool operator<(Z const& a, X const& b)
+    { return ++a.compares, a.s < b.s.substr(0, a.s.size()); }
+};
+
+X::X(Z&& z) : s(std::move(z.s)) { z.s.clear(); }
+X::X(const Z& z) : s(z.s) {}
+
+// A heterogeneous key type like Z here that compares equal
+// if it matches just the first part of the key is allowed.
+
+template <typename T>
+T populate(T a)
+{
+  const std::string vs[] = { "dec", "ded", "dee", "def", "deg", "deh", "dei" };
+  for (auto const& v : vs)
+    a.insert({X{v}, {v+v}});
+  return a;
+}
+
+void test_equal_range()
+{
+  std::multimap<X, std::string, cmp> amap{cmp{}};
+  amap.insert({{X{"abc"}, {"xyz"}}, {X{"def"}, {"uvw"}}, {X{"ghi"}, {"rst"}}});
+
+  {
+    auto a = populate(amap);
+    VERIFY(a.size() == 10);
+    Z z{"de"};
+    auto it = a.equal_range(z);
+    VERIFY(it.first != a.end());
+    VERIFY(it.second != a.end());
+    VERIFY(it.first->first == std::string("dec"));
+    VERIFY(it.second->first == std::string("ghi"));
+
+    VERIFY(z.compares == 7);
+  }
+  {
+    auto a = populate(amap);
+    VERIFY(a.size() == 10);
+    Z z{"de"};
+    auto const& ca = a;
+    auto it = ca.equal_range(z);
+    VERIFY(it.first  != ca.end());
+    VERIFY(it.second != ca.end());
+    VERIFY(it.first->first  == std::string("dec"));
+    VERIFY(it.second->first == std::string("ghi"));
+
+    VERIFY(z.compares == 7);
+  }
+}
+
+int main()
+{
+  test_equal_range();
+}
diff --git a/libstdc++-v3/testsuite/23_containers/multiset/operations/hetero/equal_range.cc b/libstdc++-v3/testsuite/23_containers/multiset/operations/hetero/equal_range.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..a9a479a
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,90 @@
+// { dg-do run { target c++14 } }
+
+#include <set>
+#include <string>
+#include <utility>
+#include <functional>
+#include <testsuite_hooks.h>
+
+struct Z;
+
+struct X {
+  std::string s;
+  X(std::string str) : s(str) {}
+  X(Z&&);
+  X(const Z&);
+  friend bool operator<(X const& a, X const& b) { return a.s < b.s; }
+  friend bool operator==(X const& a, X const& b) { return a.s == b.s; }
+};
+
+using cmp = std::less<void>;
+
+struct Z {
+  std::string s;
+  mutable int compares = 0;
+
+  Z() = default;
+  Z(Z&& z) : s(std::move(z.s)) { z.s.clear(); }
+  Z(const Z& z) = default;
+  Z& operator=(Z&& z) { s = std::move(z.s); z.s.clear(); return *this; }
+  Z& operator=(const Z& z) = default;
+  Z(std::string sv) : s(sv) {}
+  Z(int n) : s(std::string(n, 'a')) {}
+  friend bool operator<(Z const& a, Z const& b) { return a.s < b.s; }
+  friend bool operator<(X const& a, Z const& b)
+    { return ++b.compares, a.s.substr(0, b.s.size()) < b.s; }
+  friend bool operator<(Z const& a, X const& b)
+    { return ++a.compares, a.s < b.s.substr(0, a.s.size()); }
+};
+
+X::X(Z&& z) : s(std::move(z.s)) { z.s.clear(); }
+X::X(const Z& z) : s(z.s) {}
+
+// A heterogeneous key type like Z here that compares equal
+// if it matches just the first part of the key is allowed.
