git.bitcoin.ninja Git - rust-lightning/blob - lightning/src/util/indexed_map.rs

   1 //! This module has a map which can be iterated in a deterministic order. See the [`IndexedMap`].
   2
   3 use crate::prelude::*;
   4 use alloc::slice::Iter;
   5 use core::hash::Hash;
   6 use core::ops::{Bound, RangeBounds};
   7
   8 /// A map which can be iterated in a deterministic order.
   9 ///
  10 /// This would traditionally be accomplished by simply using a [`BTreeMap`], however B-Trees
  11 /// generally have very slow lookups. Because we use a nodes+channels map while finding routes
  12 /// across the network graph, our network graph backing map must be as performant as possible.
  13 /// However, because peers expect to sync the network graph from us (and we need to support that
  14 /// without holding a lock on the graph for the duration of the sync or dumping the entire graph
  15 /// into our outbound message queue), we need an iterable map with a consistent iteration order we
  16 /// can jump to a starting point on.
  17 ///
  18 /// Thus, we have a custom data structure here - its API mimics that of Rust's [`BTreeMap`], but is
  19 /// actually backed by a [`HashMap`], with some additional tracking to ensure we can iterate over
  20 /// keys in the order defined by [`Ord`].
  21 ///
  22 /// This is not exported to bindings users as bindings provide alternate accessors rather than exposing maps directly.
  23 ///
  24 /// [`BTreeMap`]: alloc::collections::BTreeMap
  25 #[derive(Clone, Debug, Eq)]
  26 pub struct IndexedMap<K: Hash + Ord, V> {
  27         map: HashMap<K, V>,
  28         keys: Vec<K>,
  29 }
  30
  31 impl<K: Clone + Hash + Ord, V> IndexedMap<K, V> {
  32         /// Constructs a new, empty map
  33         pub fn new() -> Self {
  34                 Self {
  35                         map: new_hash_map(),
  36                         keys: Vec::new(),
  37                 }
  38         }
  39
  40         /// Constructs a new, empty map with the given capacity pre-allocated
  41         pub fn with_capacity(capacity: usize) -> Self {
  42                 Self {
  43                         map: hash_map_with_capacity(capacity),
  44                         keys: Vec::with_capacity(capacity),
  45                 }
  46         }
  47
  48         #[inline(always)]
  49         /// Fetches the element with the given `key`, if one exists.
  50         pub fn get(&self, key: &K) -> Option<&V> {
  51                 self.map.get(key)
  52         }
  53
  54         /// Fetches a mutable reference to the element with the given `key`, if one exists.
  55         pub fn get_mut(&mut self, key: &K) -> Option<&mut V> {
  56                 self.map.get_mut(key)
  57         }
  58
  59         /// Fetches the key-value pair corresponding to the supplied key, if one exists.
  60         pub fn get_key_value(&self, key: &K) -> Option<(&K, &V)> {
  61                 self.map.get_key_value(key)
  62         }
  63
  64         #[inline]
  65         /// Returns true if an element with the given `key` exists in the map.
  66         pub fn contains_key(&self, key: &K) -> bool {
  67                 self.map.contains_key(key)
  68         }
  69
  70         /// Removes the element with the given `key`, returning it, if one exists.
  71         pub fn remove(&mut self, key: &K) -> Option<V> {
  72                 let ret = self.map.remove(key);
  73                 if let Some(_) = ret {
  74                         let idx = self.keys.iter().position(|k| k == key).expect("map and keys must be consistent");
  75                         self.keys.remove(idx);
  76                 }
  77                 ret
  78         }
  79
  80         /// Inserts the given `key`/`value` pair into the map, returning the element that was
  81         /// previously stored at the given `key`, if one exists.
  82         pub fn insert(&mut self, key: K, value: V) -> Option<V> {
  83                 let ret = self.map.insert(key.clone(), value);
  84                 if ret.is_none() {
  85                         self.keys.push(key);
  86                 }
  87                 ret
  88         }
  89
  90         /// Returns an [`Entry`] for the given `key` in the map, allowing access to the value.
  91         pub fn entry(&mut self, key: K) -> Entry<'_, K, V> {
  92                 match self.map.entry(key.clone()) {
  93                         hash_map::Entry::Vacant(entry) => {
  94                                 Entry::Vacant(VacantEntry {
  95                                         underlying_entry: entry,
  96                                         key,
  97                                         keys: &mut self.keys,
  98                                 })
  99                         },
 100                         hash_map::Entry::Occupied(entry) => {
 101                                 Entry::Occupied(OccupiedEntry {
 102                                         underlying_entry: entry,
 103                                         keys: &mut self.keys,
 104                                 })
 105                         }
 106                 }
 107         }
 108
 109         /// Returns an iterator which iterates over the keys in the map, in a random order.
 110         pub fn unordered_keys(&self) -> impl Iterator<Item = &K> {
 111                 self.map.keys()
 112         }
 113
 114         /// Returns an iterator which iterates over the `key`/`value` pairs in a random order.
 115         pub fn unordered_iter(&self) -> impl Iterator<Item = (&K, &V)> {
 116                 self.map.iter()
 117         }
 118
 119         /// Returns an iterator which iterates over the `key`s and mutable references to `value`s in a
 120         /// random order.
