lib/collection: fix doc of the popular `Container`
[nit.git] / lib / standard / collection / abstract_collection.nit
index cd6c734..e1cb6a0 100644 (file)
 #
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 # distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY WARRANTY;
-# without  even  the implied warranty of  MERCHANTABILITY or  FITNESS FOR A 
+# without  even  the implied warranty of  MERCHANTABILITY or  FITNESS FOR A
 # PARTICULAR PURPOSE.  You can modify it is you want,  provided this header
 # is kept unaltered, and a notification of the changes is added.
 # You  are  allowed  to  redistribute it and sell it, alone or is a part of
 # another product.
 
-# This module define several abtract collection classes.
-package abstract_collection
+# Abstract collection classes and services.
+#
+# TODO specify the behavior on iterators when collections are modified.
+module abstract_collection
 
 import kernel
 
 # The root of the collection hierarchy.
 #
-# Instances of this class offers an iterator method.
+# Collections modelize finite groups of objects, called elements.
+#
+# The specific behavior and representation of collections is determined
+# by the subclasses of the hierarchy.
+#
+# The main service of Collection is to provide a stable `iterator`
+# method usable to retrieve all the elements of the collection.
+#
+# Additional services are provided.
+# For an implementation point of view, Collection provide a basic
+# implementation of these services using the `iterator` method.
+# Subclasses often provide a more efficient implementation.
+#
+# Because of the `iterator` method, Collections instances can use
+# the `for` control structure.
 #
-# Colections instances can use the "for" structure:
-#        var x: Collection[U]
-#         ...
-#         for u in x do
-#             # u is a U
-#             ...
-#         end
-# that is equivalent with
-#         var x: Collection[U]
-#         ...
-#         var i = x.iterator
-#         while i.is_ok do
-#             var u = i.item # u is a U
-#             ...
-#             i.next
-#         end
+# ~~~nitish
+# var x: Collection[U]
+# # ...
+# for u in x do
+#      # u is a U
+#      # ...
+# end
+# ~~~
 #
-# This abstract class implements its others methods with an iterator.
-# Subclasses may redefine them with an efficient implementation.
+# that is equivalent with the following:
+#
+# ~~~nitish
+# var x: Collection[U]
+# # ...
+# var i = x.iterator
+# while i.is_ok do
+#     var u = i.item # u is a U
+#     # ...
+#     i.next
+# end
+# ~~~
 interface Collection[E]
        # Get a new iterator on the collection.
        fun iterator: Iterator[E] is abstract
 
-       # Iterate over each element of the collection
-       fun iterate
-               !each(e: E)
-       do
-               var i = iterator
-               while i.is_ok do
-                       each(i.item)
-                       i.next
-               end
-       end
-
-       # Is there no item in the collection ?
-       fun is_empty: Bool is abstract 
+       # Is there no item in the collection?
+       #
+       #     assert [1,2,3].is_empty  == false
+       #     assert [1..1[.is_empty   == true
+       fun is_empty: Bool do return length == 0
 
        # Number of items in the collection.
-       fun length: Int is abstract
-
-       # Is `item' in the collection ?
-       # Comparaisons are done with ==
-       fun has(item: E): Bool is abstract
-
-       # Is the collection contain only `item' ?
-       # Comparaisons are done with ==
-       # Return true if the collection is empty.
-       fun has_only(item: E): Bool is abstract
-
-       # How many occurences of `item' are in the collection ?
-       # Comparaisons are done with ==
-       fun count(item: E): Int is abstract
-
-       # Return one the item of the collection
-       fun first: E is abstract
-end
-
-# Naive implementation of collections method
-# You only have to define iterator!
-interface NaiveCollection[E]
-       super Collection[E]
-       redef fun is_empty do return length == 0
-
-       redef fun length
+       #
+       #     assert [10,20,30].length == 3
+       #     assert [20..30[.length   == 10
+       fun length: Int
        do
                var nb = 0
-               for i in self do nb += 1 
+               for i in self do nb += 1
                return nb
        end
 
-       redef fun has(item)
+       # Is `item` in the collection ?
+       # Comparisons are done with ==
+       #
+       #     assert [1,2,3].has(2)    == true
+       #     assert [1,2,3].has(9)    == false
+       #     assert [1..5[.has(2)     == true
+       #     assert [1..5[.has(9)     == false
+       fun has(item: E): Bool
        do
                for i in self do if i == item then return true
                return false
        end
 
