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using System.Collections;
using System.Diagnostics;
using Cyjb.Collections.ObjectModel;
namespace Cyjb.Collections
{
/// <summary>
/// 管理位值的压缩列表,该值表示为布尔值,其中 <c>true</c> 表示位是打开的 (1),<c>false</c> 表示位是关闭的 (0)。
/// </summary>
/// <remarks>
/// <para><see cref="BitList"/> 类采用位示图来保存布尔值,关于该数据结构的更多解释,请参见我的博文
/// <see href="https://www.cnblogs.com/cyjb/archive/p/BitList.html">《C# 位压缩列表》</see>。</para>
/// <para>由于位操作的复杂性,<see cref="BitList"/> 类的一些方法效率并不高,实际使用时需要做好相应的测试。</para>
/// </remarks>
/// <seealso href="https://www.cnblogs.com/cyjb/archive/p/BitList.html">《C# 位压缩列表》</seealso>
public sealed class BitList : ListBase<bool>, IEquatable<BitList>, ICollection
{
/// <summary>
/// UInt32 索引的掩码。
/// </summary>
[DebuggerBrowsable(DebuggerBrowsableState.Never)]
private const int IndexMask = 0x1F;
/// <summary>
/// UInt32 索引的位移量。
/// </summary>
[DebuggerBrowsable(DebuggerBrowsableState.Never)]
private const int IndexShift = 5;
/// <summary>
/// 每个存储单元的大小。
/// </summary>
[DebuggerBrowsable(DebuggerBrowsableState.Never)]
private const int UnitSize = 32;
/// <summary>
/// 当前列表的容量。
/// </summary>
private int capacity;
/// <summary>
/// 保存位值的数组。
/// </summary>
private uint[] items;
/// <summary>
/// 当前包含的位值个数。
/// </summary>
[DebuggerBrowsable(DebuggerBrowsableState.Never)]
private int count;
#region 构造函数
/// <summary>
/// 初始化 <see cref="BitList"/> 类的新实例。
/// </summary>
/// <overloads>
/// <summary>
/// 初始化 <see cref="BitList"/> 类的新实例。
/// </summary>
/// </overloads>
public BitList()
{
items = new uint[1];
capacity = 1 << IndexShift;
}
/// <summary>
/// 初始化 <see cref="BitList"/> 类的新实例,该实例可拥有指定的初始容量。
/// </summary>
/// <param name="capacity">新 <see cref="BitList"/> 最初可以存储的元素数。</param>
/// <exception cref="ArgumentOutOfRangeException"><paramref name="capacity"/> 小于 <c>0</c>。</exception>
public BitList(int capacity) : base()
{
if (capacity < 0)
{
throw CommonExceptions.ArgumentNegative(capacity);
}
items = new uint[(capacity >> IndexShift) + 1];
this.capacity = items.Length << IndexShift;
}
/// <summary>
/// 初始化 <see cref="BitList"/> 类的新实例,该实例包含从指定集合复制的元素。
/// </summary>
/// <param name="collection">一个集合,其元素被复制到新列表中,其中每个整数表示 32 个连续位。</param>
/// <exception cref="ArgumentNullException"><paramref name="collection"/> 为 <c>null</c>。</exception>
[CLSCompliant(false)]
public BitList(IEnumerable<uint> collection) : this()
{
ArgumentNullException.ThrowIfNull(collection);
AddRange(collection);
}
/// <summary>
/// 初始化 <see cref="BitList"/> 类的新实例,该实例包含从指定集合复制的元素。
/// </summary>
/// <param name="collection">一个集合,其元素被复制到新列表中,其中每个整数表示 32 个连续位。</param>
/// <exception cref="ArgumentNullException"><paramref name="collection"/> 为 <c>null</c>。</exception>
public BitList(IEnumerable<int> collection) : this()
{
ArgumentNullException.ThrowIfNull(collection);
AddRange(collection);
}
/// <summary>
/// 初始化 <see cref="BitList"/> 类的新实例,该实例包含从指定集合复制的元素。
/// </summary>
/// <param name="collection">一个集合,其元素被复制到新列表中,其中每个字节表示 8 个连续位。</param>
/// <exception cref="ArgumentNullException"><paramref name="collection"/> 为 <c>null</c>。</exception>
public BitList(IEnumerable<byte> collection) : this()
{
ArgumentNullException.ThrowIfNull(collection);
AddRange(collection);
}
/// <summary>
/// 初始化 <see cref="BitList"/> 类的新实例,该实例包含从指定集合复制的元素。
