- add sources.
[platform/framework/web/crosswalk.git] / src / third_party / protobuf / java / src / main / java / com / google / protobuf / RopeByteString.java
1 // Protocol Buffers - Google's data interchange format
2 // Copyright 2008 Google Inc.  All rights reserved.
3 // http://code.google.com/p/protobuf/
4 //
5 // Redistribution and use in source and binary forms, with or without
6 // modification, are permitted provided that the following conditions are
7 // met:
8 //
9 //     * Redistributions of source code must retain the above copyright
10 // notice, this list of conditions and the following disclaimer.
11 //     * Redistributions in binary form must reproduce the above
12 // copyright notice, this list of conditions and the following disclaimer
13 // in the documentation and/or other materials provided with the
14 // distribution.
15 //     * Neither the name of Google Inc. nor the names of its
16 // contributors may be used to endorse or promote products derived from
17 // this software without specific prior written permission.
18 //
19 // THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
20 // "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
21 // LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
22 // A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
23 // OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
24 // SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
25 // LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
26 // DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
27 // THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
28 // (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
29 // OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
30
31 package com.google.protobuf;
32
33 import java.io.IOException;
34 import java.io.InputStream;
35 import java.io.OutputStream;
36 import java.io.UnsupportedEncodingException;
37 import java.io.ByteArrayInputStream;
38 import java.nio.ByteBuffer;
39 import java.util.ArrayList;
40 import java.util.Arrays;
41 import java.util.Iterator;
42 import java.util.List;
43 import java.util.NoSuchElementException;
44 import java.util.Stack;
45
46 /**
47  * Class to represent {@code ByteStrings} formed by concatenation of other
48  * ByteStrings, without copying the data in the pieces. The concatenation is
49  * represented as a tree whose leaf nodes are each a {@link LiteralByteString}.
50  *
51  * <p>Most of the operation here is inspired by the now-famous paper <a
52  * href="http://www.cs.ubc.ca/local/reading/proceedings/spe91-95/spe/vol25/issue12/spe986.pdf">
53  * BAP95 </a> Ropes: an Alternative to Strings hans-j. boehm, russ atkinson and
54  * michael plass
55  *
56  * <p>The algorithms described in the paper have been implemented for character
57  * strings in {@link com.google.common.string.Rope} and in the c++ class {@code
58  * cord.cc}.
59  *
60  * <p>Fundamentally the Rope algorithm represents the collection of pieces as a
61  * binary tree. BAP95 uses a Fibonacci bound relating depth to a minimum
62  * sequence length, sequences that are too short relative to their depth cause a
63  * tree rebalance.  More precisely, a tree of depth d is "balanced" in the
64  * terminology of BAP95 if its length is at least F(d+2), where F(n) is the
65  * n-the Fibonacci number. Thus for depths 0, 1, 2, 3, 4, 5,... we have minimum
66  * lengths 1, 2, 3, 5, 8, 13,...
67  *
68  * @author carlanton@google.com (Carl Haverl)
69  */
70 class RopeByteString extends ByteString {
71
72   /**
73    * BAP95. Let Fn be the nth Fibonacci number. A {@link RopeByteString} of
74    * depth n is "balanced", i.e flat enough, if its length is at least Fn+2,
75    * e.g. a "balanced" {@link RopeByteString} of depth 1 must have length at
76    * least 2, of depth 4 must have length >= 8, etc.
77    *
78    * <p>There's nothing special about using the Fibonacci numbers for this, but
79    * they are a reasonable sequence for encapsulating the idea that we are OK
80    * with longer strings being encoded in deeper binary trees.
81    *
82    * <p>For 32-bit integers, this array has length 46.
83    */
84   private static final int[] minLengthByDepth;
85
86   static {
87     // Dynamically generate the list of Fibonacci numbers the first time this
88     // class is accessed.
89     List<Integer> numbers = new ArrayList<Integer>();
90
91     // we skip the first Fibonacci number (1).  So instead of: 1 1 2 3 5 8 ...
92     // we have: 1 2 3 5 8 ...
93     int f1 = 1;
94     int f2 = 1;
95
96     // get all the values until we roll over.
