Adding JMCR-Stable version
[Benchmarks_CSolver.git] / JMCR-Stable / mcr-test / src / instrumented / java15 / util / PriorityQueue.java
diff --git a/JMCR-Stable/mcr-test/src/instrumented/java15/util/PriorityQueue.java b/JMCR-Stable/mcr-test/src/instrumented/java15/util/PriorityQueue.java
new file mode 100644 (file)
index 0000000..c586955
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,651 @@
+/*
+ * @(#)PriorityQueue.java      1.6 04/06/11
+ *
+ * Copyright 2004 Sun Microsystems, Inc. All rights reserved.
+ * SUN PROPRIETARY/CONFIDENTIAL. Use is subject to license terms.
+ */
+
+package instrumented.java15.util;
+
+import instrumented.java15.lang.Math;
+
+/**
+ * An unbounded priority {@linkplain Queue queue} based on a priority
+ * heap.  This queue orders elements according to an order specified
+ * at construction time, which is specified either according to their
+ * <i>natural order</i> (see {@link Comparable}), or according to a
+ * {@link benchmarks.instrumented.java15.util.Comparator}, depending on which constructor is
+ * used. A priority queue does not permit <tt>null</tt> elements.
+ * A priority queue relying on natural ordering also does not
+ * permit insertion of non-comparable objects (doing so may result
+ * in <tt>ClassCastException</tt>). 
+ *
+ * <p>The <em>head</em> of this queue is the <em>least</em> element
+ * with respect to the specified ordering.  If multiple elements are
+ * tied for least value, the head is one of those elements -- ties are
+ * broken arbitrarily.  The queue retrieval operations <tt>poll</tt>,
+ * <tt>remove</tt>, <tt>peek</tt>, and <tt>element</tt> access the
+ * element at the head of the queue.
+ *
+ * <p>A priority queue is unbounded, but has an internal
+ * <i>capacity</i> governing the size of an array used to store the
+ * elements on the queue.  It is always at least as large as the queue
+ * size.  As elements are added to a priority queue, its capacity
+ * grows automatically.  The details of the growth policy are not
+ * specified.
+ *
+ * <p>This class and its iterator implement all of the
+ * <em>optional</em> methods of the {@link Collection} and {@link
+ * Iterator} interfaces. 
+ * The
+ * Iterator provided in method {@link #iterator()} is <em>not</em>
+ * guaranteed to traverse the elements of the PriorityQueue in any
+ * particular order. If you need ordered traversal, consider using
+ * <tt>Arrays.sort(pq.toArray())</tt>.
+ *
+ * <p> <strong>Note that this implementation is not synchronized.</strong>
+ * Multiple threads should not access a <tt>PriorityQueue</tt>
+ * instance concurrently if any of the threads modifies the list
+ * structurally. Instead, use the thread-safe {@link
+ * benchmarks.instrumented.java15.util.concurrent.PriorityBlockingQueue} class.
+ *
+ * 
+ * <p>Implementation note: this implementation provides O(log(n)) time
+ * for the insertion methods (<tt>offer</tt>, <tt>poll</tt>,
+ * <tt>remove()</tt> and <tt>add</tt>) methods; linear time for the
+ * <tt>remove(Object)</tt> and <tt>contains(Object)</tt> methods; and
+ * constant time for the retrieval methods (<tt>peek</tt>,
+ * <tt>element</tt>, and <tt>size</tt>).
+ *
+ * <p>This class is a member of the
+ * <a href="{@docRoot}/../guide/collections/index.html">
+ * Java Collections Framework</a>.
+ * @since 1.5
+ * @version 1.6, 06/11/04
+ * @author Josh Bloch
+ * @param <E> the type of elements held in this collection
+ */
+public class PriorityQueue<E> extends AbstractQueue<E>
+    implements java.io.Serializable {
+
+    private static final long serialVersionUID = -7720805057305804111L;
+
+    private static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 11;
+
+    /**
+     * Priority queue represented as a balanced binary heap: the two children
+     * of queue[n] are queue[2*n] and queue[2*n + 1].  The priority queue is
+     * ordered by comparator, or by the elements' natural ordering, if
+     * comparator is null:  For each node n in the heap and each descendant d
+     * of n, n <= d.
+     *
+     * The element with the lowest value is in queue[1], assuming the queue is
+     * nonempty.  (A one-based array is used in preference to the traditional
+     * zero-based array to simplify parent and child calculations.)
+     *
+     * queue.length must be >= 2, even if size == 0.
+     */
+    private transient Object[] queue;
+
+    /**
+     * The number of elements in the priority queue.