-       redef fun has_only(item)
+       # Is the collection contain only `item`?
+       # Comparisons are done with ==
+       # Return true if the collection is empty.
+       #
+       #     assert [1,1,1].has_only(1)         == true
+       #     assert [1,2,3].has_only(1)         == false
+       #     assert [1..1].has_only(1)          == true
+       #     assert [1..3].has_only(1)          == false
+       #     assert [3..3[.has_only(1)          == true # empty collection
+       #
+       # ENSURE `is_empty implies result == true`
+       fun has_only(item: E): Bool
        do
                for i in self do if i != item then return false
                return true
        end
 
-       redef fun count(item)
+       # How many occurrences of `item` are in the collection?
+       # Comparisons are done with ==
+       #
+       #     assert [10,20,10].count(10)         == 2
+       fun count(item: E): Int
        do
                var nb = 0
                for i in self do if i == item then nb += 1
                return nb
        end
 
-       redef fun first
+       # Return the first item of the collection
+       #
+       #     assert [1,2,3].first                == 1
+       fun first: E
        do
                assert length > 0
                return iterator.item
        end
+
+       # Does the collection contain at least each element of `other`?
+       #
+       #     assert [1,3,4,2].has_all([1..2])    == true
+       #     assert [1,3,4,2].has_all([1..5])    == false
+       #
+       # Repeated elements in the collections are not considered.
+       #
+       #     assert [1,1,1].has_all([1])         == true
+       #     assert [1..5].has_all([1,1,1])      == true
+       #
+       # Note that the default implementation is general and correct for any lawful Collections.
+       # It is memory-efficient but relies on `has` so may be CPU-inefficient for some kind of collections.
+       fun has_all(other: Collection[E]): Bool
+       do
+               for x in other do if not has(x) then return false
+               return true
+       end
+
+       # Does the collection contain exactly all the elements of `other`?
+       #
+       # The same elements must be present in both `self` and `other`,
+       # but the order of the elements in the collections are not considered.
+       #
+       #     assert [1..3].has_exactly([3,1,2]) == true  # the same elements
+       #     assert [1..3].has_exactly([3,1])   == false # 2 is not in the array
+       #     assert [1..2].has_exactly([3,1,2]) == false # 3 is not in the range
+       #
+       # Repeated elements must be present in both collections in the same amount.
+       # So basically it is a multi-set comparison.
+       #
+       #     assert [1,2,3,2].has_exactly([1,2,2,3]) == true  # the same elements
+       #     assert [1,2,3,2].has_exactly([1,2,3])   == false # more 2 in the first array
+       #     assert [1,2,3].has_exactly([1,2,2,3])   == false # more 2 in the second array
+       #
+       # Note that the default implementation is general and correct for any lawful Collections.
+       # It is memory-efficient but relies on `count` so may be CPU-inefficient for some kind of collections.
+       fun has_exactly(other: Collection[E]): Bool
+       do
+               if length != other.length then return false
+               for e in self do if self.count(e) != other.count(e) then return false
+               return true
+       end
 end
 
 # Instances of the Iterator class generates a series of elements, one at a time.
 # They are mainly used with collections.
 interface Iterator[E]
        # The current item.
-       # Require `is_ok'.
+       # Require `is_ok`.
        fun item: E is abstract
 
        # Jump to the next item.
-       # Require `is_ok'.
+       # Require `is_ok`.
        fun next is abstract
 
        # Is there a current item ?
        fun is_ok: Bool is abstract
+
+       # Iterate over `self`
+       fun iterator: Iterator[E] do return self
+
+       # Post-iteration hook.
+       #
+       # Used to inform `self` that the iteration is over.
+       # Specific iterators can use this to free some resources.
+       #
+       # Is automatically invoked at the end of `for` structures.
+       #
+       # Do nothing by default.
+       fun finish do end
 end
 
 # A collection that contains only one item.
+#
+# Used to pass arguments by reference.
+#
+# Also used when one want to give a single element when a full
+# collection is expected
 class Container[E]
        super Collection[E]
 
-       redef fun first do return _item
+       redef fun first do return item
 
        redef fun is_empty do return false
 
        redef fun length do return 1
 
-       redef fun has(an_item) do return _item == an_item
+       redef fun has(an_item) do return item == an_item
 
-       redef fun has_only(an_item) do return _item == an_item
+       redef fun has_only(an_item) do return item == an_item
 
        redef fun count(an_item)
        do
-               if _item == an_item then
+               if item == an_item then
                        return 1
                else
                        return 0
@@ -155,61 +229,83 @@ class Container[E]
 
        redef fun iterator do return new ContainerIterator[E](self)
 
-       # Create a new instance with a given initial value.
-       init(e: E) do _item = e
-
        # The stored item
-       readable writable var _item: E
+       var item: E is writable
 end
 
 # This iterator is quite stupid since it is used for only one item.
-class ContainerIterator[E]
+private class ContainerIterator[E]
        super Iterator[E]
        redef fun item do return _container.item
 
