Use explicit language extensions & remove extension fields from base.cabal
[ghc-base.git] / GHC / List.lhs
index cc2c1a0..ff8593c 100644 (file)
@@ -1,6 +1,7 @@
 \begin{code}
-{-# OPTIONS_GHC -fno-implicit-prelude #-}
+{-# LANGUAGE CPP, NoImplicitPrelude, MagicHash #-}
 {-# OPTIONS_HADDOCK hide #-}
+
 -----------------------------------------------------------------------------
 -- |
 -- Module      :  GHC.List
 
 -- #hide
 module GHC.List (
-   -- [] (..),         -- Not Haskell 98; built in syntax
+   -- [] (..),          -- Not Haskell 98; built in syntax
 
    map, (++), filter, concat,
-   head, last, tail, init, null, length, (!!), 
+   head, last, tail, init, null, length, (!!),
    foldl, scanl, scanl1, foldr, foldr1, scanr, scanr1,
    iterate, repeat, replicate, cycle,
    take, drop, splitAt, takeWhile, dropWhile, span, break,
@@ -38,7 +39,6 @@ module GHC.List (
 
  ) where
 
-import Data.Tuple()    -- Instances
 import Data.Maybe
 import GHC.Base
 
@@ -47,9 +47,9 @@ infix  4 `elem`, `notElem`
 \end{code}
 
 %*********************************************************
-%*                                                     *
+%*                                                      *
 \subsection{List-manipulation functions}
-%*                                                     *
+%*                                                      *
 %*********************************************************
 
 \begin{code}
@@ -58,15 +58,16 @@ head                    :: [a] -> a
 head (x:_)              =  x
 head []                 =  badHead
 
+badHead :: a
 badHead = errorEmptyList "head"
 
 -- This rule is useful in cases like 
---     head [y | (x,y) <- ps, x==t]
+--      head [y | (x,y) <- ps, x==t]
 {-# RULES
-"head/build"   forall (g::forall b.(a->b->b)->b->b) .
-               head (build g) = g (\x _ -> x) badHead
-"head/augment" forall xs (g::forall b. (a->b->b) -> b -> b) . 
-               head (augment g xs) = g (\x _ -> x) (head xs)
+"head/build"    forall (g::forall b.(a->b->b)->b->b) .
+                head (build g) = g (\x _ -> x) badHead
+"head/augment"  forall xs (g::forall b. (a->b->b) -> b -> b) . 
+                head (augment g xs) = g (\x _ -> x) (head xs)
  #-}
 
 -- | Extract the elements after the head of a list, which must be non-empty.
@@ -82,14 +83,14 @@ last (_:xs)             =  last xs
 last []                 =  errorEmptyList "last"
 #else
 -- eliminate repeated cases
-last []                =  errorEmptyList "last"
-last (x:xs)            =  last' x xs
+last []                 =  errorEmptyList "last"
+last (x:xs)             =  last' x xs
   where last' y []     = y
-       last' _ (y:ys) = last' y ys
+        last' _ (y:ys) = last' y ys
 #endif
 
 -- | Return all the elements of a list except the last one.
--- The list must be finite and non-empty.
+-- The list must be non-empty.
 init                    :: [a] -> [a]
 #ifdef USE_REPORT_PRELUDE
 init [x]                =  []
@@ -100,7 +101,7 @@ init []                 =  errorEmptyList "init"
 init []                 =  errorEmptyList "init"
 init (x:xs)             =  init' x xs
   where init' _ []     = []
-       init' y (z:zs) = y : init' z zs
+        init' y (z:zs) = y : init' z zs
 #endif
 
 -- | Test whether a list is empty.
@@ -108,7 +109,7 @@ null                    :: [a] -> Bool
 null []                 =  True
 null (_:_)              =  False
 
--- | 'length' returns the length of a finite list as an 'Int'.
+-- | /O(n)/. 'length' returns the length of a finite list as an 'Int'.
 -- It is an instance of the more general 'Data.List.genericLength',
 -- the result type of which may be any kind of number.
 length                  :: [a] -> Int
@@ -127,16 +128,17 @@ filter :: (a -> Bool) -> [a] -> [a]
 filter _pred []    = []
 filter pred (x:xs)
   | pred x         = x : filter pred xs
-  | otherwise     = filter pred xs
+  | otherwise      = filter pred xs
 
