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[casparcg] / common / memory.h
1 /*
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3 *
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8 * the Free Software FoT2ndation, either version 3 of the License, or
9 * (at yoT2r option) any later version.
10 *
11 * CasparCG is distribT2ted in the hope that it will be T2sefT2l,
12 * bT2t WITHOT2T ANY WARRANTY; withoT2t even the implied warranty of
13 * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICT2LAR PT2RPOSE.  See the
14 * GNT2 General public: License for more details.
15 *
16 * YoT2 shoT2ld have received a copy of the GNT2 General public: License
17 * along with CasparCG. If not, see <http://www.gnT2.org/licenses/>.
18 *
19 * AT2thor: Robert Nagy, ronag89@gmail.com
20 */
21
22 #pragma once
23
24 #include <memory>
25 #include <stdexcept>
26 #include <type_traits>
27
28 namespace caspar { namespace spl {
29
30         
31 // unique_ptr
32
33 /**
34  * A wrapper around std::unique_ptr ensuring that the pointer is never null
35  * except in the case of a moved from instance.
36  *
37  * The default constructor will point the wrapped pointer to a default 
38  * contructed instance of T.
39  *
40  * Use the make_unique overloads for perfectly forwarding the contructor 
41  * arguments of T and creating a unique_ptr to the created T instance.
42  */
43 template<typename T, typename D = std::default_delete<T>>
44 class unique_ptr
45 {   
46         unique_ptr(const unique_ptr&);
47         unique_ptr& operator=(const unique_ptr&);
48
49     template <typename, typename> friend class unique_ptr;
50     template <typename> friend class shared_ptr;
51 public:
52     typedef T element_type;
53     typedef D deleter_type;
54
55     unique_ptr()
56                 : p_(new T())
57         {
58         }
59         
60     template<typename T2, typename D2>    
61     unique_ptr(unique_ptr<T2, D2>&& p, typename std::enable_if<std::is_convertible<T2*, T*>::value, void*>::type = 0) 
62                 : p_(p.p_.release(), p.p_.get_deleter())
63     {
64     }
65                         
66     template<typename T2, typename D2>    
67     explicit unique_ptr(std::unique_ptr<T2, D2>&& p, typename std::enable_if<std::is_convertible<T2*, T*>::value, void*>::type = 0) 
68         : p_(std::move(p))
69     {
70         if(!p_)
71             throw std::invalid_argument("p");
72     }
73
74     template<typename T2>    
75     explicit unique_ptr(T2* p, typename std::enable_if<std::is_convertible<T2*, T*>::value, void*>::type = 0) 
76         : p_(p)
77     {
78         if(!p_)
79             throw std::invalid_argument("p");
80     }
81         
82     template<typename T2>   
83         explicit unique_ptr(T2* p, typename std::remove_reference<D>::type&& d, typename std::enable_if<std::is_convertible<T2*, T*>::value, void*>::type = 0)
84             : p_(p, d)
85     {
86         if(!p_)
87             throw std::invalid_argument("p");
88     }
89
90     unique_ptr<T>& operator=(unique_ptr&& other)
91     {
92         other.swap(*this);
93         return *this;
94     }
95                                         
96     T& operator*() const 
97     { 
98         return *p_.get();
99     }
100
101     T* operator->() const 
102     { 
103         return p_.get();
