DEADSOFTWARE

game: `e_GetDir()` -> `e_GetWriteableDir()`, with slight changes in logic
[d2df-sdl.git] / src / shared / hashtable.pas
index 8aaa522a45bae64530243a8fa031f42b4b035b4f..cb6d35c0f8c684b58320c369907b9a3141e1d664 100644 (file)
@@ -1,9 +1,8 @@
-(* Copyright (C)  DooM 2D:Forever Developers
+(* Copyright (C)  Doom 2D: Forever Developers
  *
  * This program is free software: you can redistribute it and/or modify
  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
- * the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
- * (at your option) any later version.
+ * the Free Software Foundation, version 3 of the License ONLY.
  *
  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 {.$DEFINE RBHASH_DEBUG_DELETE}
 {.$DEFINE RBHASH_DEBUG_COMPACT}
 {$IF DEFINED(D2F_DEBUG)}
-  {$DEFINE RBHASH_SANITY_CHECKS}
+  {.$DEFINE RBHASH_SANITY_CHECKS}
 {$ENDIF}
 // hash table (robin hood)
 unit hashtable;
 
 interface
 
-
+(*
+ * HashObjT: class that contains class methods:
+ *   class function hash (const[ref] k: KeyT): LongWord;
+ *   class function equ (const[ref] a, b: KeyT): Boolean;
+ *   class procedure freekey (var k: KeyT); // this may free key
+ *)
 type
   // WARNING! don't put structures into hash, use ponters or ids!
-  generic THashBase<KeyT, ValueT> = class(TObject)
+  generic THashBase<KeyT, ValueT, HashObjT> = class(TObject)
   private
-    const InitSize = {$IF DEFINED(D2F_DEBUG)}16{$ELSE}512{$ENDIF}; // *MUST* be power of two
+    const InitSize = {$IF DEFINED(RBHASH_SANITY_CHECKS)}16{$ELSE}256{$ENDIF}; // *MUST* be power of two
     const LoadFactorPrc = 90; // it is ok for robin hood hashes
 
   public
-    type THashFn = function (constref o: KeyT): LongWord;
-    type TEquFn = function (constref a, b: KeyT): Boolean;
-    type TIteratorFn = function (constref k: KeyT; constref v: ValueT): Boolean is nested; // return `true` to stop
-
     type
       PEntry = ^TEntry;
       TEntry = record
@@ -48,12 +48,23 @@ type
       private
         hash: LongWord; // key hash or 0
         nextFree: PEntry; // next free entry
+      private
+        function getEmpty (): Boolean; inline;
+      public
+        property empty: Boolean read getEmpty;
+        property keyhash: LongWord read hash; // cannot be 0
       end;
 
+    type TFreeValueFn = procedure (var v: ValueT); // this may free value
+    type TIteratorFn = function (constref k: KeyT; constref v: ValueT): Boolean is nested; // return `true` to stop
+    type TIteratorExFn = function (constref k: KeyT; constref v: ValueT; keyhash: LongWord): Boolean is nested; // return `true` to stop
+
   private
     type
       TEntryArray = array of TEntry;
 
+  public
+    type
       TValEnumerator = record
       private
         mEntries: TEntryArray;
@@ -62,6 +73,7 @@ type
         constructor Create (const aents: TEntryArray; afirst, alast: Integer);
         function MoveNext (): Boolean; inline;
         function getCurrent (): ValueT; inline;
+        function GetEnumerator (): TValEnumerator; inline;
         property Current: ValueT read getCurrent;
       end;
 
@@ -73,6 +85,7 @@ type
         constructor Create (const aents: TEntryArray; afirst, alast: Integer);
         function MoveNext (): Boolean; inline;
         function getCurrent (): KeyT; inline;
+        function GetEnumerator (): TKeyEnumerator; inline;
         property Current: KeyT read getCurrent;
       end;
 