 {-# NOINLINE [0] filterFB #-}
+filterFB :: (a -> b -> b) -> (a -> Bool) -> a -> b -> b
 filterFB c p x r | p x       = x `c` r
-                | otherwise = r
+                 | otherwise = r
 
 {-# RULES
 "filter"     [~1] forall p xs.  filter p xs = build (\c n -> foldr (filterFB c p) n xs)
-"filterList" [1]  forall p.    foldr (filterFB (:) p) [] = filter p
-"filterFB"       forall c p q. filterFB (filterFB c p) q = filterFB c (\x -> q x && p x)
+"filterList" [1]  forall p.     foldr (filterFB (:) p) [] = filter p
+"filterFB"        forall c p q. filterFB (filterFB c p) q = filterFB c (\x -> q x && p x)
  #-}
 
 -- Note the filterFB rule, which has p and q the "wrong way round" in the RHS.
@@ -162,10 +164,10 @@ filterFB c p x r | p x       = x `c` r
 -- and hence the classic space leak on foldl (+) 0 xs
 
 foldl        :: (a -> b -> a) -> a -> [b] -> a
-foldl f z xs = lgo z xs
-            where
-               lgo z []     =  z
-               lgo z (x:xs) = lgo (f z x) xs
+foldl f z0 xs0 = lgo z0 xs0
+             where
+                lgo z []     =  z
+                lgo z (x:xs) = lgo (f z x) xs
 
 -- | 'scanl' is similar to 'foldl', but returns a list of successive
 -- reduced values from the left:
@@ -185,9 +187,9 @@ scanl f q ls            =  q : (case ls of
 --
 -- > scanl1 f [x1, x2, ...] == [x1, x1 `f` x2, ...]
 
-scanl1                 :: (a -> a -> a) -> [a] -> [a]
-scanl1 f (x:xs)                =  scanl f x xs
-scanl1 _ []            =  []
+scanl1                  :: (a -> a -> a) -> [a] -> [a]
+scanl1 f (x:xs)         =  scanl f x xs
+scanl1 _ []             =  []
 
 -- foldr, foldr1, scanr, and scanr1 are the right-to-left duals of the
 -- above functions.
@@ -213,9 +215,9 @@ scanr f q0 (x:xs)       =  f x q : qs
 -- | 'scanr1' is a variant of 'scanr' that has no starting value argument.
 
 scanr1                  :: (a -> a -> a) -> [a] -> [a]
-scanr1 f []            =  []
-scanr1 f [x]           =  [x]
-scanr1 f (x:xs)                =  f x q : qs
+scanr1 _ []             =  []
+scanr1 _ [x]            =  [x]
+scanr1 f (x:xs)         =  f x q : qs
                            where qs@(q:_) = scanr1 f xs 
 
 -- | 'iterate' @f x@ returns an infinite list of repeated applications
@@ -226,12 +228,13 @@ scanr1 f (x:xs)           =  f x q : qs
 iterate :: (a -> a) -> a -> [a]
 iterate f x =  x : iterate f (f x)
 
+iterateFB :: (a -> b -> b) -> (a -> a) -> a -> b
 iterateFB c f x = x `c` iterateFB c f (f x)
 
 
 {-# RULES
-"iterate"    [~1] forall f x.  iterate f x = build (\c _n -> iterateFB c f x)
-"iterateFB"  [1]               iterateFB (:) = iterate
+"iterate"    [~1] forall f x.   iterate f x = build (\c _n -> iterateFB c f x)
+"iterateFB"  [1]                iterateFB (:) = iterate
  #-}
 
 
@@ -241,13 +244,14 @@ repeat :: a -> [a]
 -- The pragma just gives the rules more chance to fire
 repeat x = xs where xs = x : xs
 
-{-# INLINE [0] repeatFB #-}    -- ditto
+{-# INLINE [0] repeatFB #-}     -- ditto
+repeatFB :: (a -> b -> b) -> a -> b
 repeatFB c x = xs where xs = x `c` xs
 
 
 {-# RULES
 "repeat"    [~1] forall x. repeat x = build (\c _n -> repeatFB c x)
-"repeatFB"  [1]  repeatFB (:)      = repeat
+"repeatFB"  [1]  repeatFB (:)       = repeat
  #-}
 
 -- | 'replicate' @n x@ is a list of length @n@ with @x@ the value of
@@ -263,8 +267,8 @@ replicate n x           =  take n (repeat x)
 -- on infinite lists.
 