97     while (f2 > 0) {
98       numbers.add(f2);
99       int temp = f1 + f2;
100       f1 = f2;
101       f2 = temp;
102     }
103
104     // we include this here so that we can index this array to [x + 1] in the
105     // loops below.
106     numbers.add(Integer.MAX_VALUE);
107     minLengthByDepth = new int[numbers.size()];
108     for (int i = 0; i < minLengthByDepth.length; i++) {
109       // unbox all the values
110       minLengthByDepth[i] = numbers.get(i);
111     }
112   }
113
114   private final int totalLength;
115   private final ByteString left;
116   private final ByteString right;
117   private final int leftLength;
118   private final int treeDepth;
119
120   /**
121    * Create a new RopeByteString, which can be thought of as a new tree node, by
122    * recording references to the two given strings.
123    *
124    * @param left  string on the left of this node, should have {@code size() >
125    *              0}
126    * @param right string on the right of this node, should have {@code size() >
127    *              0}
128    */
129   private RopeByteString(ByteString left, ByteString right) {
130     this.left = left;
131     this.right = right;
132     leftLength = left.size();
133     totalLength = leftLength + right.size();
134     treeDepth = Math.max(left.getTreeDepth(), right.getTreeDepth()) + 1;
135   }
136
137   /**
138    * Concatenate the given strings while performing various optimizations to
139    * slow the growth rate of tree depth and tree node count. The result is
140    * either a {@link LiteralByteString} or a {@link RopeByteString}
141    * depending on which optimizations, if any, were applied.
142    *
143    * <p>Small pieces of length less than {@link
144    * ByteString#CONCATENATE_BY_COPY_SIZE} may be copied by value here, as in
145    * BAP95.  Large pieces are referenced without copy.
146    *
147    * @param left  string on the left
148    * @param right string on the right
149    * @return concatenation representing the same sequence as the given strings
150    */
151   static ByteString concatenate(ByteString left, ByteString right) {
152     ByteString result;
153     RopeByteString leftRope =
154         (left instanceof RopeByteString) ? (RopeByteString) left : null;
155     if (right.size() == 0) {
156       result = left;
157     } else if (left.size() == 0) {
158       result = right;
159     } else {
160       int newLength = left.size() + right.size();
161       if (newLength < ByteString.CONCATENATE_BY_COPY_SIZE) {
162         // Optimization from BAP95: For short (leaves in paper, but just short
163         // here) total length, do a copy of data to a new leaf.
164         result = concatenateBytes(left, right);
165       } else if (leftRope != null
166           && leftRope.right.size() + right.size() < CONCATENATE_BY_COPY_SIZE) {
167         // Optimization from BAP95: As an optimization of the case where the
168         // ByteString is constructed by repeated concatenate, recognize the case
169         // where a short string is concatenated to a left-hand node whose
170         // right-hand branch is short.  In the paper this applies to leaves, but
171         // we just look at the length here. This has the advantage of shedding
172         // references to unneeded data when substrings have been taken.
173         //
174         // When we recognize this case, we do a copy of the data and create a
175         // new parent node so that the depth of the result is the same as the
176         // given left tree.
177         ByteString newRight = concatenateBytes(leftRope.right, right);
178         result = new RopeByteString(leftRope.left, newRight);
179       } else if (leftRope != null
180           && leftRope.left.getTreeDepth() > leftRope.right.getTreeDepth()
181           && leftRope.getTreeDepth() > right.getTreeDepth()) {
182         // Typically for concatenate-built strings the left-side is deeper than
183         // the right.  This is our final attempt to concatenate without
184         // increasing the tree depth.  We'll redo the the node on the RHS.  This
185         // is yet another optimization for building the string by repeatedly
186         // concatenating on the right.
187         ByteString newRight = new RopeByteString(leftRope.right, right);
188         result = new RopeByteString(leftRope.left, newRight);
189       } else {
190         // Fine, we'll add a node and increase the tree depth--unless we
191         // rebalance ;^)
192         int newDepth = Math.max(left.getTreeDepth(), right.getTreeDepth()) + 1;
193         if (newLength >= minLengthByDepth[newDepth]) {
194           // The tree is shallow enough, so don't rebalance
195           result = new RopeByteString(left, right);
196         } else {
197           result = new Balancer().balance(left, right);
198         }
199       }
200     }
201     return result;
202   }
203
204   /**
205    * Concatenates two strings by copying data values. This is called in a few
206    * cases in order to reduce the growth of the number of tree nodes.