@@ -84,12 +97,12 @@ type
         constructor Create (const aents: TEntryArray; afirst, alast: Integer);
         function MoveNext (): Boolean; inline;
         function getCurrent (): PEntry; inline;
+        function GetEnumerator (): TKeyValEnumerator; inline;
         property Current: PEntry read getCurrent;
       end;
 
   private
-    hashfn: THashFn;
-    equfn: TEquFn;
+    freevalfn: TFreeValueFn;
     mBuckets: array of PEntry; // entries, points to mEntries elements
     mBucketsUsed: Integer;
     mEntries: TEntryArray;
@@ -104,14 +117,16 @@ type
     function allocEntry (): PEntry;
     procedure releaseEntry (e: PEntry);
 
-    //function distToStIdx (idx: LongWord): LongWord; inline;
+    function distToStIdx (idx: LongWord): LongWord; inline;
 
     procedure putEntryInternal (swpe: PEntry);
 
     function getCapacity (): Integer; inline;
 
+    procedure freeEntries ();
+
   public
-    constructor Create (ahashfn: THashFn; aequfn: TEquFn);
+    constructor Create (afreevalfn: TFreeValueFn=nil);
     destructor Destroy (); override;
 
     procedure clear ();
@@ -120,13 +135,18 @@ type
     procedure rehash ();
     procedure compact (); // call this instead of `rehash()` after alot of deletions
 
-    function get (constref akey: KeyT; out rval: ValueT): Boolean; // `true`: found
-    function put (constref akey: KeyT; constref aval: ValueT): Boolean; // `true`: replaced
-    function has (constref akey: KeyT): Boolean; // `true`: found
-    function del (constref akey: KeyT): Boolean; // `true`: deleted
+    // you may pass `keyhash` to bypass hash calculation
+    function get (constref akey: KeyT; out rval: ValueT; keyhashin: PLongWord=nil): Boolean; // `true`: found
+    // the function may return calculated value hash in `keyhash`
+    function put (constref akey: KeyT; constref aval: ValueT; keyhashout: PLongWord=nil): Boolean; // `true`: replaced
+    // you may pass `keyhash` to bypass hash calculation
+    function has (constref akey: KeyT; keyhashin: PLongWord=nil): Boolean; // `true`: found
+    // you may pass `keyhash` to bypass hash calculation
+    function del (constref akey: KeyT; keyhashin: PLongWord=nil): Boolean; // `true`: deleted
 
     //WARNING! don't modify table in iterator (queries are ok, though)
-    function forEach (it: TIteratorFn): Boolean;
+    function forEach (it: TIteratorFn): Boolean; overload;
+    function forEach (it: TIteratorExFn): Boolean; overload;
 
     // default `for ... in` enums values
     function GetEnumerator (): TValEnumerator;
@@ -159,39 +179,58 @@ type
 
 
 type
-  THashIntInt = specialize THashBase<Integer, Integer>;
-  THashStrInt = specialize THashBase<AnsiString, Integer>;
-  THashStrStr = specialize THashBase<AnsiString, AnsiString>;
+  THashKeyInt = class
+  public
+    class function hash (const k: Integer): LongWord; inline;
+    class function equ (const a, b: Integer): Boolean; inline;
+    class procedure freekey (k: Integer); inline;
+  end;
+
+  THashKeyStr = class
+  public
+    class function hash (const k: AnsiString): LongWord; inline;
+    class function equ (const a, b: AnsiString): Boolean; inline;
+    class procedure freekey (var k: AnsiString); inline;
+  end;
+
+  // case-insensitive (ansi)
+  THashKeyStrAnsiCI = class
+  public
+    class function hash (const k: AnsiString): LongWord; inline;
+    class function equ (const a, b: AnsiString): Boolean; inline;
+    class procedure freekey (var k: AnsiString); inline;
+  end;
 