 cycle                   :: [a] -> [a]
-cycle []               = error "Prelude.cycle: empty list"
-cycle xs               = xs' where xs' = xs ++ xs'
+cycle []                = error "Prelude.cycle: empty list"
+cycle xs                = xs' where xs' = xs ++ xs'
 
 -- | 'takeWhile', applied to a predicate @p@ and a list @xs@, returns the
 -- longest prefix (possibly empty) of @xs@ of elements that satisfy @p@:
@@ -350,7 +354,7 @@ splitAt n xs           =  (take n xs, drop n xs)
 
 #else /* hack away */
 {-# RULES
-"take"    [~1] forall n xs . take n xs = takeFoldr n xs 
+"take"     [~1] forall n xs . take n xs = takeFoldr n xs 
 "takeList"  [1] forall n xs . foldr (takeFB (:) []) (takeConst []) xs n = takeUInt n xs
  #-}
 
@@ -369,7 +373,7 @@ takeConst x _ = x
 {-# NOINLINE [0] takeFB #-}
 takeFB :: (a -> b -> b) -> b -> a -> (Int# -> b) -> Int# -> b
 takeFB c n x xs m | m <=# 1#  = x `c` n
-                 | otherwise = x `c` xs (m -# 1#)
+                  | otherwise = x `c` xs (m -# 1#)
 
 {-# INLINE [0] take #-}
 take (I# n#) xs = takeUInt n# xs
@@ -395,32 +399,32 @@ takeUInt_append n xs rs
   | n >=# 0#  =  take_unsafe_UInt_append n xs rs
   | otherwise =  []
 
-take_unsafe_UInt_append        :: Int# -> [b] -> [b] -> [b]
-take_unsafe_UInt_append        0#  _ rs  = rs
-take_unsafe_UInt_append        m  ls rs  =
+take_unsafe_UInt_append :: Int# -> [b] -> [b] -> [b]
+take_unsafe_UInt_append 0#  _ rs  = rs
+take_unsafe_UInt_append m  ls rs  =
   case ls of
     []     -> rs
     (x:xs) -> x : take_unsafe_UInt_append (m -# 1#) xs rs
 
 drop (I# n#) ls
-  | n# <# 0#   = ls
-  | otherwise  = drop# n# ls
+  | n# <# 0#    = ls
+  | otherwise   = drop# n# ls
     where
-       drop# :: Int# -> [a] -> [a]
-       drop# 0# xs      = xs
-       drop# _  xs@[]   = xs
-       drop# m# (_:xs)  = drop# (m# -# 1#) xs
+        drop# :: Int# -> [a] -> [a]
+        drop# 0# xs      = xs
+        drop# _  xs@[]   = xs
+        drop# m# (_:xs)  = drop# (m# -# 1#) xs
 
 splitAt (I# n#) ls
-  | n# <# 0#   = ([], ls)
-  | otherwise  = splitAt# n# ls
+  | n# <# 0#    = ([], ls)
+  | otherwise   = splitAt# n# ls
     where
-       splitAt# :: Int# -> [a] -> ([a], [a])
-       splitAt# 0# xs     = ([], xs)
-       splitAt# _  xs@[]  = (xs, xs)
-       splitAt# m# (x:xs) = (x:xs', xs'')
-         where
-           (xs', xs'') = splitAt# (m# -# 1#) xs
+        splitAt# :: Int# -> [a] -> ([a], [a])
+        splitAt# 0# xs     = ([], xs)
+        splitAt# _  xs@[]  = (xs, xs)
+        splitAt# m# (x:xs) = (x:xs', xs'')
+          where
+            (xs', xs'') = splitAt# (m# -# 1#) xs
 
 #endif /* USE_REPORT_PRELUDE */
 
@@ -455,10 +459,10 @@ break                   :: (a -> Bool) -> [a] -> ([a],[a])
 break p                 =  span (not . p)
 #else
 -- HBC version (stolen)
-break _ xs@[]          =  (xs, xs)
+break _ xs@[]           =  (xs, xs)
 break p xs@(x:xs')
-          | p x        =  ([],xs)
-          | otherwise  =  let (ys,zs) = break p xs' in (x:ys,zs)
+           | p x        =  ([],xs)
+           | otherwise  =  let (ys,zs) = break p xs' in (x:ys,zs)
 #endif
 
