a8d04a6da0c06cab97b0b0d71d26791c8e9baa86
[platform/upstream/gtest.git] / googlemock / src / gmock-matchers.cc
1 // Copyright 2007, Google Inc.
2 // All rights reserved.
3 //
4 // Redistribution and use in source and binary forms, with or without
5 // modification, are permitted provided that the following conditions are
6 // met:
7 //
8 //     * Redistributions of source code must retain the above copyright
9 // notice, this list of conditions and the following disclaimer.
10 //     * Redistributions in binary form must reproduce the above
11 // copyright notice, this list of conditions and the following disclaimer
12 // in the documentation and/or other materials provided with the
13 // distribution.
14 //     * Neither the name of Google Inc. nor the names of its
15 // contributors may be used to endorse or promote products derived from
16 // this software without specific prior written permission.
17 //
18 // THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
19 // "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
20 // LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
21 // A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
22 // OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
23 // SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
24 // LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
25 // DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
26 // THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
27 // (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
28 // OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
29
30 // Google Mock - a framework for writing C++ mock classes.
31 //
32 // This file implements Matcher<const string&>, Matcher<string>, and
33 // utilities for defining matchers.
34
35 #include "gmock/gmock-matchers.h"
36
37 #include <string.h>
38
39 #include <iostream>
40 #include <sstream>
41 #include <string>
42 #include <vector>
43
44 namespace testing {
45 namespace internal {
46
47 // Returns the description for a matcher defined using the MATCHER*()
48 // macro where the user-supplied description string is "", if
49 // 'negation' is false; otherwise returns the description of the
50 // negation of the matcher.  'param_values' contains a list of strings
51 // that are the print-out of the matcher's parameters.
52 GTEST_API_ std::string FormatMatcherDescription(
53     bool negation, const char* matcher_name,
54     const std::vector<const char*>& param_names, const Strings& param_values) {
55   std::string result = ConvertIdentifierNameToWords(matcher_name);
56   if (param_values.size() >= 1) {
57     result += " " + JoinAsKeyValueTuple(param_names, param_values);
58   }
59   return negation ? "not (" + result + ")" : result;
60 }
61
62 // FindMaxBipartiteMatching and its helper class.
63 //
64 // Uses the well-known Ford-Fulkerson max flow method to find a maximum
65 // bipartite matching. Flow is considered to be from left to right.
66 // There is an implicit source node that is connected to all of the left
67 // nodes, and an implicit sink node that is connected to all of the
68 // right nodes. All edges have unit capacity.
69 //
70 // Neither the flow graph nor the residual flow graph are represented
71 // explicitly. Instead, they are implied by the information in 'graph' and
72 // a vector<int> called 'left_' whose elements are initialized to the
73 // value kUnused. This represents the initial state of the algorithm,
74 // where the flow graph is empty, and the residual flow graph has the
75 // following edges:
76 //   - An edge from source to each left_ node
77 //   - An edge from each right_ node to sink
78 //   - An edge from each left_ node to each right_ node, if the
79 //     corresponding edge exists in 'graph'.
80 //
81 // When the TryAugment() method adds a flow, it sets left_[l] = r for some
82 // nodes l and r. This induces the following changes:
83 //   - The edges (source, l), (l, r), and (r, sink) are added to the
84 //     flow graph.
85 //   - The same three edges are removed from the residual flow graph.
86 //   - The reverse edges (l, source), (r, l), and (sink, r) are added
87 //     to the residual flow graph, which is a directional graph
88 //     representing unused flow capacity.
89 //
90 // When the method augments a flow (moving left_[l] from some r1 to some
91 // other r2), this can be thought of as "undoing" the above steps with
92 // respect to r1 and "redoing" them with respect to r2.
93 //
94 // It bears repeating that the flow graph and residual flow graph are
95 // never represented explicitly, but can be derived by looking at the
96 // information in 'graph' and in left_.
97 //
98 // As an optimization, there is a second vector<int> called right_ which
99 // does not provide any new information. Instead, it enables more
100 // efficient queries about edges entering or leaving the right-side nodes
101 // of the flow or residual flow graphs. The following invariants are
102 // maintained:
103 //
104 // left[l] == kUnused or right[left[l]] == l
105 // right[r] == kUnused or left[right[r]] == r
106 //
107 // . [ source ]                                        .
108 // .   |||                                             .
109 // .   |||                                             .
110 // .   ||\--> left[0]=1  ---\    right[0]=-1 ----\     .
111 // .   ||                   |                    |     .
112 // .   |\---> left[1]=-1    \--> right[1]=0  ---\|     .
113 // .   |                                        ||     .
114 // .   \----> left[2]=2  ------> right[2]=2  --\||     .
115 // .                                           |||     .