-function hashNewIntInt (): THashIntInt;
-function hashNewStrInt (): THashStrInt;
-function hashNewStrStr (): THashStrStr;
+type
+  THashIntInt = specialize THashBase<Integer, Integer, THashKeyInt>;
+  THashStrInt = specialize THashBase<AnsiString, Integer, THashKeyStr>;
+  THashStrCIInt = specialize THashBase<AnsiString, Integer, THashKeyStrAnsiCI>;
+  THashIntStr = specialize THashBase<Integer, AnsiString, THashKeyInt>;
+  THashStrStr = specialize THashBase<AnsiString, AnsiString, THashKeyStr>;
+  THashStrCIStr = specialize THashBase<AnsiString, AnsiString, THashKeyStrAnsiCI>;
+  THashStrVariant = specialize THashBase<AnsiString, Variant, THashKeyStr>;
+  THashStrCIVariant = specialize THashBase<AnsiString, Variant, THashKeyStrAnsiCI>;
 
 
 function u32Hash (a: LongWord): LongWord; inline;
 function fnvHash (constref buf; len: LongWord): LongWord;
-function joaatHash (constref buf; len: LongWord): LongWord;
-
-function nextPOT (x: LongWord): LongWord; inline;
-
+function joaatHash (constref buf; len: LongWord; seed: LongWord=0): LongWord;
+function joaatHashPtr (buf: Pointer; len: LongWord; seed: LongWord=0): LongWord;
 
-// for integer keys
-function hiiequ (constref a, b: Integer): Boolean;
-function hiihash (constref k: Integer): LongWord;
-function hsiequ (constref a, b: AnsiString): Boolean;
-function hsihash (constref k: AnsiString): LongWord;
+// has to be public due to FPC generics limitation
+function nextPOTU32 (x: LongWord): LongWord; inline;
 
 
 implementation
 
 uses
-  SysUtils;
+  SysUtils, Variants;
 
 
 // ////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //
 {$PUSH}
 {$RANGECHECKS OFF}
-function nextPOT (x: LongWord): LongWord; inline;
+function nextPOTU32 (x: LongWord): LongWord; inline;
 begin
   result := x;
   result := result or (result shr 1);
@@ -205,49 +244,6 @@ end;
 {$POP}
 
 
-// ////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //
-function hiiequ (constref a, b: Integer): Boolean; begin result := (a = b); end;
-function hsiequ (constref a, b: AnsiString): Boolean; begin result := (a = b); end;
-
-{$PUSH}
-{$RANGECHECKS OFF}
-function hiihash (constref k: Integer): LongWord;
-begin
-  result := LongWord(k);
-  result -= (result shl 6);
-  result := result xor (result shr 17);
-  result -= (result shl 9);
-  result := result xor (result shl 4);
-  result -= (result shl 3);
-  result := result xor (result shl 10);
-  result := result xor (result shr 15);
-end;
-
-function hsihash (constref k: AnsiString): LongWord;
-begin
-  if (Length(k) > 0) then result := fnvHash(PAnsiChar(k)^, Length(k)) else result := 0;
-end;
-{$POP}
-
-
-function hashNewIntInt (): THashIntInt;
-begin
-  result := THashIntInt.Create(hiihash, hiiequ);
-end;
-
-
-function hashNewStrInt (): THashStrInt;
-begin
-  result := THashStrInt.Create(hsihash, hsiequ);
-end;
-
-
-function hashNewStrStr (): THashStrStr;
-begin
-  result := THashStrStr.Create(hsihash, hsiequ);
-end;
-
-
 // ////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //
 {$PUSH}
 {$RANGECHECKS OFF}
@@ -256,20 +252,17 @@ begin
   reset(aseed);
 end;
 
-
 procedure TJoaatHasher.reset (); inline; overload;
 begin
   hash := seed;
 end;
 
-
 procedure TJoaatHasher.reset (aseed: LongWord); inline; overload;
 begin
   seed := aseed;
   hash := aseed;
 end;
 
-
 procedure TJoaatHasher.put (constref buf; len: LongWord);
 var
   bytes: PByte;
@@ -289,7 +282,6 @@ begin
   hash := h;
 end;
 