+     */
+    private int size = 0;
+
+    /**
+     * The comparator, or null if priority queue uses elements'
+     * natural ordering.
+     */
+    private final Comparator<? super E> comparator;
+
+    /**
+     * The number of times this priority queue has been
+     * <i>structurally modified</i>.  See AbstractList for gory details.
+     */
+    private transient int modCount = 0;
+
+    /**
+     * Creates a <tt>PriorityQueue</tt> with the default initial capacity
+     * (11) that orders its elements according to their natural
+     * ordering (using <tt>Comparable</tt>).
+     */
+    public PriorityQueue() {
+        this(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY, null);
+    }
+
+    /**
+     * Creates a <tt>PriorityQueue</tt> with the specified initial capacity
+     * that orders its elements according to their natural ordering
+     * (using <tt>Comparable</tt>).
+     *
+     * @param initialCapacity the initial capacity for this priority queue.
+     * @throws IllegalArgumentException if <tt>initialCapacity</tt> is less
+     * than 1
+     */
+    public PriorityQueue(int initialCapacity) {
+        this(initialCapacity, null);
+    }
+
+    /**
+     * Creates a <tt>PriorityQueue</tt> with the specified initial capacity
+     * that orders its elements according to the specified comparator.
+     *
+     * @param initialCapacity the initial capacity for this priority queue.
+     * @param comparator the comparator used to order this priority queue.
+     * If <tt>null</tt> then the order depends on the elements' natural
+     * ordering.
+     * @throws IllegalArgumentException if <tt>initialCapacity</tt> is less
+     * than 1
+     */
+    public PriorityQueue(int initialCapacity, 
+                         Comparator<? super E> comparator) {
+        if (initialCapacity < 1)
+            throw new IllegalArgumentException();
+        this.queue = new Object[initialCapacity + 1];
+        this.comparator = comparator;
+    }
+
+    /**
+     * Common code to initialize underlying queue array across
+     * constructors below.
+     */
+    private void initializeArray(Collection<? extends E> c) {
+        int sz = c.size();
+        int initialCapacity = (int)Math.min((sz * 110L) / 100,
+                                            Integer.MAX_VALUE - 1);
+        if (initialCapacity < 1)
+            initialCapacity = 1;
+
+        this.queue = new Object[initialCapacity + 1];
+    }
+
+    /**
+     * Initially fill elements of the queue array under the 
+     * knowledge that it is sorted or is another PQ, in which
+     * case we can just place the elements in the order presented.
+     */
+    private void fillFromSorted(Collection<? extends E> c) {
+        for (Iterator<? extends E> i = c.iterator(); i.hasNext(); )
+            queue[++size] = i.next();
+    }
+
+    /**
+     * Initially fill elements of the queue array that is not to our knowledge
+     * sorted, so we must rearrange the elements to guarantee the heap
+     * invariant.
+     */
+    private void fillFromUnsorted(Collection<? extends E> c) {
+        for (Iterator<? extends E> i = c.iterator(); i.hasNext(); )
+            queue[++size] = i.next();
+        heapify();
+    }
+
+    /**
+     * Creates a <tt>PriorityQueue</tt> containing the elements in the
+     * specified collection.  The priority queue has an initial
+     * capacity of 110% of the size of the specified collection or 1
+     * if the collection is empty.  If the specified collection is an
+     * instance of a {@link benchmarks.instrumented.java15.util.SortedSet} or is another
+     * <tt>PriorityQueue</tt>, the priority queue will be sorted
+     * according to the same comparator, or according to its elements'
+     * natural order if the collection is sorted according to its
+     * elements' natural order.  Otherwise, the priority queue is
+     * ordered according to its elements' natural order.
+     *
+     * @param c the collection whose elements are to be placed
+     *        into this priority queue.
+     * @throws ClassCastException if elements of the specified collection
+     *         cannot be compared to one another according to the priority
+     *         queue's ordering.
+     * @throws NullPointerException if <tt>c</tt> or any element within it
+     * is <tt>null</tt>
+     */
+    public PriorityQueue(Collection<? extends E> c) {
+        initializeArray(c);
+        if (c instanceof SortedSet) {
+            SortedSet<? extends E> s = (SortedSet<? extends E>)c;
+            comparator = (Comparator<? super E>)s.comparator();
+            fillFromSorted(s);
+        } else if (c instanceof PriorityQueue) {
+            PriorityQueue<? extends E> s = (PriorityQueue<? extends E>) c;
+            comparator = (Comparator<? super E>)s.comparator();
+            fillFromSorted(s);
+        } else {
+            comparator = null;
+            fillFromUnsorted(c);
+        }
+    }
+
+    /**
+     * Creates a <tt>PriorityQueue</tt> containing the elements in the
+     * specified collection.  The priority queue has an initial
+     * capacity of 110% of the size of the specified collection or 1
+     * if the collection is empty.  This priority queue will be sorted
+     * according to the same comparator as the given collection, or
+     * according to its elements' natural order if the collection is
+     * sorted according to its elements' natural order.