207    *
208    * @param left  string on the left
209    * @param right string on the right
210    * @return string formed by copying data bytes
211    */
212   private static LiteralByteString concatenateBytes(ByteString left,
213       ByteString right) {
214     int leftSize = left.size();
215     int rightSize = right.size();
216     byte[] bytes = new byte[leftSize + rightSize];
217     left.copyTo(bytes, 0, 0, leftSize);
218     right.copyTo(bytes, 0, leftSize, rightSize);
219     return new LiteralByteString(bytes);  // Constructor wraps bytes
220   }
221
222   /**
223    * Create a new RopeByteString for testing only while bypassing all the
224    * defenses of {@link #concatenate(ByteString, ByteString)}. This allows
225    * testing trees of specific structure. We are also able to insert empty
226    * leaves, though these are dis-allowed, so that we can make sure the
227    * implementation can withstand their presence.
228    *
229    * @param left  string on the left of this node
230    * @param right string on the right of this node
231    * @return an unsafe instance for testing only
232    */
233   static RopeByteString newInstanceForTest(ByteString left, ByteString right) {
234     return new RopeByteString(left, right);
235   }
236
237   /**
238    * Gets the byte at the given index.
239    * Throws {@link ArrayIndexOutOfBoundsException} for backwards-compatibility
240    * reasons although it would more properly be {@link
241    * IndexOutOfBoundsException}.
242    *
243    * @param index index of byte
244    * @return the value
245    * @throws ArrayIndexOutOfBoundsException {@code index} is < 0 or >= size
246    */
247   @Override
248   public byte byteAt(int index) {
249     if (index < 0) {
250       throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("Index < 0: " + index);
251     }
252     if (index > totalLength) {
253       throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(
254           "Index > length: " + index + ", " + totalLength);
255     }
256
257     byte result;
258     // Find the relevant piece by recursive descent
259     if (index < leftLength) {
260       result = left.byteAt(index);
261     } else {
262       result = right.byteAt(index - leftLength);
263     }
264     return result;
265   }
266
267   @Override
268   public int size() {
269     return totalLength;
270   }
271
272   // =================================================================
273   // Pieces
274
275   @Override
276   protected int getTreeDepth() {
277     return treeDepth;
278   }
279
280   /**
281    * Determines if the tree is balanced according to BAP95, which means the tree
282    * is flat-enough with respect to the bounds. Note that this definition of
283    * balanced is one where sub-trees of balanced trees are not necessarily
284    * balanced.
285    *
286    * @return true if the tree is balanced
287    */
288   @Override
289   protected boolean isBalanced() {
290     return totalLength >= minLengthByDepth[treeDepth];
291   }
292
293   /**
294    * Takes a substring of this one. This involves recursive descent along the
295    * left and right edges of the substring, and referencing any wholly contained
296    * segments in between. Any leaf nodes entirely uninvolved in the substring
297    * will not be referenced by the substring.
298    *
299    * <p>Substrings of {@code length < 2} should result in at most a single
300    * recursive call chain, terminating at a leaf node. Thus the result will be a
301    * {@link LiteralByteString}. {@link #RopeByteString(ByteString,
302    * ByteString)}.