/// </summary>
/// <param name="collection">一个集合,其元素被复制到新列表中。</param>
/// <exception cref="ArgumentNullException"><paramref name="collection"/> 为 <c>null</c>。</exception>
public BitList(IEnumerable<bool> collection) : this()
{
ArgumentNullException.ThrowIfNull(collection);
AddRange(collection);
}
/// <summary>
/// 初始化 <see cref="BitList"/> 类的新实例,该实例包含指定数目的位值,并设定为指定的初始值。
/// </summary>
/// <param name="length">新 <see cref="BitList"/> 中的位值数目。</param>
/// <param name="defaultValue">要分配给每个位值的布尔值。</param>
/// <exception cref="ArgumentOutOfRangeException"><paramref name="length"/> 小于 <c>0</c>。</exception>
public BitList(int length, bool defaultValue) : this(length)
{
if (length < 0)
{
throw CommonExceptions.ArgumentOutOfRange(length);
}
count = length;
if (defaultValue)
{
Fill(0, length, true);
}
}
#endregion // 构造函数
/// <summary>
/// 获取或设置 <see cref="BitList"/> 在不调整大小的情况下能够容纳的元素总数。
/// </summary>
/// <value>在需要调整大小之前 <see cref="BitList"/> 能够容纳的元素的数目。</value>
/// <exception cref="ArgumentOutOfRangeException"><c>Capacity</c> 设置为小于 <see cref="Count"/> 的值。</exception>
public int Capacity
{
get { return capacity; }
set
{
if (value < count)
{
throw CommonExceptions.ArgumentOutOfRange(value);
}
int newLength = (value >> IndexShift) + 1;
if (newLength == items.Length)
{
return;
}
uint[] newData = new uint[newLength];
Array.Copy(items, newData, Math.Min(newLength, items.Length));
items = newData;
capacity = newLength << IndexShift;
}
}
/// <summary>
/// 确定 <see cref="BitList"/> 中特定项的索引。
/// </summary>
/// <param name="item">要在 <see cref="BitList"/> 中定位的对象。</param>
/// <param name="startIndex">要定位的起始索引。</param>
/// <returns>如果在 <see cref="BitList"/> 中找到 <paramref name="item"/>,
/// 则为该项的索引;否则为 <c>-1</c>。</returns>
/// <exception cref="ArgumentOutOfRangeException"><paramref name="startIndex"/>
/// 超出了当前列表的有效范围。</exception>
public int IndexOf(bool item, int startIndex)
{
if (startIndex < 0 || startIndex >= count)
{
throw CommonExceptions.ArgumentIndexOutOfRange(startIndex);
}
int start = startIndex >> IndexShift;
int end = count >> IndexShift;
int idx = -1;
if (item)
{
uint value = items[start] & ~GetMask(startIndex & IndexMask);
if (value > 0U)
{
idx = (start << IndexShift) + value.CountTrailingZeroBits();
}
else
{
for (int i = start + 1; i <= end; i++)
{
value = items[i];
if (value > 0U)
{
idx = (i << IndexShift) + value.CountTrailingZeroBits();
break;
}
}
}
}
else
{
uint value = items[start] | GetMask(startIndex & IndexMask);
if (value < uint.MaxValue)
{
idx = (start << IndexShift) + value.CountTrailingBits();
}
else
{
for (int i = start + 1; i <= end; i++)
{
value = items[i];
if (value < uint.MaxValue)
{
idx = (i << IndexShift) + value.CountTrailingBits();
break;
}
}
}
}
return idx > count ? -1 : idx;
}
/// <summary>
/// 确定 <see cref="BitList"/> 中特定项最后一次出现的索引。
/// </summary>
/// <param name="item">要在 <see cref="BitList"/> 中定位的对象。</param>
/// <returns>如果在 <see cref="BitList"/> 中找到 <paramref name="item"/>,
/// 则为该项最后一次出现的索引;否则为 <c>-1</c>。</returns>
public int LastIndexOf(bool item)
{
return LastIndexOf(item, count - 1);
}
/// <summary>
/// 确定 <see cref="BitList"/> 中特定项最后一次出现的索引。
/// </summary>
/// <param name="item">要在 <see cref="BitList"/> 中定位的对象。</param>
/// <param name="startIndex">要定位的起始索引。</param>