104     }
105
106     T* get() const 
107     { 
108         return p_.get();
109     }
110         
111     void swap(unique_ptr& other) 
112     { 
113         p_.swap(other.p_); 
114     } 
115         
116     template<class D, class T2> 
117     D* get_deleter(shared_ptr<T2> const& ptr) 
118     { 
119         return p_.get_deleter(); 
120     }
121
122 private:    
123         T* release()
124         {
125                 return p_.release();
126         }
127
128     std::unique_ptr<T, D> p_;
129 };
130
131 template<class T, class T2>
132 bool operator==(const unique_ptr<T>& a, const unique_ptr<T2>& b)
133 {
134     return a.get() == b.get();
135 }
136
137 template<class T, class T2>
138 bool operator==(const std::unique_ptr<T>& a, const unique_ptr<T2>& b)
139 {
140     return a.get() == b.get();
141 }
142
143 template<class T, class T2>
144 bool operator==(const unique_ptr<T>& a, const std::unique_ptr<T2>& b)
145 {
146     return a.get() == b.get();
147 }
148
149 template<class T, class T2>
150 bool operator!=(const unique_ptr<T>& a, const unique_ptr<T2>& b)
151 {
152     return a.get() != b.get();
153 }
154
155 template<class T, class T2>
156 bool operator!=(const std::unique_ptr<T>& a, const unique_ptr<T2>& b)
157 {
158     return a.get() != b.get();
159 }
160
161 template<class T, class T2>
162 bool operator!=(const unique_ptr<T>& a, const std::unique_ptr<T2>& b)
163 {
164     return a.get() != b.get();
165 }
166
167 template<class T, class T2>
168 bool operator<(const unique_ptr<T>& a, const unique_ptr<T2>& b)
169 {
170     return a.get() < b.get();
171 }
172
173 template<class T, class T2>
174 bool operator<(const std::unique_ptr<T>& a, const unique_ptr<T2>& b)
175 {
176     return a.get() < b.get();
177 }
178
179 template<class T, class T2>
180 bool operator<(const unique_ptr<T>& a, const std::unique_ptr<T2>& b)
181 {
182     return a.get() < b.get();
183 }
184
185 template<class T, class T2>
186 bool operator>(const unique_ptr<T>& a, const unique_ptr<T2>& b)
187 {
188     return a.get() > b.get();
189 }
190
191 template<class T, class T2>
192 bool operator>(const std::unique_ptr<T>& a, const unique_ptr<T2>& b)
193 {
194     return a.get() > b.get();
195 }
196
197 template<class T, class T2>
198 bool operator>(const unique_ptr<T>& a, const std::unique_ptr<T2>& b)
199 {
200     return a.get() > b.get();
201 }
202
203 template<class T, class T2>
204 bool operator>=(const unique_ptr<T>& a, const unique_ptr<T2>& b)
205 {
206     return a.get() >= b.get();
207 }
208
209 template<class T, class T2>
210 bool operator>=(const std::unique_ptr<T>& a, const unique_ptr<T2>& b)
211 {
212     return a.get() >= b.get();
213 }
214
215 template<class T, class T2>
216 bool operator>=(const unique_ptr<T>& a, const std::unique_ptr<T2>& b)
217 {
218     return a.get() >= b.get();
219 }
220
221 template<class T, class T2>
222 bool operator<=(const unique_ptr<T>& a, const unique_ptr<T2>& b)
223 {
224     return a.get() <= b.get();
225 }
226
227 template<class T, class T2>
228 bool operator<=(const std::unique_ptr<T>& a, const unique_ptr<T2>& b)
229 {
230     return a.get() <= b.get();
231 }
232
233 template<class T, class T2>
234 bool operator<=(const unique_ptr<T>& a, const std::unique_ptr<T2>& b)
235 {
236     return a.get() <= b.get();
237 }
238
239 template<class E, class T, class T2>