303    *
304    * @param beginIndex start at this index
305    * @param endIndex   the last character is the one before this index
306    * @return substring leaf node or tree
307    */
308   @Override
309   public ByteString substring(int beginIndex, int endIndex) {
310     if (beginIndex < 0) {
311       throw new IndexOutOfBoundsException(
312           "Beginning index: " + beginIndex + " < 0");
313     }
314     if (endIndex > totalLength) {
315       throw new IndexOutOfBoundsException(
316           "End index: " + endIndex + " > " + totalLength);
317     }
318     int substringLength = endIndex - beginIndex;
319     if (substringLength < 0) {
320       throw new IndexOutOfBoundsException(
321           "Beginning index larger than ending index: " + beginIndex + ", "
322               + endIndex);
323     }
324
325     ByteString result;
326     if (substringLength == 0) {
327       // Empty substring
328       result = ByteString.EMPTY;
329     } else if (substringLength == totalLength) {
330       // The whole string
331       result = this;
332     } else {
333       // Proper substring
334       if (endIndex <= leftLength) {
335         // Substring on the left
336         result = left.substring(beginIndex, endIndex);
337       } else if (beginIndex >= leftLength) {
338         // Substring on the right
339         result = right
340             .substring(beginIndex - leftLength, endIndex - leftLength);
341       } else {
342         // Split substring
343         ByteString leftSub = left.substring(beginIndex);
344         ByteString rightSub = right.substring(0, endIndex - leftLength);
345         // Intentionally not rebalancing, since in many cases these two
346         // substrings will already be less deep than the top-level
347         // RopeByteString we're taking a substring of.
348         result = new RopeByteString(leftSub, rightSub);
349       }
350     }
351     return result;
352   }
353
354   // =================================================================
355   // ByteString -> byte[]
356
357   @Override
358   protected void copyToInternal(byte[] target, int sourceOffset,
359       int targetOffset, int numberToCopy) {
360    if (sourceOffset + numberToCopy <= leftLength) {
361       left.copyToInternal(target, sourceOffset, targetOffset, numberToCopy);
362     } else if (sourceOffset >= leftLength) {
363       right.copyToInternal(target, sourceOffset - leftLength, targetOffset,
364           numberToCopy);
365     } else {
366       int leftLength = this.leftLength - sourceOffset;
367       left.copyToInternal(target, sourceOffset, targetOffset, leftLength);
368       right.copyToInternal(target, 0, targetOffset + leftLength,
369           numberToCopy - leftLength);
370     }
371   }
372
373   @Override
374   public void copyTo(ByteBuffer target) {
375     left.copyTo(target);
376     right.copyTo(target);
377   }
378
379   @Override
380   public ByteBuffer asReadOnlyByteBuffer() {
381     ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.wrap(toByteArray());
382     return byteBuffer.asReadOnlyBuffer();
383   }
384
385   @Override
386   public List<ByteBuffer> asReadOnlyByteBufferList() {
387     // Walk through the list of LiteralByteString's that make up this
388     // rope, and add each one as a read-only ByteBuffer.
389     List<ByteBuffer> result = new ArrayList<ByteBuffer>();
390     PieceIterator pieces = new PieceIterator(this);
391     while (pieces.hasNext()) {
392       LiteralByteString byteString = pieces.next();
393       result.add(byteString.asReadOnlyByteBuffer());
394     }
395     return result;
396   }
397
398   @Override
399   public void writeTo(OutputStream outputStream) throws IOException {
400     left.writeTo(outputStream);
401     right.writeTo(outputStream);
402   }
403
404   @Override
405   public String toString(String charsetName)
406       throws UnsupportedEncodingException {
407     return new String(toByteArray(), charsetName);
408   }
409
410   // =================================================================
411   // UTF-8 decoding
412
413   @Override
414   public boolean isValidUtf8() {
415     int leftPartial = left.partialIsValidUtf8(Utf8.COMPLETE, 0, leftLength);
416     int state = right.partialIsValidUtf8(leftPartial, 0, right.size());
417     return state == Utf8.COMPLETE;
418   }
419
420   @Override
421   protected int partialIsValidUtf8(int state, int offset, int length) {
422     int toIndex = offset + length;
423     if (toIndex <= leftLength) {
424       return left.partialIsValidUtf8(state, offset, length);
425     } else if (offset >= leftLength) {
426       return right.partialIsValidUtf8(state, offset - leftLength, length);
427     } else {
428       int leftLength = this.leftLength - offset;
429       int leftPartial = left.partialIsValidUtf8(state, offset, leftLength);
430       return right.partialIsValidUtf8(leftPartial, 0, length - leftLength);
431     }
432   }
433
434   // =================================================================
435   // equals() and hashCode()
436
437   @Override
438   public boolean equals(Object other) {
439     if (other == this) {
440       return true;
441     }
442     if (!(other instanceof ByteString)) {
443       return false;
444     }
445
446     ByteString otherByteString = (ByteString) other;
447     if (totalLength != otherByteString.size()) {
448       return false;
449     }
450     if (totalLength == 0) {
451       return true;
452     }
453
454     // You don't really want to be calling equals on long strings, but since
455     // we cache the hashCode, we effectively cache inequality. We use the cached
456     // hashCode if it's already computed.  It's arguable we should compute the
457     // hashCode here, and if we're going to be testing a bunch of byteStrings,
458     // it might even make sense.