+
+template <typename T>
+T populate(T a)
+{
+  const std::string vs[] = { "dec", "ded", "dee", "def", "deg", "deh", "dei" };
+  for (auto const& v : vs)
+    a.insert(X{v});
+  return a;
+}
+
+void test_equal_range()
+{
+  std::multiset<X, cmp> aset{cmp{}};
+  aset.insert({X{"abc"}, X{"def"}, X{"ghi"}});
+
+  {
+    auto a = populate(aset);
+    VERIFY(a.size() == 10);
+    Z z{"de"};
+    auto it = a.equal_range(z);
+    VERIFY(it.first != a.end());
+    VERIFY(it.second != a.end());
+    VERIFY(*it.first == std::string("dec"));
+    VERIFY(*it.second == std::string("ghi"));
+
+    VERIFY(z.compares == 7);
+  }
+  {
+    auto a = populate(aset);
+    VERIFY(a.size() == 10);
+    Z z{"de"};
+    auto const& ca = a;
+    auto it = ca.equal_range(z);
+    VERIFY(it.first  != ca.end());
+    VERIFY(it.second != ca.end());
+    VERIFY(*it.first  == std::string("dec"));
+    VERIFY(*it.second == std::string("ghi"));
+
+    VERIFY(z.compares == 7);
+  }
+}
+
+int main()
+{
+  test_equal_range();
+}
diff --git a/libstdc++-v3/testsuite/23_containers/set/operations/hetero/equal_range.cc b/libstdc++-v3/testsuite/23_containers/set/operations/hetero/equal_range.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..1c9e7a3
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,90 @@
+// { dg-do run { target c++14 } }
+
+#include <set>
+#include <string>
+#include <utility>
+#include <functional>
+#include <testsuite_hooks.h>
+
+struct Z;
+
+struct X {
+  std::string s;
+  X(std::string str) : s(str) {}
+  X(Z&&);
+  X(const Z&);
+  friend bool operator<(X const& a, X const& b) { return a.s < b.s; }
+  friend bool operator==(X const& a, X const& b) { return a.s == b.s; }
+};
+
+using cmp = std::less<void>;
+
+struct Z {
+  std::string s;
+  mutable int compares = 0;
+
+  Z() = default;
+  Z(Z&& z) : s(std::move(z.s)) { z.s.clear(); }
+  Z(const Z& z) = default;
+  Z& operator=(Z&& z) { s = std::move(z.s); z.s.clear(); return *this; }
+  Z& operator=(const Z& z) = default;
+  Z(std::string sv) : s(sv) {}
+  Z(int n) : s(std::string(n, 'a')) {}
+  friend bool operator<(Z const& a, Z const& b) { return a.s < b.s; }
+  friend bool operator<(X const& a, Z const& b)
+    { return ++b.compares, a.s.substr(0, b.s.size()) < b.s; }
+  friend bool operator<(Z const& a, X const& b)
+    { return ++a.compares, a.s < b.s.substr(0, a.s.size()); }
+};
+
+X::X(Z&& z) : s(std::move(z.s)) { z.s.clear(); }
+X::X(const Z& z) : s(z.s) {}
+
+// A heterogeneous key type like Z here that compares equal
+// if it matches just the first part of the key is allowed.
+
+template <typename T>
+T populate(T a)
+{
+  const std::string vs[] = { "dec", "ded", "dee", "def", "deg", "deh", "dei" };
+  for (auto const& v : vs)
+    a.insert(X{v});
+  return a;
+}
+
+void test_equal_range()
+{
+  std::set<X, cmp> aset{cmp{}};
+  aset.insert({X{"abc"}, X{"def"}, X{"ghi"}});
+
+  {
+    auto a = populate(aset);
+    VERIFY(a.size() == 9);
+    Z z{"de"};
+    auto it = a.equal_range(z);
+    VERIFY(it.first != a.end());
+    VERIFY(it.second != a.end());
+    VERIFY(*it.first == std::string("dec"));
+    VERIFY(*it.second == std::string("ghi"));
+
+    VERIFY(z.compares == 7);
+  }
+  {
+    auto a = populate(aset);
+    VERIFY(a.size() == 9);
+    Z z{"de"};
+    auto const& ca = a;
+    auto it = ca.equal_range(z);
+    VERIFY(it.first  != ca.end());
+    VERIFY(it.second != ca.end());
+    VERIFY(*it.first  == std::string("dec"));
+    VERIFY(*it.second == std::string("ghi"));
+
+    VERIFY(z.compares == 7);
+  }
+}
+
+int main()
+{
+  test_equal_range();
+}