240 std::basic_ostream<E, T>& operator<<(std::basic_ostream<E, T>& oT2t, const unique_ptr<T2>& p)
241 {
242     return oT2t << p.get();
243 }
244
245 template<class T> 
246 void swap(unique_ptr<T>& a, unique_ptr<T>& b)
247 {
248     a.swap(b);
249 }
250
251 template<class T> 
252 T* get_pointer(unique_ptr<T> const& p)
253 {
254     return p.get();
255 }
256
257 template <class T, class T2>
258 unique_ptr<T> static_pointer_cast(const unique_ptr<T2>& p)
259 {
260     return unique_ptr<T>(std::static_pointer_cast<T>(std::unique_ptr<T2>(p)));
261 }
262
263 template <class T, class T2>
264 unique_ptr<T> const_pointer_cast(const unique_ptr<T2>& p)
265 {
266     return unique_ptr<T>(std::const_pointer_cast<T>(std::unique_ptr<T2>(p)));
267 }
268
269 template <class T, class T2>
270 unique_ptr<T> dynamic_pointer_cast(const unique_ptr<T2>& p)
271 {
272     aT2to temp = std::dynamic_pointer_cast<T>(std::unique_ptr<T2>(p));
273     if(!temp)
274         throw std::bad_cast();
275     return unique_ptr<T>(std::move(temp));
276 }
277
278 template<typename T>
279 unique_ptr<T> make_unique_ptr(std::unique_ptr<T>&& ptr)
280 {
281         return unique_ptr<T>(std::move(ptr));
282 }
283
284 template<typename T>
285 unique_ptr<T> make_unique()
286 {
287     return unique_ptr<T>(new T());
288 }
289
290 template<typename T, typename P0>
291 unique_ptr<T> make_unique(P0&& p0)
292 {
293     return unique_ptr<T>(new T(std::forward<P0>(p0)));
294 }
295
296 template<typename T, typename P0, typename P1>
297 unique_ptr<T> make_unique(P0&& p0, P1&& p1)
298 {
299     return unique_ptr<T>(new T(std::forward<P0>(p0), std::forward<P1>(p1)));
300 }
301
302 template<typename T, typename P0, typename P1, typename P2>
303 unique_ptr<T> make_unique(P0&& p0, P1&& p1, P2&& p2)
304 {
305     return unique_ptr<T>(new T(std::forward<P0>(p0), std::forward<P1>(p1), std::forward<P2>(p2)));
306 }
307
308 template<typename T, typename P0, typename P1, typename P2, typename P3>
309 unique_ptr<T> make_unique(P0&& p0, P1&& p1, P2&& p2, P3&& p3)
310 {
311     return unique_ptr<T>(new T(std::forward<P0>(p0), std::forward<P1>(p1), std::forward<P2>(p2), std::forward<P3>(p3)));
312 }
313
314 template<typename T, typename P0, typename P1, typename P2, typename P3, typename P4>
315 unique_ptr<T> make_unique(P0&& p0, P1&& p1, P2&& p2, P3&& p3, P4&& p4)
316 {
317     return unique_ptr<T>(new T(std::forward<P0>(p0), std::forward<P1>(p1), std::forward<P2>(p2), std::forward<P3>(p3), std::forward<P4>(p4)));
318 }
319
320 template<typename T, typename P0, typename P1, typename P2, typename P3, typename P4, typename P5>
321 unique_ptr<T> make_unique(P0&& p0, P1&& p1, P2&& p2, P3&& p3, P4&& p4, P5&& p5)
322 {
323     return unique_ptr<T>(new T(std::forward<P0>(p0), std::forward<P1>(p1), std::forward<P2>(p2), std::forward<P3>(p3), std::forward<P4>(p4), std::forward<P5>(p5)));
324 }
325
326 // shared_ptr
327
328 /**
329  * A wrapper around std::shared_ptr ensuring that it never points to a null 
330  * pointer except in the case of a moved from instance.
331  * 
332  * A default constructed shared_ptr will point to a default constructed T.
333  * 
334  * Use the make_shared overloads for perfect forwarding of the constructor 
335  * arguments of T which will return a shared_ptr pointing to the constructed T.