459     if (hash != 0) {
460       int cachedOtherHash = otherByteString.peekCachedHashCode();
461       if (cachedOtherHash != 0 && hash != cachedOtherHash) {
462         return false;
463       }
464     }
465
466     return equalsFragments(otherByteString);
467   }
468
469   /**
470    * Determines if this string is equal to another of the same length by
471    * iterating over the leaf nodes. On each step of the iteration, the
472    * overlapping segments of the leaves are compared.
473    *
474    * @param other string of the same length as this one
475    * @return true if the values of this string equals the value of the given
476    *         one
477    */
478   private boolean equalsFragments(ByteString other) {
479     int thisOffset = 0;
480     Iterator<LiteralByteString> thisIter = new PieceIterator(this);
481     LiteralByteString thisString = thisIter.next();
482
483     int thatOffset = 0;
484     Iterator<LiteralByteString> thatIter = new PieceIterator(other);
485     LiteralByteString thatString = thatIter.next();
486
487     int pos = 0;
488     while (true) {
489       int thisRemaining = thisString.size() - thisOffset;
490       int thatRemaining = thatString.size() - thatOffset;
491       int bytesToCompare = Math.min(thisRemaining, thatRemaining);
492
493       // At least one of the offsets will be zero
494       boolean stillEqual = (thisOffset == 0)
495           ? thisString.equalsRange(thatString, thatOffset, bytesToCompare)
496           : thatString.equalsRange(thisString, thisOffset, bytesToCompare);
497       if (!stillEqual) {
498         return false;
499       }
500
501       pos += bytesToCompare;
502       if (pos >= totalLength) {
503         if (pos == totalLength) {
504           return true;
505         }
506         throw new IllegalStateException();
507       }
508       // We always get to the end of at least one of the pieces
509       if (bytesToCompare == thisRemaining) { // If reached end of this
510         thisOffset = 0;
511         thisString = thisIter.next();
512       } else {
513         thisOffset += bytesToCompare;
514       }
515       if (bytesToCompare == thatRemaining) { // If reached end of that
516         thatOffset = 0;
517         thatString = thatIter.next();
518       } else {
519         thatOffset += bytesToCompare;
520       }
521     }
522   }
523
524   /**
525    * Cached hash value.  Intentionally accessed via a data race, which is safe
526    * because of the Java Memory Model's "no out-of-thin-air values" guarantees
527    * for ints.
528    */
529   private int hash = 0;
530
531   @Override
532   public int hashCode() {
533     int h = hash;
534
535     if (h == 0) {
536       h = totalLength;
537       h = partialHash(h, 0, totalLength);
538       if (h == 0) {
539         h = 1;
540       }
541       hash = h;
542     }
543     return h;
544   }
545
546   @Override
547   protected int peekCachedHashCode() {
548     return hash;
549   }
550
551   @Override
552   protected int partialHash(int h, int offset, int length) {
553     int toIndex = offset + length;
554     if (toIndex <= leftLength) {
555       return left.partialHash(h, offset, length);
556     } else if (offset >= leftLength) {
557       return right.partialHash(h, offset - leftLength, length);
558     } else {
559       int leftLength = this.leftLength - offset;
560       int leftPartial = left.partialHash(h, offset, leftLength);
561       return right.partialHash(leftPartial, 0, length - leftLength);
562     }
563   }
564
565   // =================================================================
566   // Input stream
567
568   @Override
569   public CodedInputStream newCodedInput() {
570     return CodedInputStream.newInstance(new RopeInputStream());
571   }
572
573   @Override
574   public InputStream newInput() {
575     return new RopeInputStream();
576   }
577
578   /**
579    * This class implements the balancing algorithm of BAP95. In the paper the
580    * authors use an array to keep track of pieces, while here we use a stack.