116 // .         elements           matchers       vvv     .
117 // .                                         [ sink ]  .
118 //
119 // See Also:
120 //   [1] Cormen, et al (2001). "Section 26.2: The Ford-Fulkerson method".
121 //       "Introduction to Algorithms (Second ed.)", pp. 651-664.
122 //   [2] "Ford-Fulkerson algorithm", Wikipedia,
123 //       'http://en.wikipedia.org/wiki/Ford%E2%80%93Fulkerson_algorithm'
124 class MaxBipartiteMatchState {
125  public:
126   explicit MaxBipartiteMatchState(const MatchMatrix& graph)
127       : graph_(&graph),
128         left_(graph_->LhsSize(), kUnused),
129         right_(graph_->RhsSize(), kUnused) {}
130
131   // Returns the edges of a maximal match, each in the form {left, right}.
132   ElementMatcherPairs Compute() {
133     // 'seen' is used for path finding { 0: unseen, 1: seen }.
134     ::std::vector<char> seen;
135     // Searches the residual flow graph for a path from each left node to
136     // the sink in the residual flow graph, and if one is found, add flow
137     // to the graph. It's okay to search through the left nodes once. The
138     // edge from the implicit source node to each previously-visited left
139     // node will have flow if that left node has any path to the sink
140     // whatsoever. Subsequent augmentations can only add flow to the
141     // network, and cannot take away that previous flow unit from the source.
142     // Since the source-to-left edge can only carry one flow unit (or,
143     // each element can be matched to only one matcher), there is no need
144     // to visit the left nodes more than once looking for augmented paths.
145     // The flow is known to be possible or impossible by looking at the
146     // node once.
147     for (size_t ilhs = 0; ilhs < graph_->LhsSize(); ++ilhs) {
148       // Reset the path-marking vector and try to find a path from
149       // source to sink starting at the left_[ilhs] node.
150       GTEST_CHECK_(left_[ilhs] == kUnused)
151           << "ilhs: " << ilhs << ", left_[ilhs]: " << left_[ilhs];
152       // 'seen' initialized to 'graph_->RhsSize()' copies of 0.
153       seen.assign(graph_->RhsSize(), 0);
154       TryAugment(ilhs, &seen);
155     }
156     ElementMatcherPairs result;
157     for (size_t ilhs = 0; ilhs < left_.size(); ++ilhs) {
158       size_t irhs = left_[ilhs];
159       if (irhs == kUnused) continue;
160       result.push_back(ElementMatcherPair(ilhs, irhs));
161     }
162     return result;
163   }
164
165  private:
166   static const size_t kUnused = static_cast<size_t>(-1);
167
168   // Perform a depth-first search from left node ilhs to the sink.  If a
169   // path is found, flow is added to the network by linking the left and
170   // right vector elements corresponding each segment of the path.
171   // Returns true if a path to sink was found, which means that a unit of
172   // flow was added to the network. The 'seen' vector elements correspond
173   // to right nodes and are marked to eliminate cycles from the search.
174   //
175   // Left nodes will only be explored at most once because they
176   // are accessible from at most one right node in the residual flow
177   // graph.
178   //
179   // Note that left_[ilhs] is the only element of left_ that TryAugment will
180   // potentially transition from kUnused to another value. Any other
181   // left_ element holding kUnused before TryAugment will be holding it
182   // when TryAugment returns.
183   //
184   bool TryAugment(size_t ilhs, ::std::vector<char>* seen) {
185     for (size_t irhs = 0; irhs < graph_->RhsSize(); ++irhs) {
186       if ((*seen)[irhs]) continue;
187       if (!graph_->HasEdge(ilhs, irhs)) continue;
188       // There's an available edge from ilhs to irhs.
189       (*seen)[irhs] = 1;
190       // Next a search is performed to determine whether
191       // this edge is a dead end or leads to the sink.
192       //
193       // right_[irhs] == kUnused means that there is residual flow from
194       // right node irhs to the sink, so we can use that to finish this
195       // flow path and return success.
196       //
197       // Otherwise there is residual flow to some ilhs. We push flow
198       // along that path and call ourselves recursively to see if this
199       // ultimately leads to sink.
200       if (right_[irhs] == kUnused || TryAugment(right_[irhs], seen)) {
201         // Add flow from left_[ilhs] to right_[irhs].
202         left_[ilhs] = irhs;
203         right_[irhs] = ilhs;
204         return true;
205       }
206     }
207     return false;
208   }
209
210   const MatchMatrix* graph_;  // not owned
211   // Each element of the left_ vector represents a left hand side node
212   // (i.e. an element) and each element of right_ is a right hand side
213   // node (i.e. a matcher). The values in the left_ vector indicate
214   // outflow from that node to a node on the right_ side. The values
215   // in the right_ indicate inflow, and specify which left_ node is
216   // feeding that right_ node, if any. For example, left_[3] == 1 means
217   // there's a flow from element #3 to matcher #1. Such a flow would also
218   // be redundantly represented in the right_ vector as right_[1] == 3.