-       redef fun next do _is_ok = false
+       redef fun next do is_ok = false
 
-       init(c: Container[E]) do _container = c
+       redef var is_ok: Bool = true
 
-       redef readable var _is_ok: Bool = true
-
-       var _container: Container[E]
+       var container: Container[E]
 end
 
 # Items can be removed from this collection
 interface RemovableCollection[E]
        super Collection[E]
+
        # Remove all items
+       #
+       #     var a = [1,2,3]
+       #     a.clear
+       #     assert a.length == 0
+       #
+       # ENSURE `is_empty`
        fun clear is abstract
 
-       # Remove an occucence of `item'
+       # Remove an occucence of `item`
+       #
+       #     var a = [1,2,3,1,2,3]
+       #     a.remove 2
+       #     assert a == [1,3,1,2,3]
        fun remove(item: E) is abstract
 
-       # Remove all occurences of `item'
+       # Remove all occurences of `item`
+       #
+       #     var a = [1,2,3,1,2,3]
+       #     a.remove_all 2
+       #     assert a == [1,3,1,3]
        fun remove_all(item: E) do while has(item) do remove(item)
 end
 
 # Items can be added to these collections.
 interface SimpleCollection[E]
        super RemovableCollection[E]
+
        # Add an item in a collection.
+       #
+       #     var a = [1,2]
+       #     a.add 3
+       #     assert a.has(3)  == true
+       #     assert a.has(10) == false
+       #
        # Ensure col.has(item)
        fun add(item: E) is abstract
 
        # Add each item of `coll`.
+       #     var a = [1,2]
+       #     a.add_all([3..5])
+       #     assert a.has(4)  == true
+       #     assert a.has(10) == false
        fun add_all(coll: Collection[E]) do for i in coll do add(i)
 end
 
 # Abstract sets.
 #
-# Set contains contains only one element with the same value (according to =).
-#    var s : Set[E]
-#    var a = "Hello"
-#    var b = "Hello"
-#    ...
-#    s.add(a)
-#    s.has(b) # --> true
-interface Set[E: Object]
+# Set is a collection without duplicates (according to `==`)
+#
+#      var s: Set[String] = new ArraySet[String]
+#      var a = "Hello"
+#      var b = "Hel" + "lo"
+#      # ...
+#      s.add(a)
+#      assert s.has(b)      ==  true
+interface Set[E]
        super SimpleCollection[E]
 
        redef fun has_only(item)
@@ -236,75 +332,233 @@ interface Set[E: Object]
 
        # Synonym of remove since there is only one item
        redef fun remove_all(item) do remove(item)
-end
 
-interface MapRead[K: Object, E]
-       # Get the item at `key'.
-       fun [](key: K): E is abstract
+       # Equality is defined on set and means that each set contains the same elements
+       redef fun ==(other)
+       do
+               if not other isa Set[Object] then return false
+               if other.length != length then return false
+               return has_all(other)
+       end
 
-       # Is there an item at `key'.
-       fun has_key(key: K): Bool is abstract
+       # Because of the law between `==` and `hash`, `hash` is redefined to be the sum of the hash of the elements
+       redef fun hash
+       do
+               # 23 is a magic number empirically determined to be not so bad.
+               var res = 23 + length
+               # Note: the order of the elements must not change the hash value.
+               # So, unlike usual hash functions, the accumulator is not combined with itself.
+               for e in self do res += e.hash
+               return res
+       end
 
-       # Get a new iterator on the map.
-       fun iterator: MapIterator[K, E] is abstract
+       # Returns the union of this set with the `other` set
+       fun union(other: Set[E]): Set[E]
+       do
+               var nhs = new_set
+               nhs.add_all self
+               nhs.add_all other
+               return nhs
+       end
 
-       # Iterate over each element of the collection
-       fun iterate
-               !each(e: E)
+       # Returns the intersection of this set with the `other` set
+       fun intersection(other: Set[E]): Set[E]
        do
-               var i = iterator
-               while i.is_ok do
-                       each(i.item)
-                       i.next
-               end
+               var nhs = new_set
+               for v in self do if other.has(v) then nhs.add(v)
+               return nhs
        end
 
-       # Is there no item in the collection ?
-       fun is_empty: Bool is abstract 
+       # Returns a new instance of `Set`.
+       #
+       # Depends on the subclass, mainly used for copy services
+       # like `union` or `intersection`.
+       protected fun new_set: Set[E] is abstract
+end
 