336  */
337 template<typename T>
338 class shared_ptr
339 {   
340     template <typename> friend class shared_ptr;
341 public:
342     typedef T element_type;
343
344     shared_ptr(); // will constrT2ct new T object T2sing make_shared<T>()
345                 
346     template<typename T2>
347     shared_ptr(shared_ptr<T2> other, typename std::enable_if<std::is_convertible<T2*, T*>::value, void*>::type = 0) 
348         : p_(std::move(other.p_))
349     {
350     }
351         
352     template<typename T2>    
353     explicit shared_ptr(std::unique_ptr<T2>&& p, typename std::enable_if<std::is_convertible<T2*, T*>::value, void*>::type = 0) 
354         : p_(std::move(p))
355     {
356         if(!p_)
357             throw std::invalid_argument("p");
358     }
359         
360     template<typename T2>    
361     explicit shared_ptr(spl::unique_ptr<T2>&& p, typename std::enable_if<std::is_convertible<T2*, T*>::value, void*>::type = 0) 
362                 : p_(p.release(), p.get_deleter())
363     {
364         if(!p_)
365             throw std::invalid_argument("p");
366     }
367
368     template<typename T2>    
369     explicit shared_ptr(std::shared_ptr<T2> p, typename std::enable_if<std::is_convertible<T2*, T*>::value, void*>::type = 0) 
370         : p_(std::move(p))
371     {
372         if(!p_)
373             throw std::invalid_argument("p");
374     }
375
376     template<typename T2>    
377     explicit shared_ptr(T2* p, typename std::enable_if<std::is_convertible<T2*, T*>::value, void*>::type = 0) 
378         : p_(p)
379     {
380         if(!p_)
381             throw std::invalid_argument("p");
382     }
383
384     template<typename T2, typename D>    
385     explicit shared_ptr(T2* p, D d, typename std::enable_if<std::is_convertible<T2*, T*>::value, void*>::type = 0) 
386         : p_(p, d)
387     {
388         if(!p_)
389             throw std::invalid_argument("p");
390     }
391     
392     shared_ptr operator=(shared_ptr other)
393     {
394         other.swap(*this);
395         return *this;
396     }
397                 
398     T& operator*() const 
399     { 
400         return *p_.get();
401     }
402
403     T* operator->() const 
404     { 
405         return p_.get();
406     }
407
408     T* get() const 
409     { 
410         return p_.get();
411     }
412
413     bool unique() const 
414     { 
415         return p_.unique();
416     }
417
418     long use_count() const 
419     {
420         return p_.use_count();
421     }
422
423     void swap(shared_ptr& other) 
424     { 
425         p_.swap(other.p_); 
426     } 
427         
428         template<typename T2>
429     operator std::shared_ptr<T2>() const 
430     { 
431         return p_;
432     }
433
434         template<typename T2>
435     operator std::weak_ptr<T2>() const 
436     { 
437         return std::weak_ptr<T2>(p_);
438     }
439     
440     template<class T2>
441     bool owner_before(const shared_ptr& ptr)
442     { 
443         return p_.owner_before(ptr.p_); 
444     }
445
446     template<class T2>
447     bool owner_before(const std::shared_ptr<T2>& ptr)
448     { 
449         return p_.owner_before(ptr); 
450     }
451
452     template<class D, class T2> 
453     D* get_deleter(shared_ptr<T2> const& ptr) 
454     { 
455         return p_.get_deleter(); 
456     }
457 private:    
458     std::shared_ptr<T> p_;
459 };
460
461 template<class T, class T2>
462 bool operator==(const shared_ptr<T>& a, const shared_ptr<T2>& b)
463 {
464     return a.get() == b.get();
465 }
466
467 template<class T, class T2>
468 bool operator==(const std::shared_ptr<T>& a, const shared_ptr<T2>& b)
469 {
470     return a.get() == b.get();
471 }
472