/// <returns>如果在 <see cref="BitList"/> 中找到 <paramref name="item"/>,
/// 则为该项最后一次出现的索引;否则为 <c>-1</c>。</returns>
/// <exception cref="ArgumentOutOfRangeException"><paramref name="startIndex"/>
/// 超出了当前列表的有效范围。</exception>
public int LastIndexOf(bool item, int startIndex)
{
if (startIndex < 0 || startIndex >= count)
{
throw CommonExceptions.ArgumentIndexOutOfRange(startIndex);
}
int start = startIndex >> IndexShift;
if (item)
{
uint value = items[start] & GetMask((startIndex & IndexMask) + 1);
if (value > 0U)
{
return ((start + 1) << IndexShift) - 1 - value.CountLeadingZeroBits();
}
for (int i = start - 1; i >= 0; i--)
{
value = items[i];
if (value > 0U)
{
return ((i + 1) << IndexShift) - 1 - value.CountLeadingZeroBits();
}
}
}
else
{
uint value = items[start] | ~GetMask((startIndex & IndexMask) + 1);
if (value < uint.MaxValue)
{
return ((start + 1) << IndexShift) - 1 - value.CountLeadingBits();
}
for (int i = start - 1; i >= 0; i--)
{
value = items[i];
if (value < uint.MaxValue)
{
return ((i + 1) << IndexShift) - 1 - value.CountLeadingBits();
}
}
}
return -1;
}
/// <summary>
/// 将当前列表调整为指定的新大小。
/// </summary>
/// <param name="newCount">要调整到的大小。</param>
/// <param name="defaultValue">扩展列表大小时的默认值。</param>
/// <returns>调整后的当前列表。</returns>
/// <exception cref="ArgumentOutOfRangeException"><paramref name="newCount"/> 小于零。</exception>
public BitList Resize(int newCount, bool defaultValue = false)
{
if (newCount < 0)
{
throw CommonExceptions.ArgumentNegative(newCount);
}
if (newCount < count)
{
RemoveRange(newCount, count - newCount);
}
else if (newCount > count)
{
AddRange(newCount - count, defaultValue);
}
return this;
}
#region AddRange 操作
/// <summary>
/// 将指定集合的元素添加到 <see cref="BitList"/> 的末尾。
/// </summary>
/// <param name="collection">一个集合,其元素应被添加到 <see cref="BitList"/> 的末尾,
/// 其中每个整数表示 32 个连续位。</param>
/// <returns>当前 <see cref="BitList"/> 集合。</returns>
/// <exception cref="ArgumentNullException"><paramref name="collection"/> 为 <c>null</c>。</exception>
/// <overloads>
/// <summary>
/// 将指定集合的元素添加到 <see cref="BitList"/> 的末尾。
/// </summary>
/// </overloads>
[CLSCompliant(false)]
public BitList AddRange(IEnumerable<uint> collection)
{
ArgumentNullException.ThrowIfNull(collection);
var (list, length) = ConvertToUIntList(collection);
return InsertRange(count, length, list);
}
/// <summary>
/// 将指定集合的元素添加到 <see cref="BitList"/> 的末尾。
/// </summary>
/// <param name="collection">一个集合,其元素应被添加到 <see cref="BitList"/> 的末尾,
/// 其中每个整数表示 32 个连续位。</param>
/// <returns>当前 <see cref="BitList"/> 集合。</returns>
/// <exception cref="ArgumentNullException"><paramref name="collection"/> 为 <c>null</c>。</exception>
public BitList AddRange(IEnumerable<int> collection)
{
ArgumentNullException.ThrowIfNull(collection);
var (list, length) = ConvertToUIntList(collection);
return InsertRange(count, length, list);
}
/// <summary>
/// 将指定集合的元素添加到 <see cref="BitList"/> 的末尾。
/// </summary>
/// <param name="collection">一个集合,其元素应被添加到 <see cref="BitList"/> 的末尾,
/// 其中每个字节表示 8 个连续位。</param>
/// <returns>当前 <see cref="BitList"/> 集合。</returns>
/// <exception cref="ArgumentNullException"><paramref name="collection"/> 为 <c>null</c>。</exception>
public BitList AddRange(IEnumerable<byte> collection)
{
ArgumentNullException.ThrowIfNull(collection);
var (list, length) = ConvertToUIntList(collection);