-       # Number of items in the collection.
-       fun length: Int is abstract
+# MapRead are abstract associative collections: `key` -> `item`.
+interface MapRead[K, V]
+       # Get the item at `key`
+       #
+       #     var x = new HashMap[String, Int]
+       #     x["four"] = 4
+       #     assert x["four"] == 4
+       #     # assert x["five"] #=> abort
+       #
+       # If the key is not in the map, `provide_default_value` is called (that aborts by default)
+       # See `get_or_null` and `get_or_default` for safe variations.
+       fun [](key: K): V is abstract
+
+       # Get the item at `key` or null if `key` is not in the map.
+       #
+       #     var x = new HashMap[String, Int]
+       #     x["four"] = 4
+       #     assert x.get_or_null("four") == 4
+       #     assert x.get_or_null("five") == null
+       #
+       # Note: use `has_key` and `[]` if you need the distinction between a key associated with null, and no key.
+       fun get_or_null(key: K): nullable V
+       do
+               if has_key(key) then return self[key]
+               return null
+       end
 
-       # Is `item' in the collection ?
-       # Comparaisons are done with ==
-       fun has(item: E): Bool is abstract
+       # Get the item at `key` or return `default` if not in map
+       #
+       #     var x = new HashMap[String, Int]
+       #     x["four"] = 4
+       #     assert x.get_or_default("four", 40) == 4
+       #     assert x.get_or_default("five", 50) == 50
+       #
+       fun get_or_default(key: K, default: V): V
+       do
+               if has_key(key) then return self[key]
+               return default
+       end
 
-       # Is the collection contain only `item' ?
-       # Comparaisons are done with ==
-       # Return true if the collection is empty.
-       fun has_only(item: E): Bool is abstract
+       # Is there an item associated with `key`?
+       #
+       #     var x = new HashMap[String, Int]
+       #     x["four"] = 4
+       #     assert x.has_key("four") == true
+       #     assert x.has_key("five") == false
+       #
+       # By default it is a synonymous to `keys.has` but could be redefined with a direct implementation.
+       fun has_key(key: K): Bool do return self.keys.has(key)
 
-       # How many occurences of `item' are in the collection ?
-       # Comparaisons are done with ==
-       fun count(item: E): Int is abstract
+       # Get a new iterator on the map.
+       fun iterator: MapIterator[K, V] is abstract
+
+       # Return the point of view of self on the values only.
+       # Note that `self` and `values` are views on the same data;
+       # therefore any modification of one is visible on the other.
+       #
+       #     var x = new HashMap[String, Int]
+       #     x["four"] = 4
+       #     assert x.values.has(4) == true
+       #     assert x.values.has(5) == false
+       fun values: Collection[V] is abstract
+
+       # Return the point of view of self on the keys only.
+       # Note that `self` and `keys` are views on the same data;
+       # therefore any modification of one is visible on the other.
+       #
+       #     var x = new HashMap[String, Int]
+       #     x["four"] = 4
+       #     assert x.keys.has("four") == true
+       #     assert x.keys.has("five") == false
+       fun keys: Collection[K] is abstract
+
+       # Is there no item in the collection?
+       #
+       #     var x = new HashMap[String, Int]
+       #     assert x.is_empty  == true
+       #     x["four"] = 4
+       #     assert x.is_empty  == false
+       fun is_empty: Bool is abstract
 
-       # Return one the item of the collection
-       fun first: E is abstract
+       # Number of items in the collection.
+       #
+       #     var x = new HashMap[String, Int]
+       #     assert x.length  == 0
+       #     x["four"] = 4
+       #     assert x.length  == 1
+       #     x["five"] = 5
+       #     assert x.length  == 2
+       fun length: Int is abstract
+
+       # Called by the underling implementation of `[]` to provide a default value when a `key` has no value
+       # By default the behavior is to abort.
+       #
+       # Note: the value is returned *as is*, implementations may want to store the value in the map before returning it
+       # @toimplement
+       protected fun provide_default_value(key: K): V do abort
+
+       # Does `self` and `other` have the same keys associated with the same values?
+       #
+       # ~~~
+       # var a = new HashMap[String, Int]
+       # var b = new ArrayMap[Object, Numeric]
+       # assert a == b
+       # a["one"] = 1
+       # assert a != b
+       # b["one"] = 1
+       # assert a == b
+       # b["one"] = 2
+       # assert a != b
+       # ~~~
+       redef fun ==(other)
+       do
+               if not other isa MapRead[nullable Object, nullable Object] then return false
+               if other.length != self.length then return false
+               for k, v in self do
+                       if not other.has_key(k) then return false
+                       if other[k] != v then return false
+               end
+               return true
+       end
 end
 