 121         pub fn unordered_iter_mut(&mut self) -> impl Iterator<Item = (&K, &mut V)> {
 122                 self.map.iter_mut()
 123         }
 124
 125         /// Returns an iterator which iterates over the `key`/`value` pairs in a given range.
 126         pub fn range<R: RangeBounds<K>>(&mut self, range: R) -> Range<K, V> {
 127                 self.keys.sort_unstable();
 128                 let start = match range.start_bound() {
 129                         Bound::Unbounded => 0,
 130                         Bound::Included(key) => self.keys.binary_search(key).unwrap_or_else(|index| index),
 131                         Bound::Excluded(key) => self.keys.binary_search(key).and_then(|index| Ok(index + 1)).unwrap_or_else(|index| index),
 132                 };
 133                 let end = match range.end_bound() {
 134                         Bound::Unbounded => self.keys.len(),
 135                         Bound::Included(key) => self.keys.binary_search(key).and_then(|index| Ok(index + 1)).unwrap_or_else(|index| index),
 136                         Bound::Excluded(key) => self.keys.binary_search(key).unwrap_or_else(|index| index),
 137                 };
 138
 139                 Range {
 140                         inner_range: self.keys[start..end].iter(),
 141                         map: &self.map,
 142                 }
 143         }
 144
 145         /// Returns the number of `key`/`value` pairs in the map
 146         pub fn len(&self) -> usize {
 147                 self.map.len()
 148         }
 149
 150         /// Returns true if there are no elements in the map
 151         pub fn is_empty(&self) -> bool {
 152                 self.map.is_empty()
 153         }
 154 }
 155
 156 impl<K: Hash + Ord + PartialEq, V: PartialEq> PartialEq for IndexedMap<K, V> {
 157         fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
 158                 self.map == other.map
 159         }
 160 }
 161
 162 /// An iterator over a range of values in an [`IndexedMap`]
 163 ///
 164 /// This is not exported to bindings users as bindings provide alternate accessors rather than exposing maps directly.
 165 pub struct Range<'a, K: Hash + Ord, V> {
 166         inner_range: Iter<'a, K>,
 167         map: &'a HashMap<K, V>,
 168 }
 169 impl<'a, K: Hash + Ord, V: 'a> Iterator for Range<'a, K, V> {
 170         type Item = (&'a K, &'a V);
 171         fn next(&mut self) -> Option<(&'a K, &'a V)> {
 172                 self.inner_range.next().map(|k| {
 173                         (k, self.map.get(k).expect("map and keys must be consistent"))
 174                 })
 175         }
 176 }
 177
 178 /// An [`Entry`] for a key which currently has no value
 179 ///
 180 /// This is not exported to bindings users as bindings provide alternate accessors rather than exposing maps directly.
 181 pub struct VacantEntry<'a, K: Hash + Ord, V> {
 182         underlying_entry: VacantHashMapEntry<'a, K, V>,
 183         key: K,
 184         keys: &'a mut Vec<K>,
 185 }
 186
 187 /// An [`Entry`] for an existing key-value pair
 188 ///
 189 /// This is not exported to bindings users as bindings provide alternate accessors rather than exposing maps directly.
 190 pub struct OccupiedEntry<'a, K: Hash + Ord, V> {
 191         underlying_entry: OccupiedHashMapEntry<'a, K, V>,
 192         keys: &'a mut Vec<K>,
 193 }
 194
 195 /// A mutable reference to a position in the map. This can be used to reference, add, or update the
 196 /// value at a fixed key.
 197 ///
 198 /// This is not exported to bindings users as bindings provide alternate accessors rather than exposing maps directly.
 199 pub enum Entry<'a, K: Hash + Ord, V> {
 200         /// A mutable reference to a position within the map where there is no value.
 201         Vacant(VacantEntry<'a, K, V>),
 202         /// A mutable reference to a position within the map where there is currently a value.
 203         Occupied(OccupiedEntry<'a, K, V>),
 204 }
 205
 206 impl<'a, K: Hash + Ord, V> VacantEntry<'a, K, V> {
 207         /// Insert a value into the position described by this entry.
 208         pub fn insert(self, value: V) -> &'a mut V {
 209                 self.keys.push(self.key);
 210                 self.underlying_entry.insert(value)
 211         }
 212 }
 213
 214 impl<'a, K: Hash + Ord, V> OccupiedEntry<'a, K, V> {
 215         /// Remove the value at the position described by this entry.
 216         pub fn remove_entry(self) -> (K, V) {
 217                 let res = self.underlying_entry.remove_entry();
 218                 let idx = self.keys.iter().position(|k| k == &res.0).expect("map and keys must be consistent");
 219                 self.keys.remove(idx);
 220                 res
 221         }
 222
 223         /// Get a reference to the value at the position described by this entry.
 224         pub fn get(&self) -> &V {
 225                 self.underlying_entry.get()
 226         }
 227
 228         /// Get a mutable reference to the value at the position described by this entry.
 229         pub fn get_mut(&mut self) -> &mut V {
 230                 self.underlying_entry.get_mut()
 231         }
 232
 233         /// Consume this entry, returning a mutable reference to the value at the position described by
 234         /// this entry.
 235         pub fn into_mut(self) -> &'a mut V {
 236                 self.underlying_entry.into_mut()
 237         }
 238 }