 -- | 'reverse' @xs@ returns the elements of @xs@ in reverse order.
@@ -486,45 +490,50 @@ or                      :: [Bool] -> Bool
 and                     =  foldr (&&) True
 or                      =  foldr (||) False
 #else
-and []         =  True
-and (x:xs)     =  x && and xs
-or []          =  False
-or (x:xs)      =  x || or xs
+and []          =  True
+and (x:xs)      =  x && and xs
+or []           =  False
+or (x:xs)       =  x || or xs
 
 {-# RULES
-"and/build"    forall (g::forall b.(Bool->b->b)->b->b) . 
-               and (build g) = g (&&) True
-"or/build"     forall (g::forall b.(Bool->b->b)->b->b) . 
-               or (build g) = g (||) False
+"and/build"     forall (g::forall b.(Bool->b->b)->b->b) . 
+                and (build g) = g (&&) True
+"or/build"      forall (g::forall b.(Bool->b->b)->b->b) . 
+                or (build g) = g (||) False
  #-}
 #endif
 
 -- | Applied to a predicate and a list, 'any' determines if any element
--- of the list satisfies the predicate.
+-- of the list satisfies the predicate.  For the result to be
+-- 'False', the list must be finite; 'True', however, results from a 'True'
+-- value for the predicate applied to an element at a finite index of a finite or infinite list.
 any                     :: (a -> Bool) -> [a] -> Bool
 
 -- | Applied to a predicate and a list, 'all' determines if all elements
--- of the list satisfy the predicate.
+-- of the list satisfy the predicate. For the result to be
+-- 'True', the list must be finite; 'False', however, results from a 'False'
+-- value for the predicate applied to an element at a finite index of a finite or infinite list.
 all                     :: (a -> Bool) -> [a] -> Bool
 #ifdef USE_REPORT_PRELUDE
 any p                   =  or . map p
 all p                   =  and . map p
 #else
-any _ []       = False
-any p (x:xs)   = p x || any p xs
+any _ []        = False
+any p (x:xs)    = p x || any p xs
 
-all _ []       =  True
-all p (x:xs)   =  p x && all p xs
+all _ []        =  True
+all p (x:xs)    =  p x && all p xs
 {-# RULES
-"any/build"    forall p (g::forall b.(a->b->b)->b->b) . 
-               any p (build g) = g ((||) . p) False
-"all/build"    forall p (g::forall b.(a->b->b)->b->b) . 
-               all p (build g) = g ((&&) . p) True
+"any/build"     forall p (g::forall b.(a->b->b)->b->b) . 
+                any p (build g) = g ((||) . p) False
+"all/build"     forall p (g::forall b.(a->b->b)->b->b) . 
+                all p (build g) = g ((&&) . p) True
  #-}
 #endif
 
 -- | 'elem' is the list membership predicate, usually written in infix form,
--- e.g., @x \`elem\` xs@.
+-- e.g., @x \`elem\` xs@.  For the result to be
+-- 'False', the list must be finite; 'True', however, results from an element equal to @x@ found at a finite index of a finite or infinite list.
 elem                    :: (Eq a) => a -> [a] -> Bool
 
 -- | 'notElem' is the negation of 'elem'.
@@ -533,10 +542,10 @@ notElem                 :: (Eq a) => a -> [a] -> Bool
 elem x                  =  any (== x)
 notElem x               =  all (/= x)
 #else
-elem _ []      = False
-elem x (y:ys)  = x==y || elem x ys
+elem _ []       = False
+elem x (y:ys)   = x==y || elem x ys
 
-notElem        _ []    =  True
+notElem _ []    =  True
 notElem x (y:ys)=  x /= y && notElem x ys
 #endif
 
@@ -578,43 +587,46 @@ xs     !! n | n < 0 =  error "Prelude.!!: negative index"
 -- The semantics is not quite the same for error conditions
 -- in the more efficient version.
 --
-xs !! (I# n) | n <# 0#   =  error "Prelude.(!!): negative index\n"
-            | otherwise =  sub xs n
+xs !! (I# n0) | n0 <# 0#   =  error "Prelude.(!!): negative index\n"
+               | otherwise =  sub xs n0
                          where
-                           sub :: [a] -> Int# -> a
+                            sub :: [a] -> Int# -> a
                             sub []     _ = error "Prelude.(!!): index too large\n"
                             sub (y:ys) n = if n ==# 0#
-                                          then y
-                                          else sub ys (n -# 1#)
+                                           then y
+                                           else sub ys (n -# 1#)
 #endif
 \end{code}
 