+     *
+     * @param c the collection whose elements are to be placed
+     *        into this priority queue.
+     * @throws ClassCastException if elements of the specified collection
+     *         cannot be compared to one another according to the priority
+     *         queue's ordering.
+     * @throws NullPointerException if <tt>c</tt> or any element within it
+     * is <tt>null</tt>
+     */
+    public PriorityQueue(PriorityQueue<? extends E> c) {
+        initializeArray(c);
+        comparator = (Comparator<? super E>)c.comparator();
+        fillFromSorted(c);
+    }
+
+    /**
+     * Creates a <tt>PriorityQueue</tt> containing the elements in the
+     * specified collection.  The priority queue has an initial
+     * capacity of 110% of the size of the specified collection or 1
+     * if the collection is empty.  This priority queue will be sorted
+     * according to the same comparator as the given collection, or
+     * according to its elements' natural order if the collection is
+     * sorted according to its elements' natural order.
+     *
+     * @param c the collection whose elements are to be placed
+     *        into this priority queue.
+     * @throws ClassCastException if elements of the specified collection
+     *         cannot be compared to one another according to the priority
+     *         queue's ordering.
+     * @throws NullPointerException if <tt>c</tt> or any element within it
+     * is <tt>null</tt>
+     */
+    public PriorityQueue(SortedSet<? extends E> c) {
+        initializeArray(c);
+        comparator = (Comparator<? super E>)c.comparator();
+        fillFromSorted(c);
+    }
+
+    /**
+     * Resize array, if necessary, to be able to hold given index
+     */
+    private void grow(int index) {
+        int newlen = queue.length;
+        if (index < newlen) // don't need to grow
+            return;
+        if (index == Integer.MAX_VALUE)
+            throw new OutOfMemoryError();
+        while (newlen <= index) {
+            if (newlen >= Integer.MAX_VALUE / 2)  // avoid overflow
+                newlen = Integer.MAX_VALUE;
+            else
+                newlen <<= 2;
+        }
+        Object[] newQueue = new Object[newlen];
+        System.arraycopy(queue, 0, newQueue, 0, queue.length);
+        queue = newQueue;
+    }
+            
+
+    /**
+     * Inserts the specified element into this priority queue.
+     *
+     * @return <tt>true</tt>
+     * @throws ClassCastException if the specified element cannot be compared
+     * with elements currently in the priority queue according
+     * to the priority queue's ordering.
+     * @throws NullPointerException if the specified element is <tt>null</tt>.
+     */
+    public boolean offer(E o) {
+        if (o == null)
+            throw new NullPointerException();
+        modCount++;
+        ++size;
+
+        // Grow backing store if necessary
+        if (size >= queue.length) 
+            grow(size);
+
+        queue[size] = o;
+        fixUp(size);
+        return true;
+    }
+
+    public E peek() {
+        if (size == 0)
+            return null;
+        return (E) queue[1];
+    }
+
+    // Collection Methods - the first two override to update docs
+
+    /**
+     * Adds the specified element to this queue.
+     * @return <tt>true</tt> (as per the general contract of
+     * <tt>Collection.add</tt>).
+     *
+     * @throws NullPointerException if the specified element is <tt>null</tt>.
+     * @throws ClassCastException if the specified element cannot be compared
+     * with elements currently in the priority queue according
+     * to the priority queue's ordering.
+     */
+    public boolean add(E o) {
+        return offer(o);
+    }
+
+    /**
+     * Removes a single instance of the specified element from this
+     * queue, if it is present.
+     */
+    public boolean remove(Object o) {
+        if (o == null)
+            return false;
+
+        if (comparator == null) {
+            for (int i = 1; i <= size; i++) {
+                if (((Comparable<E>)queue[i]).compareTo((E)o) == 0) {
+                    removeAt(i);
+                    return true;
+                }
+            }
+        } else {
+            for (int i = 1; i <= size; i++) {
+                if (comparator.compare((E)queue[i], (E)o) == 0) {
+                    removeAt(i);
+                    return true;
+                }
+            }
+        }
+        return false;
+    }
+
+    /**
+     * Returns an iterator over the elements in this queue. The iterator
+     * does not return the elements in any particular order.