return InsertRange(count, length, list);
}
/// <summary>
/// 将指定集合的元素添加到 <see cref="BitList"/> 的末尾。
/// </summary>
/// <param name="collection">一个集合,其元素应被添加到 <see cref="BitList"/> 的末尾。</param>
/// <returns>当前 <see cref="BitList"/> 集合。</returns>
/// <exception cref="ArgumentNullException"><paramref name="collection"/> 为 <c>null</c>。</exception>
public BitList AddRange(IEnumerable<bool> collection)
{
ArgumentNullException.ThrowIfNull(collection);
var (list, length) = ConvertToUIntList(collection);
return InsertRange(count, length, list);
}
/// <summary>
/// 将指定长度的值添加到 <see cref="BitList"/> 的末尾。
/// </summary>
/// <param name="length">要添加的值的长度。</param>
/// <param name="value">要添加的值。</param>
/// <returns>当前 <see cref="BitList"/> 集合。</returns>
/// <exception cref="ArgumentOutOfRangeException"><paramref name="length"/> 小于 <c>0</c>。</exception>
public BitList AddRange(int length, bool value)
{
if (length < 0)
{
throw CommonExceptions.ArgumentNegative(length);
}
int cnt = count;
count += length;
EnsureCapacity(count + UnitSize);
FillInternal(cnt, length, value);
return this;
}
/// <summary>
/// 将指定集合转换为 <see cref="IList{UInt32}"/>。
/// </summary>
/// <param name="collection">要转换的集合。</param>
/// <returns>转换后的 <see cref="IList{UInt32}"/></returns>
private static (IList<uint> list, int length) ConvertToUIntList(IEnumerable<uint> collection)
{
IList<uint> list = collection as IList<uint> ?? new List<uint>(collection);
return (list, list.Count << IndexShift);
}
/// <summary>
/// 将指定集合转换为 <see cref="IList{UInt32}"/>。
/// </summary>
/// <param name="collection">要转换的集合。</param>
/// <returns>转换后的 <see cref="IList{UInt32}"/></returns>
private static (IList<uint> list, int length) ConvertToUIntList(IEnumerable<int> collection)
{
IList<uint> list = collection.Select(i => unchecked((uint)i)).ToList();
return (list, list.Count << IndexShift);
}
/// <summary>
/// 将指定集合转换为 <see cref="IList{UInt32}"/>。
/// </summary>
/// <param name="collection">要转换的集合。</param>
/// <returns>转换后的 <see cref="IList{UInt32}"/></returns>
private static (IList<uint> list, int length) ConvertToUIntList(IEnumerable<byte> collection)
{
List<uint> list = new();
int length = 0;
uint value = 0U;
int j = 0;
foreach (byte b in collection)
{
value |= unchecked((uint)(b << j));
j += 8;
length += 8;
if (j == UnitSize)
{
list.Add(value);
value = 0U;
j = 0;
}
}
if (j > 0)
{
list.Add(value);
}
return (list, length);
}
/// <summary>
/// 将指定集合转换为 <see cref="IList{UInt32}"/>。
/// </summary>
/// <param name="collection">要转换的集合。</param>
/// <returns>转换后的 <see cref="IList{UInt32}"/></returns>
private static (IList<uint> list, int length) ConvertToUIntList(IEnumerable<bool> collection)
{
IList<uint> list;
int length = 0;
if (collection is BitList bList)
{
length = bList.count;
list = bList.items;
}
else
{
list = new List<uint>();
uint value = 0U;
int j = 0;
foreach (bool b in collection)
{
if (b)
{
value |= 1U << j;
}
j++;
length++;
if (j == UnitSize)
{
list.Add(value);
value = 0U;
j = 0;
}
}
if (j > 0)
{
list.Add(value);
}
}
return (list, length);
}
#endregion // AddRange 操作
#region InsertRange 操作
/// <summary>
/// 将指定集合中的元素插入 <see cref="BitList"/> 的指定索引处。
/// </summary>
/// <param name="index">应在此处插入新元素的从零开始的索引。</param>
/// <param name="collection">一个集合,应将其元素插入到
/// <see cref="BitList"/> 中,其中每个整数表示 32 个连续位。</param>