581    * The tree is balanced by traversing subtrees in left to right order, and the
582    * stack always contains the part of the string we've traversed so far.
583    *
584    * <p>One surprising aspect of the algorithm is the result of balancing is not
585    * necessarily balanced, though it is nearly balanced.  For details, see
586    * BAP95.
587    */
588   private static class Balancer {
589     // Stack containing the part of the string, starting from the left, that
590     // we've already traversed.  The final string should be the equivalent of
591     // concatenating the strings on the stack from bottom to top.
592     private final Stack<ByteString> prefixesStack = new Stack<ByteString>();
593
594     private ByteString balance(ByteString left, ByteString right) {
595       doBalance(left);
596       doBalance(right);
597
598       // Sweep stack to gather the result
599       ByteString partialString = prefixesStack.pop();
600       while (!prefixesStack.isEmpty()) {
601         ByteString newLeft = prefixesStack.pop();
602         partialString = new RopeByteString(newLeft, partialString);
603       }
604       // We should end up with a RopeByteString since at a minimum we will
605       // create one from concatenating left and right
606       return partialString;
607     }
608
609     private void doBalance(ByteString root) {
610       // BAP95: Insert balanced subtrees whole. This means the result might not
611       // be balanced, leading to repeated rebalancings on concatenate. However,
612       // these rebalancings are shallow due to ignoring balanced subtrees, and
613       // relatively few calls to insert() result.
614       if (root.isBalanced()) {
615         insert(root);
616       } else if (root instanceof RopeByteString) {
617         RopeByteString rbs = (RopeByteString) root;
618         doBalance(rbs.left);
619         doBalance(rbs.right);
620       } else {
621         throw new IllegalArgumentException(
622             "Has a new type of ByteString been created? Found " +
623                 root.getClass());
624       }
625     }
626
627     /**
628      * Push a string on the balance stack (BAP95).  BAP95 uses an array and
629      * calls the elements in the array 'bins'.  We instead use a stack, so the
630      * 'bins' of lengths are represented by differences between the elements of
631      * minLengthByDepth.
632      *
633      * <p>If the length bin for our string, and all shorter length bins, are
634      * empty, we just push it on the stack.  Otherwise, we need to start
635      * concatenating, putting the given string in the "middle" and continuing
636      * until we land in an empty length bin that matches the length of our
637      * concatenation.
638      *
639      * @param byteString string to place on the balance stack
640      */
641     private void insert(ByteString byteString) {
642       int depthBin = getDepthBinForLength(byteString.size());
643       int binEnd = minLengthByDepth[depthBin + 1];
644
645       // BAP95: Concatenate all trees occupying bins representing the length of
646       // our new piece or of shorter pieces, to the extent that is possible.
647       // The goal is to clear the bin which our piece belongs in, but that may
648       // not be entirely possible if there aren't enough longer bins occupied.
649       if (prefixesStack.isEmpty() || prefixesStack.peek().size() >= binEnd) {
650         prefixesStack.push(byteString);
651       } else {
652         int binStart = minLengthByDepth[depthBin];
653
654         // Concatenate the subtrees of shorter length
655         ByteString newTree = prefixesStack.pop();
656         while (!prefixesStack.isEmpty()
657             && prefixesStack.peek().size() < binStart) {
658           ByteString left = prefixesStack.pop();
659           newTree = new RopeByteString(left, newTree);
660         }
661
662         // Concatenate the given string
663         newTree = new RopeByteString(newTree, byteString);
664
665         // Continue concatenating until we land in an empty bin
666         while (!prefixesStack.isEmpty()) {
667           depthBin = getDepthBinForLength(newTree.size());
668           binEnd = minLengthByDepth[depthBin + 1];
669           if (prefixesStack.peek().size() < binEnd) {
670             ByteString left = prefixesStack.pop();
671             newTree = new RopeByteString(left, newTree);
672           } else {
673             break;
674           }
675         }
676         prefixesStack.push(newTree);
677       }
678     }
679
680     private int getDepthBinForLength(int length) {
681       int depth = Arrays.binarySearch(minLengthByDepth, length);
682       if (depth < 0) {
683         // It wasn't an exact match, so convert to the index of the containing
684         // fragment, which is one less even than the insertion point.