-# Maps are associative collections: `key' -> `item'.
+# Maps are associative collections: `key` -> `item`.
 #
 # The main operator over maps is [].
 #
-#     var map: Map[U, V]
-#     ...
-#     map[u1] = v1      # Associate 'v1' to 'u1'
-#     map[u2] = v2      # Associate 'v2' to 'u2'
-#     map[u1]            # -> v1
-#     map[u2]            # -> v2
-#     map.has_key(u1)    # -> true
-#     map.has_key(u3)    # -> false
-interface Map[K: Object, E]
-       super MapRead[K, E]
-       # Set the`item' at `key'.
-       fun []=(key: K, item: E) is abstract
-
-       # Remove the item at `key'
-       fun remove_at(key: K) is abstract
-
-       # Add each (key,value) of `map' into `self'.
-       # If a same key exists in `map' and `self', then the value in self is discarded.
-       fun recover_with(map: Map[K, E])
+#     var map: Map[String, Int] = new ArrayMap[String, Int]
+#     # ...
+#     map["one"] = 1      # Associate 'one' to '1'
+#     map["two"] = 2      # Associate 'two' to '2'
+#     assert map["one"]             ==  1
+#     assert map["two"]             ==  2
+#
+# Instances of maps can be used with the for structure
+#
+#     for key, value in map do
+#         assert (key == "one" and value == 1) or (key == "two" and value == 2)
+#     end
+#
+# The keys and values in the map can also be manipulated directly with the `keys` and `values` methods.
+#
+#     assert map.keys.has("one")    ==  true
+#     assert map.keys.has("tree")   ==  false
+#     assert map.values.has(1)      ==  true
+#     assert map.values.has(3)      ==  false
+#
+interface Map[K, V]
+       super MapRead[K, V]
+
+       # Set the `value` at `key`.
+       #
+       # Values can then get retrieved with `[]`.
+       #
+       #     var x = new HashMap[String, Int]
+       #     x["four"] = 4
+       #     assert x["four"]   == 4
+       #
+       # If the key was associated with a value, this old value is discarded
+       # and replaced with the new one.
+       #
+       #     x["four"] = 40
+       #     assert x["four"]         == 40
+       #     assert x.values.has(4)   == false
+       #
+       fun []=(key: K, value: V) is abstract
+
+       # Add each (key,value) of `map` into `self`.
+       # If a same key exists in `map` and `self`, then the value in self is discarded.
+       #
+       # It is the analogous of `SimpleCollection::add_all`
+       #
+       #     var x = new HashMap[String, Int]
+       #     x["four"] = 4
+       #     x["five"] = 5
+       #     var y = new HashMap[String, Int]
+       #     y["four"] = 40
+       #     y["nine"] = 90
+       #     x.recover_with y
+       #     assert x["four"]  == 40
+       #     assert x["five"]  == 5
+       #     assert x["nine"]  == 90
+       fun recover_with(map: MapRead[K, V])
        do
                var i = map.iterator
                while i.is_ok do
@@ -314,87 +568,280 @@ interface Map[K: Object, E]
        end
 
        # Remove all items
+       #
+       #     var x = new HashMap[String, Int]
+       #     x["four"] = 4
+       #     x.clear
+       #     assert x.keys.has("four") == false
+       #
+       # ENSURE `is_empty`
        fun clear is abstract
 
-       # Remove an occucence of `item'
-       fun remove(item: E) is abstract
+       redef fun values: RemovableCollection[V] is abstract
 
-       # Remove all occurences of `item'
-       fun remove_all(item: E) do while has(item) do remove(item)
+       redef fun keys: RemovableCollection[K] is abstract
 end
 
 # Iterators for Map.
-interface MapIterator[K: Object, E]
+interface MapIterator[K, V]
        # The current item.
-       # Require `is_ok'.
-       fun item: E is abstract
+       # Require `is_ok`.
+       fun item: V is abstract
 
        # The key of the current item.
-       # Require `is_ok'.
+       # Require `is_ok`.
        fun key: K is abstract
 
        # Jump to the next item.
-       # Require `is_ok'.
+       # Require `is_ok`.
        fun next is abstract
 
        # Is there a current item ?
        fun is_ok: Bool is abstract
 
-       # Set a new `item' at `key'.
+       # Set a new `item` at `key`.
        #fun item=(item: E) is abstract
+
+       # Post-iteration hook.
+       #
+       # Used to inform `self` that the iteration is over.
+       # Specific iterators can use this to free some resources.
+       #
+       # Is automatically invoked at the end of `for` structures.
+       #
+       # Do nothing by default.
+       fun finish do end
+end
+
+# Iterator on a 'keys' point of view of a map
+class MapKeysIterator[K, V]
+       super Iterator[K]
+       # The original iterator
+       var original_iterator: MapIterator[K, V]
+
+       redef fun is_ok do return self.original_iterator.is_ok
+       redef fun next do self.original_iterator.next
+       redef fun item do return self.original_iterator.key
+end
+
+# Iterator on a 'values' point of view of a map
+class MapValuesIterator[K, V]
+       super Iterator[V]
+       # The original iterator
+       var original_iterator: MapIterator[K, V]
+
+       redef fun is_ok do return self.original_iterator.is_ok
+       redef fun next do self.original_iterator.next
+       redef fun item do return self.original_iterator.item
 end
 