-
 function TJoaatHasher.value: LongWord; inline;
 begin
   result := hash;
@@ -300,17 +292,50 @@ end;
 {$POP}
 
 
-function joaatHash (constref buf; len: LongWord): LongWord;
+// ////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //
+{$PUSH}
+{$RANGECHECKS OFF}
+function joaatHash (constref buf; len: LongWord; seed: LongWord=0): LongWord;
 var
-  h: TJoaatHasher;
+  b: PByte;
+  f: LongWord;
 begin
-  h := TJoaatHasher.Create(0);
-  h.put(PByte(@buf)^, len);
-  result := h.value;
+  result := seed;
+  b := PByte(@buf);
+  for f := 1 to len do
+  begin
+    result += b^;
+    result += (result shl 10);
+    result := result xor (result shr 6);
+    Inc(b);
+  end;
+  // finalize
+  result += (result shl 3);
+  result := result xor (result shr 11);
+  result += (result shl 15);
 end;
 
+function joaatHashPtr (buf: Pointer; len: LongWord; seed: LongWord=0): LongWord;
+var
+  b: PByte;
+  f: LongWord;
+begin
+  result := seed;
+  b := PByte(buf);
+  for f := 1 to len do
+  begin
+    result += b^;
+    result += (result shl 10);
+    result := result xor (result shr 6);
+    Inc(b);
+  end;
+  // finalize
+  result += (result shl 3);
+  result := result xor (result shr 11);
+  result += (result shl 15);
+end;
+{$POP}
 
-// ////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //
 {$PUSH}
 {$RANGECHECKS OFF}
 // fnv-1a: http://www.isthe.com/chongo/tech/comp/fnv/
@@ -330,7 +355,6 @@ begin
 end;
 {$POP}
 
-
 {$PUSH}
 {$RANGECHECKS OFF}
 function u32Hash (a: LongWord): LongWord; inline;
@@ -346,111 +370,205 @@ begin
 end;
 {$POP}
 
+function locase1251 (ch: AnsiChar): AnsiChar; inline;
+begin
+  if ch < #128 then
+  begin
+    if (ch >= 'A') and (ch <= 'Z') then Inc(ch, 32);
+  end
+  else
+  begin
+    if (ch >= #192) and (ch <= #223) then
+    begin
+      Inc(ch, 32);
+    end
+    else
+    begin
+      case ch of
+        #168, #170, #175: Inc(ch, 16);
+        #161, #178: Inc(ch);
+      end;
+    end;
+  end;
+  result := ch;
+end;
+
 
 // ////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //
-constructor THashBase.Create (ahashfn: THashFn; aequfn: TEquFn);
+// THashKeyInt
+class function THashKeyInt.hash (const k: Integer): LongWord; inline;
 begin
-  if not assigned(ahashfn) then raise Exception.Create('cannot create hash without hash function');
-  if not assigned(aequfn) then raise Exception.Create('cannot create hash without equality function');
+  result := LongWord(k);
+  result -= (result shl 6);
+  result := result xor (result shr 17);
+  result -= (result shl 9);
+  result := result xor (result shl 4);
+  result -= (result shl 3);
+  result := result xor (result shl 10);
+  result := result xor (result shr 15);
+end;
 