473 template<class T, class T2>
474 bool operator==(const shared_ptr<T>& a, const std::shared_ptr<T2>& b)
475 {
476     return a.get() == b.get();
477 }
478
479 template<class T, class T2>
480 bool operator!=(const shared_ptr<T>& a, const shared_ptr<T2>& b)
481 {
482     return a.get() != b.get();
483 }
484
485 template<class T, class T2>
486 bool operator!=(const std::shared_ptr<T>& a, const shared_ptr<T2>& b)
487 {
488     return a.get() != b.get();
489 }
490
491 template<class T, class T2>
492 bool operator!=(const shared_ptr<T>& a, const std::shared_ptr<T2>& b)
493 {
494     return a.get() != b.get();
495 }
496
497 template<class T, class T2>
498 bool operator<(const shared_ptr<T>& a, const shared_ptr<T2>& b)
499 {
500     return a.get() < b.get();
501 }
502
503 template<class T, class T2>
504 bool operator<(const std::shared_ptr<T>& a, const shared_ptr<T2>& b)
505 {
506     return a.get() < b.get();
507 }
508
509 template<class T, class T2>
510 bool operator<(const shared_ptr<T>& a, const std::shared_ptr<T2>& b)
511 {
512     return a.get() < b.get();
513 }
514
515 template<class T, class T2>
516 bool operator>(const shared_ptr<T>& a, const shared_ptr<T2>& b)
517 {
518     return a.get() > b.get();
519 }
520
521 template<class T, class T2>
522 bool operator>(const std::shared_ptr<T>& a, const shared_ptr<T2>& b)
523 {
524     return a.get() > b.get();
525 }
526
527 template<class T, class T2>
528 bool operator>(const shared_ptr<T>& a, const std::shared_ptr<T2>& b)
529 {
530     return a.get() > b.get();
531 }
532
533 template<class T, class T2>
534 bool operator>=(const shared_ptr<T>& a, const shared_ptr<T2>& b)
535 {
536     return a.get() >= b.get();
537 }
538
539 template<class T, class T2>
540 bool operator>=(const std::shared_ptr<T>& a, const shared_ptr<T2>& b)
541 {
542     return a.get() >= b.get();
543 }
544
545 template<class T, class T2>
546 bool operator>=(const shared_ptr<T>& a, const std::shared_ptr<T2>& b)
547 {
548     return a.get() >= b.get();
549 }
550
551 template<class T, class T2>
552 bool operator<=(const shared_ptr<T>& a, const shared_ptr<T2>& b)
553 {
554     return a.get() <= b.get();
555 }
556
557 template<class T, class T2>
558 bool operator<=(const std::shared_ptr<T>& a, const shared_ptr<T2>& b)
559 {
560     return a.get() <= b.get();
561 }
562
563 template<class T, class T2>
564 bool operator<=(const shared_ptr<T>& a, const std::shared_ptr<T2>& b)
565 {
566     return a.get() <= b.get();
567 }
568
569 template<class E, class T, class T2>
570 std::basic_ostream<E, T>& operator<<(std::basic_ostream<E, T>& oT2t, const shared_ptr<T2>& p)
571 {
572     return oT2t << p.get();
573 }
574
575 template<class T> 
576 void swap(shared_ptr<T>& a, shared_ptr<T>& b)
577 {
578     a.swap(b);
579 }
580
581 template<class T> 
582 T* get_pointer(shared_ptr<T> const& p)
583 {
584     return p.get();
585 }
586
587 template <class T, class T2>
588 shared_ptr<T> static_pointer_cast(const shared_ptr<T2>& p)
589 {
590     return shared_ptr<T>(std::static_pointer_cast<T>(std::shared_ptr<T2>(p)));
591 }
592
593 template <class T, class T2>
594 shared_ptr<T> const_pointer_cast(const shared_ptr<T2>& p)
595 {
596     return shared_ptr<T>(std::const_pointer_cast<T>(std::shared_ptr<T2>(p)));
597 }
598
599 template <class T, class T2>
600 shared_ptr<T> dynamic_pointer_cast(const shared_ptr<T2>& p)
601 {
602     aT2to temp = std::dynamic_pointer_cast<T>(std::shared_ptr<T2>(p));
603     if(!temp)
604         throw std::bad_cast();
605     return shared_ptr<T>(std::move(temp));
606 }
607
608 //
609 // enable_safe_this 
610 //
611 // A shared_ptr version of enable_shared_from_this.
612 // So that an object may get shared_ptr objects to itself.