685         int insertionPoint = -(depth + 1);
686         depth = insertionPoint - 1;
687       }
688
689       return depth;
690     }
691   }
692
693   /**
694    * This class is a continuable tree traversal, which keeps the state
695    * information which would exist on the stack in a recursive traversal instead
696    * on a stack of "Bread Crumbs". The maximum depth of the stack in this
697    * iterator is the same as the depth of the tree being traversed.
698    *
699    * <p>This iterator is used to implement
700    * {@link RopeByteString#equalsFragments(ByteString)}.
701    */
702   private static class PieceIterator implements Iterator<LiteralByteString> {
703
704     private final Stack<RopeByteString> breadCrumbs =
705         new Stack<RopeByteString>();
706     private LiteralByteString next;
707
708     private PieceIterator(ByteString root) {
709       next = getLeafByLeft(root);
710     }
711
712     private LiteralByteString getLeafByLeft(ByteString root) {
713       ByteString pos = root;
714       while (pos instanceof RopeByteString) {
715         RopeByteString rbs = (RopeByteString) pos;
716         breadCrumbs.push(rbs);
717         pos = rbs.left;
718       }
719       return (LiteralByteString) pos;
720     }
721
722     private LiteralByteString getNextNonEmptyLeaf() {
723       while (true) {
724         // Almost always, we go through this loop exactly once.  However, if
725         // we discover an empty string in the rope, we toss it and try again.
726         if (breadCrumbs.isEmpty()) {
727           return null;
728         } else {
729           LiteralByteString result = getLeafByLeft(breadCrumbs.pop().right);
730           if (!result.isEmpty()) {
731             return result;
732           }
733         }
734       }
735     }
736
737     public boolean hasNext() {
738       return next != null;
739     }
740
741     /**
742      * Returns the next item and advances one {@code LiteralByteString}.
743      *
744      * @return next non-empty LiteralByteString or {@code null}
745      */
746     public LiteralByteString next() {
747       if (next == null) {
748         throw new NoSuchElementException();
749       }
750       LiteralByteString result = next;
751       next = getNextNonEmptyLeaf();
752       return result;
753     }
754
755     public void remove() {
756       throw new UnsupportedOperationException();
757     }
758   }
759
760   // =================================================================
761   // ByteIterator
762
763   @Override
764   public ByteIterator iterator() {
765     return new RopeByteIterator();
766   }
767
768   private class RopeByteIterator implements ByteString.ByteIterator {
769
770     private final PieceIterator pieces;
771     private ByteIterator bytes;
772     int bytesRemaining;
773
774     private RopeByteIterator() {
775       pieces = new PieceIterator(RopeByteString.this);
776       bytes = pieces.next().iterator();
777       bytesRemaining = size();
778     }
779
780     public boolean hasNext() {
781       return (bytesRemaining > 0);
782     }
783
784     public Byte next() {
785       return nextByte(); // Does not instantiate a Byte
786     }
787
788     public byte nextByte() {
789       if (!bytes.hasNext()) {
790         bytes = pieces.next().iterator();
791       }
792       --bytesRemaining;
793       return bytes.nextByte();
794     }
795
796     public void remove() {
797       throw new UnsupportedOperationException();
798     }
799   }
800
801   /**
802    * This class is the {@link RopeByteString} equivalent for
803    * {@link ByteArrayInputStream}.