-  hashfn := ahashfn;
-  equfn := aequfn;
+class function THashKeyInt.equ (const a, b: Integer): Boolean; inline; begin result := (a = b); end;
+class procedure THashKeyInt.freekey (k: Integer); inline; begin end;
+
+
+// ////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //
+// THashKeyStr
+class function THashKeyStr.hash (const k: AnsiString): LongWord; inline; begin if (Length(k) > 0) then result := fnvHash((@k[1])^, Length(k)) else result := 0; end;
+class function THashKeyStr.equ (const a, b: AnsiString): Boolean; inline; begin result := (a = b); end;
+class procedure THashKeyStr.freekey (var k: AnsiString); inline; begin k := ''; end;
+
+
+// ////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //
+// case-insensitive (ansi)
+{$PUSH}
+{$RANGECHECKS OFF}
+// fnv-1a: http://www.isthe.com/chongo/tech/comp/fnv/
+function fnvHashLo (constref buf; len: LongWord): LongWord;
+var
+  b: PAnsiChar;
+begin
+  b := @buf;
+  result := 2166136261; // fnv offset basis
+  while (len > 0) do
+  begin
+    result := result xor Byte(locase1251(b^));
+    result := result*16777619; // 32-bit fnv prime
+    Inc(b);
+    Dec(len);
+  end;
+end;
+{$POP}
+
+class function THashKeyStrAnsiCI.hash (const k: AnsiString): LongWord; inline; begin if (Length(k) > 0) then result := fnvHashLo((@k[1])^, Length(k)) else result := 0; end;
+class function THashKeyStrAnsiCI.equ (const a, b: AnsiString): Boolean; inline;
+var
+  f: Integer;
+begin
+  result := false;
+  if (Length(a) = Length(b)) then
+  begin
+    for f := 1 to Length(a) do if (locase1251(a[f]) <> locase1251(b[f])) then exit;
+  end;
+  result := true;
+end;
+class procedure THashKeyStrAnsiCI.freekey (var k: AnsiString); inline; begin k := ''; end;
+
+
+// ////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //
+function THashBase.TEntry.getEmpty (): Boolean; inline; begin result := (hash = 0); end;
+
+
+// ////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //
+function THashBase.getCapacity (): Integer; inline; begin result := Length(mBuckets); end;
+
+
+constructor THashBase.Create (afreevalfn: TFreeValueFn=nil);
+begin
+  freevalfn := afreevalfn;
   mSeed := u32Hash($29a);
 
+  mFreeEntryHead := nil;
+  mFirstEntry := -1;
+  mLastEntry := -1;
   clear();
 end;
 
 
 destructor THashBase.Destroy ();
 begin
+  freeEntries();
   mBuckets := nil;
   mEntries := nil;
   inherited;
 end;
 
 
-procedure THashBase.clear ();
+procedure THashBase.freeEntries ();
 var
-  idx: Integer;
+  f: Integer;
+  e: PEntry;
 begin
-  SetLength(mBuckets, InitSize);
-  for idx := 0 to High(mBuckets) do mBuckets[idx] := nil;
-
-  SetLength(mEntries, Length(mBuckets));
-  {
-  for idx := 0 to High(mEntries)-1 do
+  if (mFirstEntry >= 0) then
   begin
-    mEntries[idx].hash := 0;
-    mEntries[idx].nextFree := @mEntries[idx+1]; //idx+1;
-  end;
-  mEntries[High(mEntries)].hash := 0;
-  mEntries[High(mEntries)].nextFree := nil;
-  }
-  {
-  for idx := 0 to High(mEntries) do
+    for f := mFirstEntry to mLastEntry do
+    begin
+      e := @mEntries[f];
+      if not e.empty then
+      begin
+        HashObjT.freekey(e.key);
+        if assigned(freevalfn) then freevalfn(e.value) else e.value := Default(ValueT);
+        e.key := Default(KeyT);
+        e.value := Default(ValueT);
+        e.hash := 0;
+      end;
+    end;
+  end
+  else if (Length(mEntries) > 0) then
   begin
-    mEntries[idx].hash := 0;
-    mEntries[idx].nextFree := nil;
+    FillChar(mEntries[0], Length(mEntries)*sizeof(mEntries[0]), 0);
   end;
-  }
-
-  mBucketsUsed := 0;
+  mFreeEntryHead := nil;
+  mFirstEntry := -1;
+  mLastEntry := -1;
   {$IFDEF RBHASH_SANITY_CHECKS}
   mEntriesUsed := 0;
   {$ENDIF}
-  mFreeEntryHead := nil; //@mEntries[0];
+end;
+
+
+procedure THashBase.clear ();
+begin
+  freeEntries();
+  {
+  SetLength(mBuckets, InitSize);
+  FillChar(mBuckets[0], InitSize*sizeof(mBuckets[0]), 0);
+  SetLength(mEntries, InitSize);
+  FillChar(mEntries[0], InitSize*sizeof(mEntries[0]), 0);
+  }
+  mFreeEntryHead := nil;
+  mBuckets := nil;
+  mEntries := nil;
   mFirstEntry := -1;
   mLastEntry := -1;
+  mBucketsUsed := 0;
 end;
 