219   // Elements of left_ and right_ are either kUnused or mutually
220   // referent. Mutually referent means that left_[right_[i]] = i and
221   // right_[left_[i]] = i.
222   ::std::vector<size_t> left_;
223   ::std::vector<size_t> right_;
224 };
225
226 const size_t MaxBipartiteMatchState::kUnused;
227
228 GTEST_API_ ElementMatcherPairs FindMaxBipartiteMatching(const MatchMatrix& g) {
229   return MaxBipartiteMatchState(g).Compute();
230 }
231
232 static void LogElementMatcherPairVec(const ElementMatcherPairs& pairs,
233                                      ::std::ostream* stream) {
234   typedef ElementMatcherPairs::const_iterator Iter;
235   ::std::ostream& os = *stream;
236   os << "{";
237   const char* sep = "";
238   for (Iter it = pairs.begin(); it != pairs.end(); ++it) {
239     os << sep << "\n  ("
240        << "element #" << it->first << ", "
241        << "matcher #" << it->second << ")";
242     sep = ",";
243   }
244   os << "\n}";
245 }
246
247 bool MatchMatrix::NextGraph() {
248   for (size_t ilhs = 0; ilhs < LhsSize(); ++ilhs) {
249     for (size_t irhs = 0; irhs < RhsSize(); ++irhs) {
250       char& b = matched_[SpaceIndex(ilhs, irhs)];
251       if (!b) {
252         b = 1;
253         return true;
254       }
255       b = 0;
256     }
257   }
258   return false;
259 }
260
261 void MatchMatrix::Randomize() {
262   for (size_t ilhs = 0; ilhs < LhsSize(); ++ilhs) {
263     for (size_t irhs = 0; irhs < RhsSize(); ++irhs) {
264       char& b = matched_[SpaceIndex(ilhs, irhs)];
265       b = static_cast<char>(rand() & 1);  // NOLINT
266     }
267   }
268 }
269
270 std::string MatchMatrix::DebugString() const {
271   ::std::stringstream ss;
272   const char* sep = "";
273   for (size_t i = 0; i < LhsSize(); ++i) {
274     ss << sep;
275     for (size_t j = 0; j < RhsSize(); ++j) {
276       ss << HasEdge(i, j);
277     }
278     sep = ";";
279   }
280   return ss.str();
281 }
282
283 void UnorderedElementsAreMatcherImplBase::DescribeToImpl(
284     ::std::ostream* os) const {
285   switch (match_flags()) {
286     case UnorderedMatcherRequire::ExactMatch:
287       if (matcher_describers_.empty()) {
288         *os << "is empty";
289         return;
290       }
291       if (matcher_describers_.size() == 1) {
292         *os << "has " << Elements(1) << " and that element ";
293         matcher_describers_[0]->DescribeTo(os);
294         return;
295       }
296       *os << "has " << Elements(matcher_describers_.size())
297           << " and there exists some permutation of elements such that:\n";
298       break;
299     case UnorderedMatcherRequire::Superset:
300       *os << "a surjection from elements to requirements exists such that:\n";
301       break;
302     case UnorderedMatcherRequire::Subset:
303       *os << "an injection from elements to requirements exists such that:\n";
304       break;
305   }
306
307   const char* sep = "";
308   for (size_t i = 0; i != matcher_describers_.size(); ++i) {
309     *os << sep;
310     if (match_flags() == UnorderedMatcherRequire::ExactMatch) {
311       *os << " - element #" << i << " ";
312     } else {
313       *os << " - an element ";
314     }
315     matcher_describers_[i]->DescribeTo(os);
316     if (match_flags() == UnorderedMatcherRequire::ExactMatch) {
317       sep = ", and\n";
318     } else {
319       sep = "\n";
320     }
321   }
322 }
323
324 void UnorderedElementsAreMatcherImplBase::DescribeNegationToImpl(
325     ::std::ostream* os) const {
326   switch (match_flags()) {
327     case UnorderedMatcherRequire::ExactMatch:
328       if (matcher_describers_.empty()) {
329         *os << "isn't empty";
330         return;
331       }
332       if (matcher_describers_.size() == 1) {
333         *os << "doesn't have " << Elements(1) << ", or has " << Elements(1)
334             << " that ";
335         matcher_describers_[0]->DescribeNegationTo(os);
336         return;
337       }
338       *os << "doesn't have " << Elements(matcher_describers_.size())
339           << ", or there exists no permutation of elements such that:\n";
340       break;
341     case UnorderedMatcherRequire::Superset:
342       *os << "no surjection from elements to requirements exists such that:\n";
343       break;
344     case UnorderedMatcherRequire::Subset:
345       *os << "no injection from elements to requirements exists such that:\n";
346       break;
347   }
348   const char* sep = "";
349   for (size_t i = 0; i != matcher_describers_.size(); ++i) {
350     *os << sep;
351     if (match_flags() == UnorderedMatcherRequire::ExactMatch) {
352       *os << " - element #" << i << " ";
353     } else {
354       *os << " - an element ";
355     }
356     matcher_describers_[i]->DescribeTo(os);
357     if (match_flags() == UnorderedMatcherRequire::ExactMatch) {
358       sep = ", and\n";
359     } else {
360       sep = "\n";
361     }
362   }
363 }
364
365 // Checks that all matchers match at least one element, and that all
366 // elements match at least one matcher. This enables faster matching
367 // and better error reporting.