-# Indexed collection are ordoned collections.
-# The first item is 0. The last is `length'-1.
+# Sequences are indexed collections.
+# The first item is 0. The last is `length-1`.
+#
+# The order is the main caracteristic of sequence
+# and all concrete implementation of sequences are basically interchangeable.
 interface SequenceRead[E]
        super Collection[E]
+
        # Get the first item.
-       # Is equivalent with `self'[0].
+       # Is equivalent with `self[0]`.
+       #
+       #     var a = [1,2,3]
+       #     assert a.first   == 1
+       #
+       # REQUIRE `not is_empty`
        redef fun first
        do
                assert not_empty: not is_empty
                return self[0]
        end
 
+       # Return the index-th element of the sequence.
+       # The first element is 0 and the last is `length-1`
+       # If index is invalid, the program aborts
+       #
+       #     var a = [10,20,30]
+       #     assert a[0]   == 10
+       #     assert a[1]   == 20
+       #     assert a[2]   == 30
+       #
+       # REQUIRE `index >= 0 and index < length`
        fun [](index: Int): E is abstract
 
        # Get the last item.
-       # Is equivalent with `self'[`length'-1].
+       # Is equivalent with `self[length-1]`.
+       #
+       #     var a = [1,2,3]
+       #     assert a.last   == 3
+       #
+       # REQUIRE `not is_empty`
        fun last: E
        do
                assert not_empty: not is_empty
                return self[length-1]
        end
 
-       # Return the index of the first occurence of `item'.
-       # Return -1 if `item' is not found
-       fun index_of(item: E): Int
+       # The index of the first occurrence of `item`.
+       # Return -1 if `item` is not found.
+       # Comparison is done with `==`.
+       #
+       #     var a = [10,20,30,10,20,30]
+       #     assert a.index_of(20)   == 1
+       #     assert a.index_of(40)   == -1
+       fun index_of(item: E): Int do return index_of_from(item, 0)
+
+       # The index of the last occurrence of `item`.
+       # Return -1 if `item` is not found.
+       # Comparison is done with `==`.
+       #
+       #     var a = [10,20,30,10,20,30]
+       #     assert a.last_index_of(20)   == 4
+       #     assert a.last_index_of(40)   == -1
+       fun last_index_of(item: E): Int do return last_index_of_from(item, length-1)
+
+       # The index of the first occurrence of `item`, starting from pos.
+       # Return -1 if `item` is not found.
+       # Comparison is done with `==`.
+       #
+       #     var a = [10,20,30,10,20,30]
+       #     assert a.index_of_from(20, 3)   == 4
+       #     assert a.index_of_from(20, 4)   == 4
+       #     assert a.index_of_from(20, 5)   == -1
+       fun index_of_from(item: E, pos: Int): Int
        do
+               var p = 0
                var i = iterator
                while i.is_ok do
-                       if i.item == item then return i.index
+                       if p>=pos and i.item == item then return i.index
                        i.next
+                       p += 1
                end
                return -1
        end
 