+     *
+     * @return an iterator over the elements in this queue.
+     */
+    public Iterator<E> iterator() {
+        return new Itr();
+    }
+
+    private class Itr implements Iterator<E> {
+
+        /**
+         * Index (into queue array) of element to be returned by
+         * subsequent call to next.
+         */
+        private int cursor = 1;
+
+        /**
+         * Index of element returned by most recent call to next,
+         * unless that element came from the forgetMeNot list.
+         * Reset to 0 if element is deleted by a call to remove.
+         */
+        private int lastRet = 0;
+
+        /**
+         * The modCount value that the iterator believes that the backing
+         * List should have.  If this expectation is violated, the iterator
+         * has detected concurrent modification.
+         */
+        private int expectedModCount = modCount;
+
+        /**
+         * A list of elements that were moved from the unvisited portion of
+         * the heap into the visited portion as a result of "unlucky" element
+         * removals during the iteration.  (Unlucky element removals are those
+         * that require a fixup instead of a fixdown.)  We must visit all of
+         * the elements in this list to complete the iteration.  We do this
+         * after we've completed the "normal" iteration.
+         *
+         * We expect that most iterations, even those involving removals,
+         * will not use need to store elements in this field.
+         */
+        private ArrayList<E> forgetMeNot = null;
+
+        /**
+         * Element returned by the most recent call to next iff that
+         * element was drawn from the forgetMeNot list.
+         */
+        private Object lastRetElt = null;
+
+        public boolean hasNext() {
+            return cursor <= size || forgetMeNot != null;
+        }
+
+        public E next() {
+            checkForComodification();
+            E result;
+            if (cursor <= size) {
+                result = (E) queue[cursor];
+                lastRet = cursor++;
+            }
+            else if (forgetMeNot == null)
+                throw new NoSuchElementException();
+            else {
+                int remaining = forgetMeNot.size();
+                result = forgetMeNot.remove(remaining - 1);
+                if (remaining == 1) 
+                    forgetMeNot = null;
+                lastRet = 0;
+                lastRetElt = result;
+            }
+            return result;
+        }
+
+        public void remove() {
+            checkForComodification();
+
+            if (lastRet != 0) {
+                E moved = PriorityQueue.this.removeAt(lastRet);
+                lastRet = 0;
+                if (moved == null) {
+                    cursor--;
+                } else {
+                    if (forgetMeNot == null)
+                        forgetMeNot = new ArrayList<E>();
+                    forgetMeNot.add(moved);
+                }
+            } else if (lastRetElt != null) {
+                PriorityQueue.this.remove(lastRetElt);
+                lastRetElt = null;
+            } else {
+                throw new IllegalStateException();
+            }
+
+            expectedModCount = modCount;
+        }
+
+        final void checkForComodification() {
+            if (modCount != expectedModCount)
+                throw new ConcurrentModificationException();
+        }
+    }
+
+    public int size() {
+        return size;
+    }
+
+    /**
+     * Removes all elements from the priority queue.
+     * The queue will be empty after this call returns.
+     */
+    public void clear() {
+        modCount++;
+
+        // Null out element references to prevent memory leak
+        for (int i=1; i<=size; i++)
+            queue[i] = null;
+
+        size = 0;
+    }
+
+    public E poll() {
+        if (size == 0)
+            return null;
+        modCount++;
+
+        E result = (E) queue[1];
+        queue[1] = queue[size];
+        queue[size--] = null;  // Drop extra ref to prevent memory leak
+        if (size > 1)
+            fixDown(1);
+
+        return result;
+    }
+
+    /**
+     * Removes and returns the ith element from queue.  (Recall that queue
+     * is one-based, so 1 <= i <= size.)
+     *
+     * Normally this method leaves the elements at positions from 1 up to i-1,
+     * inclusive, untouched.  Under these circumstances, it returns null.
+     * Occasionally, in order to maintain the heap invariant, it must move
+     * the last element of the list to some index in the range [2, i-1],
+     * and move the element previously at position (i/2) to position i.
+     * Under these circumstances, this method returns the element that was
+     * previously at the end of the list and is now at some position between
+     * 2 and i-1 inclusive.