368 // Returns false, writing an explanation to 'listener', if and only
369 // if the success criteria are not met.
370 bool UnorderedElementsAreMatcherImplBase::VerifyMatchMatrix(
371     const ::std::vector<std::string>& element_printouts,
372     const MatchMatrix& matrix, MatchResultListener* listener) const {
373   bool result = true;
374   ::std::vector<char> element_matched(matrix.LhsSize(), 0);
375   ::std::vector<char> matcher_matched(matrix.RhsSize(), 0);
376
377   for (size_t ilhs = 0; ilhs < matrix.LhsSize(); ilhs++) {
378     for (size_t irhs = 0; irhs < matrix.RhsSize(); irhs++) {
379       char matched = matrix.HasEdge(ilhs, irhs);
380       element_matched[ilhs] |= matched;
381       matcher_matched[irhs] |= matched;
382     }
383   }
384
385   if (match_flags() & UnorderedMatcherRequire::Superset) {
386     const char* sep =
387         "where the following matchers don't match any elements:\n";
388     for (size_t mi = 0; mi < matcher_matched.size(); ++mi) {
389       if (matcher_matched[mi]) continue;
390       result = false;
391       if (listener->IsInterested()) {
392         *listener << sep << "matcher #" << mi << ": ";
393         matcher_describers_[mi]->DescribeTo(listener->stream());
394         sep = ",\n";
395       }
396     }
397   }
398
399   if (match_flags() & UnorderedMatcherRequire::Subset) {
400     const char* sep =
401         "where the following elements don't match any matchers:\n";
402     const char* outer_sep = "";
403     if (!result) {
404       outer_sep = "\nand ";
405     }
406     for (size_t ei = 0; ei < element_matched.size(); ++ei) {
407       if (element_matched[ei]) continue;
408       result = false;
409       if (listener->IsInterested()) {
410         *listener << outer_sep << sep << "element #" << ei << ": "
411                   << element_printouts[ei];
412         sep = ",\n";
413         outer_sep = "";
414       }
415     }
416   }
417   return result;
418 }
419
420 bool UnorderedElementsAreMatcherImplBase::FindPairing(
421     const MatchMatrix& matrix, MatchResultListener* listener) const {
422   ElementMatcherPairs matches = FindMaxBipartiteMatching(matrix);
423
424   size_t max_flow = matches.size();
425   if ((match_flags() & UnorderedMatcherRequire::Superset) &&
426       max_flow < matrix.RhsSize()) {
427     if (listener->IsInterested()) {
428       *listener << "where no permutation of the elements can satisfy all "
429                    "matchers, and the closest match is "
430                 << max_flow << " of " << matrix.RhsSize()
431                 << " matchers with the pairings:\n";
432       LogElementMatcherPairVec(matches, listener->stream());
433     }
434     return false;
435   }
436   if ((match_flags() & UnorderedMatcherRequire::Subset) &&
437       max_flow < matrix.LhsSize()) {
438     if (listener->IsInterested()) {
439       *listener
440           << "where not all elements can be matched, and the closest match is "
441           << max_flow << " of " << matrix.RhsSize()
442           << " matchers with the pairings:\n";
443       LogElementMatcherPairVec(matches, listener->stream());
444     }
445     return false;
446   }
447
448   if (matches.size() > 1) {
449     if (listener->IsInterested()) {
450       const char* sep = "where:\n";
451       for (size_t mi = 0; mi < matches.size(); ++mi) {
452         *listener << sep << " - element #" << matches[mi].first
453                   << " is matched by matcher #" << matches[mi].second;
454         sep = ",\n";
455       }
456     }
457   }
458   return true;
459 }
460
461 }  // namespace internal
462 }  // namespace testing