+       # The index of the last occurrence of `item` starting from `pos` and decrementing.
+       # Return -1 if `item` is not found.
+       # Comparison is done with `==`.
+       #
+       #     var a = [10,20,30,10,20,30]
+       #     assert a.last_index_of_from(20, 2)   == 1
+       #     assert a.last_index_of_from(20, 1)   == 1
+       #     assert a.last_index_of_from(20, 0)   == -1
+       fun last_index_of_from(item: E, pos: Int): Int
+       do
+               var res = -1
+               var p = 0
+               var i = iterator
+               while i.is_ok do
+                       if p>pos then break
+                       if i.item == item then res = p
+                       i.next
+                       p += 1
+               end
+               return res
+       end
+
+       # Two sequences are equals if they have the same items in the same order.
+       #
+       #     var a = new List[Int]
+       #     a.add(1)
+       #     a.add(2)
+       #     a.add(3)
+       #     assert a == [1,2,3]
+       #     assert a != [1,3,2]
+       redef fun ==(o)
+       do
+               if not o isa SequenceRead[nullable Object] then return false
+               var l = length
+               if o.length != l then return false
+               var i = 0
+               while i < l do
+                       if self[i] != o[i] then return false
+                       i += 1
+               end
+               return true
+       end
+
+       # Because of the law between `==` and `hash`, `hash` is redefined to be the sum of the hash of the elements
+       redef fun hash
+       do
+               # The 17 and 2/3 magic numbers were determined empirically.
+               # Note: the standard hash functions djb2, sbdm and fnv1 were also
+               # tested but were comparable (or worse).
+               var res = 17 + length
+               for e in self do
+                       res = res * 3 / 2
+                       if e != null then res += e.hash
+               end
+               return res
+       end
+
        redef fun iterator: IndexedIterator[E] is abstract
+
+       # Gets a new Iterator starting at position `pos`
+       #
+       #     var iter = [10,20,30,40,50].iterator_from(2)
+       #     assert iter.to_a == [30, 40, 50]
+       fun iterator_from(pos: Int): IndexedIterator[E]
+       do
+               var res = iterator
+               while pos > 0 and res.is_ok do
+                       res.next
+                       pos -= 1
+               end
+               return res
+       end
+
+       # Gets an iterator starting at the end and going backwards
+       #
+       #     var reviter = [1,2,3].reverse_iterator
+       #     assert reviter.to_a == [3,2,1]
+       fun reverse_iterator: IndexedIterator[E] is abstract
+
+       # Gets an iterator on the chars of self starting from `pos`
+       #
+       #     var reviter = [10,20,30,40,50].reverse_iterator_from(2)
+       #     assert reviter.to_a == [30,20,10]
+       fun reverse_iterator_from(pos: Int): IndexedIterator[E]
+       do
+               var res = reverse_iterator
+               while pos > 0 and res.is_ok do
+                       res.next
+                       pos -= 1
+               end
+               return res
+       end
 end
 
-# Indexed collection are ordoned collections.
-# The first item is 0. The last is `length'-1.
+# Sequence are indexed collection.
+# The first item is 0. The last is `length-1`.
 interface Sequence[E]
        super SequenceRead[E]
        super SimpleCollection[E]
+
        # Set the first item.
-       # Is equivalent with `self'[0] = `item'.
+       # Is equivalent with `self[0] = item`.
+       #
+       #     var a = [1,2,3]
+       #     a.first = 10
+       #     assert a == [10,2,3]
        fun first=(item: E)
        do self[0] = item end
 
        # Set the last item.
-       # Is equivalent with `self'[length-1] = `item'.
-       fun last=(item: E) 
-       do 
+       # Is equivalent with `self[length-1] = item`.
+       #
+       #     var a = [1,2,3]
+       #     a.last = 10
+       #     assert a == [1,2,10]
+       #
+       # If the sequence is empty, `last=` is equivalent with `self[0]=` (thus with `first=`)
+       #
+       #     var b = new Array[Int]
+       #     b.last = 10
+       #     assert b == [10]
+       fun last=(item: E)
+       do
                var l = length
                if l > 0 then
                        self[l-1] = item
@@ -403,29 +850,116 @@ interface Sequence[E]
                end
        end
 
-       # A synonym of `push'
+       # A synonym of `push`
        redef fun add(e) do push(e)
 
-       # Add an item after the last.
+       # Add an item after the last one.
+       #
+       #     var a = [1,2,3]
+       #     a.push(10)
+       #     a.push(20)
+       #     assert a  == [1,2,3,10,20]
        fun push(e: E) is abstract
 
        # Add each item of `coll` after the last.
-       fun append(coll: Collection[E]) do for i in coll do push(i)
+       #
+       #     var a = [1,2,3]
+       #     a.append([7..9])
+       #     assert a  == [1,2,3,7,8,9]
+       #
+       # Alias of `add_all`
+       fun append(coll: Collection[E]) do add_all(coll)
 
        # Remove the last item.
+       #
+       #     var a = [1,2,3]
+       #     assert a.pop  == 3
+       #     assert a.pop  == 2
+       #     assert a == [1]
+       #
+       # REQUIRE `not is_empty`
        fun pop: E is abstract
 
-       # Add an item before the last.
+       # Add an item before the first one.
+       #
+       #     var a = [1,2,3]
+       #     a.unshift(10)
+       #     a.unshift(20)
+       #     assert a  == [20,10,1,2,3]
        fun unshift(e: E) is abstract
 
+       # Add all items of `coll` before the first one.
+       #
+       #     var a = [1,2,3]
+       #     a.prepend([7..9])
+       #     assert a  == [7,8,9,1,2,3]
+       #
+       # Alias of `insert_at(coll, 0)`
+       fun prepend(coll: Collection[E]) do insert_all(coll, 0)
+
        # Remove the first item.
-       # The second item become the first.
+       # The second item thus become the first.
+       #
+       #     var a = [1,2,3]
+       #     assert a.shift  == 1
+       #     assert a.shift  == 2
+       #     assert a == [3]
+       #
+       # REQUIRE `not is_empty`
        fun shift: E is abstract
 