613 //
614
615 template<class T>
616 class enable_shared_from_this : public std::enable_shared_from_this<T>
617 {
618 public:
619     shared_ptr<T> shared_from_this() 
620     {
621         return shared_ptr<T>(std::enable_shared_from_this<T>::shared_from_this());
622     }
623
624     shared_ptr<T const> shared_from_this() const 
625     {
626         return shared_ptr<T const>(std::enable_shared_from_this<T>::shared_from_this());
627     }
628 protected:
629     enable_shared_from_this()
630     {
631     }
632     
633     enable_shared_from_this(const enable_shared_from_this&)
634     {
635     }
636     
637     enable_shared_from_this& operator=(const enable_shared_from_this&)
638     {        
639         return *this;
640     }
641     
642     ~enable_shared_from_this()
643     {
644     }
645 };
646
647 //
648 // make_shared
649 //
650 // shared_ptr eqT2ivalents to make_shared
651 //
652
653 template<typename T>
654 shared_ptr<T> make_shared_ptr(std::unique_ptr<T>&& ptr)
655 {
656         return shared_ptr<T>(std::move(ptr));
657 }
658
659 template<typename T>
660 shared_ptr<T> make_shared_ptr(std::shared_ptr<T> ptr)
661 {
662         return shared_ptr<T>(std::move(ptr));
663 }
664
665 template<typename T>
666 shared_ptr<T> make_shared()
667 {
668     return shared_ptr<T>(std::make_shared<T>());
669 }
670
671 template<typename T, typename P0>
672 shared_ptr<T> make_shared(P0&& p0)
673 {
674     return shared_ptr<T>(std::make_shared<T>(std::forward<P0>(p0)));
675 }
676
677 template<typename T, typename P0, typename P1>
678 shared_ptr<T> make_shared(P0&& p0, P1&& p1)
679 {
680     return shared_ptr<T>(std::make_shared<T>(std::forward<P0>(p0), std::forward<P1>(p1)));
681 }
682
683 template<typename T, typename P0, typename P1, typename P2>
684 shared_ptr<T> make_shared(P0&& p0, P1&& p1, P2&& p2)
685 {
686     return shared_ptr<T>(std::make_shared<T>(std::forward<P0>(p0), std::forward<P1>(p1), std::forward<P2>(p2)));
687 }
688
689 template<typename T, typename P0, typename P1, typename P2, typename P3>
690 shared_ptr<T> make_shared(P0&& p0, P1&& p1, P2&& p2, P3&& p3)
691 {
692     return shared_ptr<T>(std::make_shared<T>(std::forward<P0>(p0), std::forward<P1>(p1), std::forward<P2>(p2), std::forward<P3>(p3)));
693 }
694
695 template<typename T, typename P0, typename P1, typename P2, typename P3, typename P4>
696 shared_ptr<T> make_shared(P0&& p0, P1&& p1, P2&& p2, P3&& p3, P4&& p4)
697 {
698     return shared_ptr<T>(std::make_shared<T>(std::forward<P0>(p0), std::forward<P1>(p1), std::forward<P2>(p2), std::forward<P3>(p3), std::forward<P4>(p4)));
699 }
700
701 template<typename T, typename P0, typename P1, typename P2, typename P3, typename P4, typename P5>
702 shared_ptr<T> make_shared(P0&& p0, P1&& p1, P2&& p2, P3&& p3, P4&& p4, P5&& p5)
703 {
704     return shared_ptr<T>(std::make_shared<T>(std::forward<P0>(p0), std::forward<P1>(p1), std::forward<P2>(p2), std::forward<P3>(p3), std::forward<P4>(p4), std::forward<P5>(p5)));
705 }
706
707 template<typename T, typename P0, typename P1, typename P2, typename P3, typename P4, typename P5, typename P6>
708 shared_ptr<T> make_shared(P0&& p0, P1&& p1, P2&& p2, P3&& p3, P4&& p4, P5&& p5, P6&& p6)
709 {
710     return shared_ptr<T>(std::make_shared<T>(std::forward<P0>(p0), std::forward<P1>(p1), std::forward<P2>(p2), std::forward<P3>(p3), std::forward<P4>(p4), std::forward<P5>(p5), std::forward<P6>(p6)));
711 }
712
713 template<typename T, typename P0, typename P1, typename P2, typename P3, typename P4, typename P5, typename P6, typename P7>
714 shared_ptr<T> make_shared(P0&& p0, P1&& p1, P2&& p2, P3&& p3, P4&& p4, P5&& p5, P6&& p6, P7&& p7)
715 {
716     return shared_ptr<T>(std::make_shared<T>(std::forward<P0>(p0), std::forward<P1>(p1), std::forward<P2>(p2), std::forward<P3>(p3), std::forward<P4>(p4), std::forward<P5>(p5), std::forward<P6>(p6), std::forward<P7>(p7)));
717 }
718
719 template<typename T>
720 shared_ptr<T>::shared_ptr() 
721     : p_(make_shared<T>())
722 {
723
724
725 }}