 
 %*********************************************************
-%*                                                     *
+%*                                                      *
 \subsection{The zip family}
-%*                                                     *
+%*                                                      *
 %*********************************************************
 
 \begin{code}
-foldr2 _k z []           _ys    = z
-foldr2 _k z _xs   []    = z
+foldr2 :: (a -> b -> c -> c) -> c -> [a] -> [b] -> c
+foldr2 _k z []    _ys    = z
+foldr2 _k z _xs   []     = z
 foldr2 k z (x:xs) (y:ys) = k x y (foldr2 k z xs ys)
 
+foldr2_left :: (a -> b -> c -> d) -> d -> a -> ([b] -> c) -> [b] -> d
 foldr2_left _k  z _x _r []     = z
 foldr2_left  k _z  x  r (y:ys) = k x y (r ys)
 
+foldr2_right :: (a -> b -> c -> d) -> d -> b -> ([a] -> c) -> [a] -> d
 foldr2_right _k z  _y _r []     = z
 foldr2_right  k _z  y  r (x:xs) = k x y (r xs)
 
 -- foldr2 k z xs ys = foldr (foldr2_left k z)  (\_ -> z) xs ys
 -- foldr2 k z xs ys = foldr (foldr2_right k z) (\_ -> z) ys xs
 {-# RULES
-"foldr2/left"  forall k z ys (g::forall b.(a->b->b)->b->b) . 
-                 foldr2 k z (build g) ys = g (foldr2_left  k z) (\_ -> z) ys
+"foldr2/left"   forall k z ys (g::forall b.(a->b->b)->b->b) . 
+                  foldr2 k z (build g) ys = g (foldr2_left  k z) (\_ -> z) ys
 
-"foldr2/right" forall k z xs (g::forall b.(a->b->b)->b->b) . 
-                 foldr2 k z xs (build g) = g (foldr2_right k z) (\_ -> z) xs
+"foldr2/right"  forall k z xs (g::forall b.(a->b->b)->b->b) . 
+                  foldr2 k z xs (build g) = g (foldr2_right k z) (\_ -> z) xs
  #-}
 \end{code}
 
@@ -640,11 +652,12 @@ zip (a:as) (b:bs) = (a,b) : zip as bs
 zip _      _      = []
 
 {-# INLINE [0] zipFB #-}
-zipFB c x y r = (x,y) `c` r
+zipFB :: ((a, b) -> c -> d) -> a -> b -> c -> d
+zipFB c = \x y r -> (x,y) `c` r
 
 {-# RULES
-"zip"     [~1] forall xs ys. zip xs ys = build (\c n -> foldr2 (zipFB c) n xs ys)
-"zipList"  [1] foldr2 (zipFB (:)) []   = zip
+"zip"      [~1] forall xs ys. zip xs ys = build (\c n -> foldr2 (zipFB c) n xs ys)
+"zipList"  [1]  foldr2 (zipFB (:)) []   = zip
  #-}
 \end{code}
 
@@ -673,12 +686,15 @@ zipWith :: (a->b->c) -> [a]->[b]->[c]
 zipWith f (a:as) (b:bs) = f a b : zipWith f as bs
 zipWith _ _      _      = []
 
+-- zipWithFB must have arity 2 since it gets two arguments in the "zipWith"
+-- rule; it might not get inlined otherwise
 {-# INLINE [0] zipWithFB #-}
-zipWithFB c f x y r = (x `f` y) `c` r
+zipWithFB :: (a -> b -> c) -> (d -> e -> a) -> d -> e -> b -> c
+zipWithFB c f = \x y r -> (x `f` y) `c` r
 
 {-# RULES
-"zipWith"      [~1] forall f xs ys.    zipWith f xs ys = build (\c n -> foldr2 (zipWithFB c f) n xs ys)
-"zipWithList"  [1]  forall f.  foldr2 (zipWithFB (:) f) [] = zipWith f
+"zipWith"       [~1] forall f xs ys.    zipWith f xs ys = build (\c n -> foldr2 (zipWithFB c f) n xs ys)
+"zipWithList"   [1]  forall f.  foldr2 (zipWithFB (:) f) [] = zipWith f
   #-}
 \end{code}
 
@@ -707,9 +723,9 @@ unzip3   =  foldr (\(a,b,c) ~(as,bs,cs) -> (a:as,b:bs,c:cs))
 
 
 %*********************************************************
-%*                                                     *
+%*                                                      *
 \subsection{Error code}
-%*                                                     *
+%*                                                      *
 %*********************************************************
 
 Common up near identical calls to `error' to reduce the number