-       # Set the`item' at `index'.
+       # Set the `item` at `index`.
+       #
+       #     var a = [10,20,30]
+       #     a[1] = 200
+       #     assert a  == [10,200,30]
+       #
+       # like with `[]`, index should be between `0` and `length-1`
+       # However, if `index==length`, `[]=` works like `push`.
+       #
+       #     a[3] = 400
+       #     assert a  == [10,200,30,400]
+       #
+       # REQUIRE `index >= 0 and index <= length`
        fun []=(index: Int, item: E) is abstract
 
-       # Remove the item at `index' and shift all following elements
+       # Insert an element at a given position, following elements are shifted.
+       #
+       #     var a = [10, 20, 30, 40]
+       #     a.insert(100, 2)
+       #     assert a      ==  [10, 20, 100, 30, 40]
+       #
+       # REQUIRE `index >= 0 and index <= length`
+       # ENSURE `self[index] == item`
+       fun insert(item: E, index: Int) is abstract
+
+       # Insert all elements at a given position, following elements are shifted.
+       #
+       #     var a = [10, 20, 30, 40]
+       #     a.insert_all([100..102], 2)
+       #     assert a      ==  [10, 20, 100, 101, 102, 30, 40]
+       #
+       # REQUIRE `index >= 0 and index <= length`
+       # ENSURE `self[index] == coll.first`
+       fun insert_all(coll: Collection[E], index: Int)
+       do
+               assert index >= 0 and index < length
+               if index == length then
+                       add_all(coll)
+               end
+               for c in coll do
+                       insert(c, index)
+                       index += 1
+               end
+       end
+
+       # Remove the item at `index` and shift all following elements
+       #
+       #     var a = [10,20,30]
+       #     a.remove_at(1)
+       #     assert a  == [10,30]
+       #
+       # REQUIRE `index >= 0 and index < length`
        fun remove_at(index: Int) is abstract
 end
 
@@ -436,18 +970,26 @@ interface IndexedIterator[E]
        fun index: Int is abstract
 end
 
-# Associatives arrays that internally uses couples to represent each (key, value) pairs.
-interface CoupleMap[K: Object, E]
-       super Map[K, E]
+# Associative arrays that internally uses couples to represent each (key, value) pairs.
+# This is an helper class that some specific implementation of Map may implements.
+interface CoupleMap[K, V]
+       super Map[K, V]
+
        # Return the couple of the corresponding key
        # Return null if the key is no associated element
-       protected fun couple_at(key: K): nullable Couple[K, E] is abstract
+       protected fun couple_at(key: K): nullable Couple[K, V] is abstract
+
+       # Return a new iteralot on all couples
+       # Used to provide `iterator` and others
+       protected fun couple_iterator: Iterator[Couple[K,V]] is abstract
+
+       redef fun iterator do return new CoupleMapIterator[K,V](couple_iterator)
 
        redef fun [](key)
        do
                var c = couple_at(key)
                if c == null then
-                       abort
+                       return provide_default_value(key)
                else
                        return c.second
                end
@@ -458,9 +1000,9 @@ end
 
 # Iterator on CoupleMap
 #
-# Actually is is a wrapper around an iterator of the internal array of the map.
-class CoupleMapIterator[K: Object, E]
-       super MapIterator[K, E]
+# Actually it is a wrapper around an iterator of the internal array of the map.
+private class CoupleMapIterator[K, V]
+       super MapIterator[K, V]
        redef fun item do return _iter.item.second
        
        #redef fun item=(e) do _iter.item.second = e
@@ -470,13 +1012,11 @@ class CoupleMapIterator[K: Object, E]
        redef fun is_ok do return _iter.is_ok
 
        redef fun next
-       do 
+       do
                _iter.next
        end
 
-       var _iter: Iterator[Couple[K,E]]
-
-       init(i: Iterator[Couple[K,E]]) do _iter = i
+       var iter: Iterator[Couple[K,V]]
 end
 
 # Some tools ###################################################################
@@ -485,15 +1025,8 @@ end
 class Couple[F, S]
 
        # The first element of the couple.
-       readable writable var _first: F
+       var first: F is writable
 
        # The second element of the couple.
-       readable writable var _second: S
-
-       # Create a new instance with a first and a second object.
-       init(f: F, s: S)
-       do
-               _first = f
-               _second = s
-       end
+       var second: S is writable
 end