/// <returns>当前 <see cref="BitList"/> 集合。</returns>
/// <exception cref="ArgumentNullException"><paramref name="collection"/> 为 <c>null</c>。</exception>
/// <exception cref="ArgumentOutOfRangeException"><paramref name="index"/> 小于 <c>0</c>。</exception>
/// <exception cref="ArgumentOutOfRangeException"><paramref name="index"/> 大于 <see cref="Count"/>。</exception>
/// <overloads>
/// <summary>
/// 将指定集合中的元素插入 <see cref="BitList"/> 的指定索引处。
/// </summary>
/// </overloads>
public BitList InsertRange(int index, IEnumerable<int> collection)
{
ArgumentNullException.ThrowIfNull(collection);
if (index < 0 || index > count)
{
throw CommonExceptions.ArgumentIndexOutOfRange(index);
}
var (list, length) = ConvertToUIntList(collection);
return InsertRange(index, length, list);
}
/// <summary>
/// 将指定集合中的元素插入 <see cref="BitList"/> 的指定索引处。
/// </summary>
/// <param name="index">应在此处插入新元素的从零开始的索引。</param>
/// <param name="collection">一个集合,应将其元素插入到
/// <see cref="BitList"/> 中,其中每个整数表示 32 个连续位。</param>
/// <returns>当前 <see cref="BitList"/> 集合。</returns>
/// <exception cref="ArgumentNullException"><paramref name="collection"/> 为 <c>null</c>。</exception>
/// <exception cref="ArgumentOutOfRangeException"><paramref name="index"/> 小于 <c>0</c>。</exception>
/// <exception cref="ArgumentOutOfRangeException"><paramref name="index"/> 大于 <see cref="Count"/>。</exception>
[CLSCompliant(false)]
public BitList InsertRange(int index, IEnumerable<uint> collection)
{
ArgumentNullException.ThrowIfNull(collection);
if (index < 0 || index > count)
{
throw CommonExceptions.ArgumentIndexOutOfRange(index);
}
var (list, length) = ConvertToUIntList(collection);
return InsertRange(index, length, list);
}
/// <summary>
/// 将指定集合中的元素插入 <see cref="BitList"/> 的指定索引处。
/// </summary>
/// <param name="index">应在此处插入新元素的从零开始的索引。</param>
/// <param name="collection">一个集合,应将其元素插入到
/// <see cref="BitList"/> 中,其中每个整数表示 8 个连续位。</param>
/// <returns>当前 <see cref="BitList"/> 集合。</returns>
/// <exception cref="ArgumentNullException"><paramref name="collection"/> 为 <c>null</c>。</exception>
/// <exception cref="ArgumentOutOfRangeException"><paramref name="index"/> 小于 <c>0</c>。</exception>
/// <exception cref="ArgumentOutOfRangeException"><paramref name="index"/> 大于 <see cref="Count"/>。</exception>
public BitList InsertRange(int index, IEnumerable<byte> collection)
{
ArgumentNullException.ThrowIfNull(collection);
if (index < 0 || index > count)
{
throw CommonExceptions.ArgumentIndexOutOfRange(index);
}
var (list, length) = ConvertToUIntList(collection);
return InsertRange(index, length, list);
}
/// <summary>
/// 将指定集合中的元素插入 <see cref="BitList"/> 的指定索引处。
/// </summary>
/// <param name="index">应在此处插入新元素的从零开始的索引。</param>
/// <param name="collection">一个集合,应将其元素插入到 <see cref="BitList"/> 中。</param>
/// <returns>当前 <see cref="BitList"/> 集合。</returns>
/// <exception cref="ArgumentNullException"><paramref name="collection"/> 为 <c>null</c>。</exception>
/// <exception cref="ArgumentOutOfRangeException"><paramref name="index"/> 小于 <c>0</c>。</exception>
/// <exception cref="ArgumentOutOfRangeException"><paramref name="index"/> 大于 <see cref="Count"/>。</exception>
public BitList InsertRange(int index, IEnumerable<bool> collection)
{
ArgumentNullException.ThrowIfNull(collection);