+     */
+    private E removeAt(int i) { 
+        assert i > 0 && i <= size;
+        modCount++;
+
+        E moved = (E) queue[size];
+        queue[i] = moved;
+        queue[size--] = null;  // Drop extra ref to prevent memory leak
+        if (i <= size) {
+            fixDown(i);
+            if (queue[i] == moved) {
+                fixUp(i);
+                if (queue[i] != moved)
+                    return moved;
+            }
+        }
+        return null;
+    }
+
+    /**
+     * Establishes the heap invariant (described above) assuming the heap
+     * satisfies the invariant except possibly for the leaf-node indexed by k
+     * (which may have a nextExecutionTime less than its parent's).
+     *
+     * This method functions by "promoting" queue[k] up the hierarchy
+     * (by swapping it with its parent) repeatedly until queue[k]
+     * is greater than or equal to its parent.
+     */
+    private void fixUp(int k) {
+        if (comparator == null) {
+            while (k > 1) {
+                int j = k >> 1;
+                if (((Comparable<E>)queue[j]).compareTo((E)queue[k]) <= 0)
+                    break;
+                Object tmp = queue[j];  queue[j] = queue[k]; queue[k] = tmp;
+                k = j;
+            }
+        } else {
+            while (k > 1) {
+                int j = k >>> 1;
+                if (comparator.compare((E)queue[j], (E)queue[k]) <= 0)
+                    break;
+                Object tmp = queue[j];  queue[j] = queue[k]; queue[k] = tmp;
+                k = j;
+            }
+        }
+    }
+
+    /**
+     * Establishes the heap invariant (described above) in the subtree
+     * rooted at k, which is assumed to satisfy the heap invariant except
+     * possibly for node k itself (which may be greater than its children).
+     *
+     * This method functions by "demoting" queue[k] down the hierarchy
+     * (by swapping it with its smaller child) repeatedly until queue[k]
+     * is less than or equal to its children.
+     */
+    private void fixDown(int k) {
+        int j;
+        if (comparator == null) {
+            while ((j = k << 1) <= size && (j > 0)) {
+                if (j<size && 
+                    ((Comparable<E>)queue[j]).compareTo((E)queue[j+1]) > 0)
+                    j++; // j indexes smallest kid
+
+                if (((Comparable<E>)queue[k]).compareTo((E)queue[j]) <= 0)
+                    break;
+                Object tmp = queue[j];  queue[j] = queue[k]; queue[k] = tmp;
+                k = j;
+            }
+        } else {
+            while ((j = k << 1) <= size && (j > 0)) {
+                if (j<size && 
+                    comparator.compare((E)queue[j], (E)queue[j+1]) > 0)
+                    j++; // j indexes smallest kid
+                if (comparator.compare((E)queue[k], (E)queue[j]) <= 0)
+                    break;
+                Object tmp = queue[j];  queue[j] = queue[k]; queue[k] = tmp;
+                k = j;
+            }
+        }
+    }
+
+    /**
+     * Establishes the heap invariant (described above) in the entire tree,
+     * assuming nothing about the order of the elements prior to the call.
+     */
+    private void heapify() {
+        for (int i = size/2; i >= 1; i--)
+            fixDown(i);
+    }
+
+    /**
+     * Returns the comparator used to order this collection, or <tt>null</tt>
+     * if this collection is sorted according to its elements natural ordering
+     * (using <tt>Comparable</tt>).
+     *
+     * @return the comparator used to order this collection, or <tt>null</tt>
+     * if this collection is sorted according to its elements natural ordering.
+     */
+    public Comparator<? super E> comparator() {
+        return comparator;
+    }
+
+    /**
+     * Save the state of the instance to a stream (that
+     * is, serialize it).
+     *
+     * @serialData The length of the array backing the instance is
+     * emitted (int), followed by all of its elements (each an
+     * <tt>Object</tt>) in the proper order.
+     * @param s the stream
+     */
+    private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
+        throws java.io.IOException{
+        // Write out element count, and any hidden stuff
+        s.defaultWriteObject();
+
+        // Write out array length
+        s.writeInt(queue.length);
+
+        // Write out all elements in the proper order.
+        for (int i=1; i<=size; i++)
+            s.writeObject(queue[i]);
+    }
+
+    /**
+     * Reconstitute the <tt>ArrayList</tt> instance from a stream (that is,
+     * deserialize it).
+     * @param s the stream
+     */
+    private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
+        throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
+        // Read in size, and any hidden stuff
+        s.defaultReadObject();
+
+        // Read in array length and allocate array
+        int arrayLength = s.readInt();
+        queue = new Object[arrayLength];
+
+        // Read in all elements in the proper order.
+        for (int i=1; i<=size; i++)
+            queue[i] = (E) s.readObject();
+    }
+
+}