 
 procedure THashBase.reset ();
-var
-  idx: Integer;
+//var idx: Integer;
 begin
+  freeEntries();
   if (mBucketsUsed > 0) then
   begin
-    for idx := 0 to High(mBuckets) do mBuckets[idx] := nil;
-    {
-    for idx := 0 to High(mEntries)-1 do
-    begin
-      mEntries[idx].hash := 0;
-      mEntries[idx].nextFree := @mEntries[idx+1]; //idx+1;
-    end;
-    mEntries[High(mEntries)].hash := 0;
-    mEntries[High(mEntries)].nextFree := nil;
-    }
-    {
-    if (mFirstEntry >= 0) then
-    begin
-      for idx := mFirstEntry to mLastEntry do
-      begin
-        mEntries[idx].hash := 0;
-        mEntries[idx].nextFree := nil;
-      end;
-    end;
-    }
-
+    //for idx := 0 to High(mBuckets) do mBuckets[idx] := nil;
+    FillChar(mBuckets[0], Length(mBuckets)*sizeof(mBuckets[0]), 0);
     mBucketsUsed := 0;
-    {$IFDEF RBHASH_SANITY_CHECKS}
-    mEntriesUsed := 0;
-    {$ENDIF}
-    mFreeEntryHead := nil; //@mEntries[0];
-    mFirstEntry := -1;
-    mLastEntry := -1;
   end;
 end;
 