if (index < 0 || index > count)
{
throw CommonExceptions.ArgumentIndexOutOfRange(index);
}
var (list, length) = ConvertToUIntList(collection);
return InsertRange(index, length, list);
}
/// <summary>
/// 将指定长度的值插入 <see cref="BitList"/> 的指定索引处。
/// </summary>
/// <param name="index">应在此处插入值的从零开始的索引。</param>
/// <param name="length">要插入的值的长度。</param>
/// <param name="value">要插入的值。</param>
/// <returns>当前 <see cref="BitList"/> 集合。</returns>
/// <exception cref="ArgumentOutOfRangeException"><paramref name="index"/> 小于 <c>0</c>。</exception>
/// <exception cref="ArgumentOutOfRangeException"><paramref name="length"/> 小于 <c>0</c>。</exception>
/// <exception cref="ArgumentOutOfRangeException"><paramref name="index"/> 大于 <see cref="Count"/>。</exception>
public BitList InsertRange(int index, int length, bool value)
{
if (index < 0)
{
throw CommonExceptions.ArgumentNegative(index);
}
if (length < 0 || index + length > count)
{
throw CommonExceptions.ArgumentCountOutOfRange(length);
}
int cnt = count + length;
EnsureCapacity(cnt + UnitSize);
if (index < count)
{
LeftShift(index, length);
}
FillInternal(index, length, value);
count = cnt;
return this;
}
/// <summary>
/// 将指定集合中的元素插入 <see cref="BitList"/> 的指定索引处。
/// </summary>
/// <param name="index">应在此处插入新元素的从零开始的索引。</param>
/// <param name="length">要插入的位数。</param>
/// <param name="uintList">一个集合,应将其元素插入到 <see cref="BitList"/> 中。</param>
/// <returns>当前 <see cref="BitList"/> 集合。</returns>
private BitList InsertRange(int index, int length, IList<uint> uintList)
{
int cnt = count + length;
EnsureCapacity(cnt + UnitSize);
if (index < count)
{
LeftShift(index, length);
}
int lowSize = index & IndexMask;
CopyItems(uintList, 0, index >> IndexShift, lowSize, length + lowSize);
count += length;
return this;
}
/// <summary>
/// 将指定索引之后数据左移指定长度(向着索引增大的方向)。
/// </summary>
/// <param name="index">要左移的起始索引。</param>
/// <param name="length">要左移的长度。</param>
private void LeftShift(int index, int length)
{
int sourceIdx = (count - 1) >> IndexShift;
int cnt = ((sourceIdx + 1) << IndexShift) + length;
EnsureCapacity(cnt);
int lowSize = cnt & IndexMask;
if (lowSize == 0)
{
lowSize = UnitSize;
}
CopyItemsBackward(sourceIdx, (cnt - 1) >> IndexShift, lowSize, cnt - length - index - lowSize + UnitSize);
}
#endregion // InsertRange 操作
/// <summary>
/// 从 <see cref="BitList"/> 中移除指定范围的元素。
/// </summary>
/// <param name="index">要移除的元素的范围从零开始的起始索引。</param>
/// <param name="length">要移除的元素数。</param>
/// <returns>当前 <see cref="BitList"/> 集合。</returns>
/// <exception cref="ArgumentOutOfRangeException"><paramref name="index"/> 小于 <c>0</c>。</exception>
/// <exception cref="ArgumentOutOfRangeException"><paramref name="length"/> 小于 <c>0</c>。</exception>
/// <exception cref="ArgumentOutOfRangeException"><paramref name="index"/> 和 <paramref name="length"/> 不表示
/// <see cref="BitList"/> 中元素的有效范围。</exception>
public BitList RemoveRange(int index, int length)
{
if (index < 0)
{
throw CommonExceptions.ArgumentNegative(index);
}
if (length < 0 || index + length > count)
{
throw CommonExceptions.ArgumentCountOutOfRange(length);
}
if (length == 0)
{
return this;
}
if (length == 1)
{
RemoveItem(index);
return this;
}
int valueIdx = (index + length) >> IndexShift;
int idx = index >> IndexShift;
int tailSize = index & IndexMask;