804    */
805   private class RopeInputStream extends InputStream {
806     // Iterates through the pieces of the rope
807     private PieceIterator pieceIterator;
808     // The current piece
809     private LiteralByteString currentPiece;
810     // The size of the current piece
811     private int currentPieceSize;
812     // The index of the next byte to read in the current piece
813     private int currentPieceIndex;
814     // The offset of the start of the current piece in the rope byte string
815     private int currentPieceOffsetInRope;
816     // Offset in the buffer at which user called mark();
817     private int mark;
818
819     public RopeInputStream() {
820       initialize();
821     }
822
823     @Override
824     public int read(byte b[], int offset, int length)  {
825       if (b == null) {
826         throw new NullPointerException();
827       } else if (offset < 0 || length < 0 || length > b.length - offset) {
828         throw new IndexOutOfBoundsException();
829       }
830       return readSkipInternal(b, offset, length);
831     }
832
833     @Override
834     public long skip(long length) {
835       if (length < 0) {
836         throw new IndexOutOfBoundsException();
837       } else if (length > Integer.MAX_VALUE) {
838         length = Integer.MAX_VALUE;
839       }
840       return readSkipInternal(null, 0, (int) length);
841     }
842
843     /**
844      * Internal implementation of read and skip.  If b != null, then read the
845      * next {@code length} bytes into the buffer {@code b} at
846      * offset {@code offset}.  If b == null, then skip the next {@code length)
847      * bytes.
848      * <p>
849      * This method assumes that all error checking has already happened.
850      * <p>
851      * Returns the actual number of bytes read or skipped.
852      */
853     private int readSkipInternal(byte b[], int offset, int length)  {
854       int bytesRemaining = length;
855       while (bytesRemaining > 0) {
856         advanceIfCurrentPieceFullyRead();
857         if (currentPiece == null) {
858           if (bytesRemaining == length) {
859              // We didn't manage to read anything
860              return -1;
861            }
862           break;
863         } else {
864           // Copy the bytes from this piece.
865           int currentPieceRemaining = currentPieceSize - currentPieceIndex;
866           int count = Math.min(currentPieceRemaining, bytesRemaining);
867           if (b != null) {
868             currentPiece.copyTo(b, currentPieceIndex, offset, count);
869             offset += count;
870           }
871           currentPieceIndex += count;
872           bytesRemaining -= count;
873         }
874       }
875        // Return the number of bytes read.
876       return length - bytesRemaining;
877     }
878
879     @Override
880     public int read() throws IOException {
881       advanceIfCurrentPieceFullyRead();
882       if (currentPiece == null) {
883         return -1;
884       } else {
885         return currentPiece.byteAt(currentPieceIndex++) & 0xFF;
886       }
887     }
888
889     @Override
890     public int available() throws IOException {
891       int bytesRead = currentPieceOffsetInRope + currentPieceIndex;
892       return RopeByteString.this.size() - bytesRead;
893     }
894
895     @Override
896     public boolean markSupported() {
897       return true;
898     }
899
900     @Override
901     public void mark(int readAheadLimit) {
902       // Set the mark to our position in the byte string
903       mark = currentPieceOffsetInRope + currentPieceIndex;
904     }
905
906     @Override
907     public synchronized void reset() {
908       // Just reinitialize and skip the specified number of bytes.
909       initialize();
910       readSkipInternal(null, 0, mark);
911     }
912
913     /** Common initialization code used by both the constructor and reset() */
914     private void initialize() {
915       pieceIterator = new PieceIterator(RopeByteString.this);
916       currentPiece = pieceIterator.next();
917       currentPieceSize = currentPiece.size();
918       currentPieceIndex = 0;
919       currentPieceOffsetInRope = 0;
920     }
921
922     /**
923      * Skips to the next piece if we have read all the data in the current
924      * piece.  Sets currentPiece to null if we have reached the end of the
925      * input.
926      */
927     private void advanceIfCurrentPieceFullyRead() {
928       if (currentPiece != null && currentPieceIndex == currentPieceSize) {
929         // Generally, we can only go through this loop at most once, since
930         // empty strings can't end up in a rope.  But better to test.
931         currentPieceOffsetInRope += currentPieceSize;
932         currentPieceIndex = 0;
933         if (pieceIterator.hasNext()) {
934           currentPiece = pieceIterator.next();
935           currentPieceSize = currentPiece.size();
936         } else {
937           currentPiece = null;
938           currentPieceSize = 0;
939         }
940       }
941     }
942   }
943 }