int rSize = (index + length) & IndexMask;
if (rSize > 0)
{
uint value = items[valueIdx];
int highSize = tailSize == 0 ? 0 : UnitSize - tailSize;
int restSize = UnitSize - rSize;
if (highSize > restSize)
{
highSize = restSize;
}
if (highSize > 0)
{
uint tailMask = GetMask(tailSize);
items[idx] = (items[idx] & tailMask) | ((value >> rSize) << tailSize);
tailSize += highSize;
if (tailSize == UnitSize)
{
idx++;
tailSize = 0;
}
}
if (restSize > highSize)
{
tailSize = restSize - highSize;
items[idx] = value >> (UnitSize - tailSize);
}
valueIdx++;
}
// 计算要复制的长度。
int len = count - (valueIdx << IndexShift) + tailSize;
if (len > 0)
{
CopyItems(items, valueIdx, idx, tailSize, len);
}
count -= length;
return this;
}
/// <summary>
/// 将所有位填充为指定的值。
/// </summary>
/// <param name="value">要填充的值。</param>
/// <returns>当前 <see cref="BitList"/> 集合。</returns>
public BitList FillAll(bool value)
{
if (count == 0)
{
return this;
}
FillInternal(0, count, value);
return this;
}
/// <summary>
/// 填充指定范围中的元素。
/// </summary>
/// <param name="index">要填充的范围的从零开始的起始索引。</param>
/// <param name="length">要填充的范围内的元素数。</param>
/// <param name="value">要填充的值。</param>
/// <returns>当前 <see cref="BitList"/> 集合。</returns>
/// <exception cref="ArgumentOutOfRangeException"><paramref name="index"/> 小于 <c>0</c>。</exception>
/// <exception cref="ArgumentOutOfRangeException"><paramref name="length"/> 小于 <c>0</c>。</exception>
/// <exception cref="System.ArgumentException"><paramref name="index"/> 和 <paramref name="length"/>
/// 不表示 <see cref="BitList"/> 中元素的有效范围。</exception>
public BitList Fill(int index, int length, bool value)
{
if (index < 0)
{
throw CommonExceptions.ArgumentNegative(index);
}
if (length < 0 || index + length > count)
{
throw CommonExceptions.ArgumentCountOutOfRange(length);
}
if (length == 0)
{
return this;
}
FillInternal(index, length, value);
return this;
}
/// <summary>
/// 填充指定范围中的元素。
/// </summary>
/// <param name="index">要填充的范围的从零开始的起始索引。</param>
/// <param name="length">要填充的范围内的元素数。</param>
/// <param name="value">要填充的值。</param>
private void FillInternal(int index, int length, bool value)
{
uint uv = value ? uint.MaxValue : 0U;
int idx = index >> IndexShift;
int tailSize = index & IndexMask;
if (tailSize > 0)
{
uint mask = GetMask(tailSize);
if (length < UnitSize)
{
mask |= ~GetMask(length) << tailSize;
}
items[idx] = (items[idx] & mask) | (uv & ~mask);
length -= UnitSize - tailSize;
idx++;
}
while (length > 0)
{
if (length >= UnitSize)
{
items[idx] = uv;
length -= UnitSize;
idx++;
}
else
{
uint mask = GetMask(length);
items[idx] = (items[idx] & ~mask) | (uv & mask);
break;
}
}
}
/// <summary>
/// 判断当前列表中的值是否全为 <c>true</c>。
/// </summary>
/// <returns>如果当前列表为空或其中的值全为 <c>true</c>,则为 <c>true</c>;
/// 否则为 <c>false</c>。</returns>
public bool AllTrue()
{
if (count == 0)
{
return true;
}
int end = count >> IndexShift;
for (int i = 0; i < end; i++)
{
if (items[i] != uint.MaxValue)
{
return false;
}
}
uint value = items[end];
end = count - (end << IndexShift);
return (value | ~GetMask(end)) == uint.MaxValue;
}
/// <summary>
/// 判断当前列表中的值是否全为 <c>false</c>。
/// </summary>
/// <returns>如果当前列表为空或其中的值全为 <c>false</c>,则为 <c>true</c>;
/// 否则为 <c>false</c>。</returns>
public bool AllFalse()
{
if (count == 0)
{
return true;
}
int end = count >> IndexShift;
for (int i = 0; i < end; i++)
{
if (items[i] != 0U)
{
return false;
}
}
uint value = items[end];
end = count - (end << IndexShift);
return (value & GetMask(end)) == 0U;
}
/// <summary>
/// 返回首个可以匹配指定模式的索引。
/// </summary>
/// <param name="pattern">要寻找的模式。</param>
/// <param name="startIndex">搜索的起始索引。</param>
/// <returns>首个可以匹配指定模式的索引,如果不存在则为 <c>-1</c>。</returns>
public int IndexOf(BitList pattern, int startIndex = 0)
{
// 使用扩展的 BNDM 算法。
int cnt = pattern.Count;
BitList trueTable = pattern;
BitList falseTable = new BitList(pattern).Not();
BitList match = new(cnt, true);
int end = Count - cnt;
while (startIndex <= end)
{
int i = cnt;
int last = cnt;
match.FillAll(true);
while (!match.AllFalse())
{
if (this[startIndex + i - 1])
{
match.And(trueTable);
}
else
{
match.And(falseTable);
}
i--;
if (match[0])
{
if (i > 0)
{
last = i;
}
else
{
return startIndex;
}
}
match.RightShift(1);
}
startIndex += last;
}
return -1;
}
/// <summary>
/// 寻找可以放入指定模式的最小空当索引,允许使用超出当前列表范围的空当。
/// </summary>
/// <param name="pattern">要寻找的模式。</param>
/// <param name="startIndex">搜索的起始索引。</param>
/// <returns>最小空当索引。</returns>
public int FindSpace(BitList pattern, int startIndex = 0)
{
// 使用扩展的 BNDM 算法。
int cnt = pattern.Count;
BitList table = new(pattern);
table.Not();
BitList match = new(cnt, true);
while (true)
{
int end = Count - startIndex;
int i = cnt;
int last = cnt;
match.FillAll(true);
while (!match.AllFalse())
{
if (i <= end && this[startIndex + i - 1])
{
match.And(table);
}
i--;
if (match[0])
{
if (i > 0)
{
last = i;
}
else
{
return startIndex;
}
}
match.RightShift(1);
}
startIndex += last;
}
}
#region 二进制操作
/// <summary>
/// 对当前 <see cref="BitList"/> 中的元素和指定 <see cref="BitList"/> 中的相应元素执行按位“与”运算。
/// </summary>
/// <param name="list">要对其执行按位“与”运算的 <see cref="BitList"/>。</param>
/// <returns>当前实例,包含对当前 <see cref="BitList"/> 中的元素和指定的 <see cref="BitList"/>
/// 中的相应元素执行按位“与”运算的结果。</returns>
/// <exception cref="ArgumentNullException"><paramref name="list"/> 为 <c>null</c>。</exception>
public BitList And(BitList list)
{
ArgumentNullException.ThrowIfNull(list);
int cnt = count >> IndexShift;
for (int i = 0; i < cnt; i++)
{
items[i] &= list.items[i];
}
uint mask = GetMask(count - (cnt << IndexShift));
items[cnt] &= (list.items[cnt] | ~mask);
return this;
}
/// <summary>
/// 对当前 <see cref="BitList"/> 中的元素和指定 <see cref="BitList"/> 中的相应元素执行按位“或”运算。
/// </summary>
/// <param name="list">要对其执行按位“或”运算的 <see cref="BitList"/>。</param>
/// <returns>当前实例,包含对当前 <see cref="BitList"/> 中的元素和指定的 <see cref="BitList"/>
/// 中的相应元素执行按位“或”运算的结果。</returns>
/// <exception cref="ArgumentNullException"><paramref name="list"/> 为 <c>null</c>。</exception>
public BitList Or(BitList list)
{
ArgumentNullException.ThrowIfNull(list);
int cnt = count >> IndexShift;
for (int i = 0; i < cnt; i++)
{
items[i] |= list.items[i];
}
uint mask = GetMask(count - (cnt << IndexShift));
items[cnt] |= (list.items[cnt] & mask);
return this;
}
/// <summary>
/// 对当前 <see cref="BitList"/> 中的元素和指定 <see cref="BitList"/> 中的相应元素执行按位“异或”运算。
/// </summary>
/// <param name="list">要对其执行按位“异或”运算的 <see cref="BitList"/>。</param>
/// <returns>当前实例,包含对当前 <see cref="BitList"/> 中的元素和指定的 <see cref="BitList"/>
/// 中的相应元素执行按位“异或”运算的结果。</returns>
/// <exception cref="ArgumentNullException"><paramref name="list"/> 为 <c>null</c>。</exception>