 
-function THashBase.getCapacity (): Integer; inline; begin result := Length(mBuckets); end;
-
-
 function THashBase.allocEntry (): PEntry;
 var
   idx: Integer;
 begin
   if (mFreeEntryHead = nil) then
   begin
+    // nothing was allocated, so allocate something now
+    if (Length(mBuckets) = 0) then
+    begin
+      assert(Length(mEntries) = 0);
+      assert(mFirstEntry = -1);
+      assert(mLastEntry = -1);
+      assert(mBucketsUsed = 0);
+      {$IFDEF RBHASH_SANITY_CHECKS}
+      mEntriesUsed := 0;
+      {$ENDIF}
+      SetLength(mBuckets, InitSize);
+      FillChar(mBuckets[0], InitSize*sizeof(mBuckets[0]), 0);
+      SetLength(mEntries, InitSize);
+      FillChar(mEntries[0], InitSize*sizeof(mEntries[0]), 0);
+    end;
     if (mLastEntry = High(mEntries)) then raise Exception.Create('internal error in hash entry allocator (0.0)');
     Inc(mLastEntry);
     if (mFirstEntry = -1) then
@@ -467,7 +585,7 @@ begin
   end;
   {$IFDEF RBHASH_SANITY_CHECKS}
   if (mFreeEntryHead = nil) then raise Exception.Create('internal error in hash entry allocator (0)');
-  if (mFreeEntryHead.hash <> 0) then raise Exception.Create('internal error in hash entry allocator (1)');
+  if (not mFreeEntryHead.empty) then raise Exception.Create('internal error in hash entry allocator (1)');
   {$ENDIF}
   result := mFreeEntryHead;
   mFreeEntryHead := result.nextFree;
@@ -494,19 +612,23 @@ begin
   if (mEntriesUsed = 0) then raise Exception.Create('internal error in hash entry allocator');
   if (mEntriesUsed <> mBucketsUsed) then raise Exception.Create('internal error in hash entry allocator (entry/bucket count mismatch)');
   if (e = nil) then raise Exception.Create('internal error in hash entry allocator (trying to release nil entry)');
-  if (e.hash = 0) then raise Exception.Create('internal error in hash entry allocator (trying to release unallocated entry)');
+  if (e.empty) then raise Exception.Create('internal error in hash entry allocator (trying to release unallocated entry)');
   {$ENDIF}
   idx := Integer((PtrUInt(e)-PtrUInt(@mEntries[0])) div sizeof(mEntries[0]));
   {$IFDEF RBHASH_SANITY_CHECKS}
   if (idx < 0) or (idx > High(mEntries)) then raise Exception.Create('internal error in hash entry allocator (invalid entry address)');
   if (e <> @mEntries[idx]) then raise Exception.Create('internal error in hash entry allocator (wtf?!)');
   {$ENDIF}
+  HashObjT.freekey(e.key);
+  if assigned(freevalfn) then freevalfn(e.value) else e.value := Default(ValueT);
   {$IFDEF RBHASH_SANITY_CHECKS}
   Dec(mEntriesUsed);
   {$ENDIF}
+  e.key := Default(KeyT);
+  e.value := Default(ValueT);
   e.hash := 0;
   e.nextFree := mFreeEntryHead;
-  mFreeEntryHead := e; //idx;
+  mFreeEntryHead := e;
   // fix mFirstEntry and mLastEntry
   {$IFDEF RBHASH_SANITY_CHECKS}
   if (mFirstEntry < 0) or (mLastEntry < 0) then raise Exception.Create('internal error in hash entry allocator (invalid first/last range; 0)');
@@ -516,6 +638,7 @@ begin
     {$IFDEF RBHASH_SANITY_CHECKS}
     if (mEntriesUsed <> 0) then raise Exception.Create('internal error in hash entry allocator (invalid first/last range; 1)');
     {$ENDIF}
+    mFreeEntryHead := nil;
     mFirstEntry := -1;
     mLastEntry := -1;
   end
@@ -528,7 +651,7 @@ begin
     if (idx = mFirstEntry) then
     begin
       cidx := idx+1;
-      while (mEntries[cidx].hash = 0) do Inc(cidx);
+      while (mEntries[cidx].empty) do Inc(cidx);
       {$IFDEF RBHASH_SANITY_CHECKS}
       if (cidx > High(mEntries)) then raise Exception.Create('internal error in hash entry allocator (invalid first/last range; 3)');
       {$ENDIF}
@@ -538,7 +661,7 @@ begin
     if (idx = mLastEntry) then
     begin
       cidx := idx-1;
-      while (mEntries[cidx].hash = 0) do Dec(cidx);
+      while (mEntries[cidx].empty) do Dec(cidx);
       {$IFDEF RBHASH_SANITY_CHECKS}
       if (cidx < 0) then raise Exception.Create('internal error in hash entry allocator (invalid first/last range; 3)');
       {$ENDIF}
@@ -548,76 +671,87 @@ begin
 end;
 
 
-(*
 function THashBase.distToStIdx (idx: LongWord): LongWord; inline;
 begin
   {$IFDEF RBHASH_SANITY_CHECKS}
   assert(idx < Length(mBuckets));
   assert(mBuckets[idx] <> nil);
   {$ENDIF}
-  result := mBuckets[idx].hash and High(mBuckets);
+  result := (mBuckets[idx].hash xor mSeed) and High(mBuckets);
   if (result <= idx) then result := idx-result else result := idx+(Length(mBuckets)-result);
 end;
-*)
 
 
-function THashBase.has (constref akey: KeyT): Boolean;
+function THashBase.has (constref akey: KeyT; keyhashin: PLongWord=nil): Boolean;
 var
   khash, idx: LongWord;
   dist, pdist: LongWord;
-  bhigh: LongWord;
+  bhigh, xseed: LongWord;
 begin
   result := false;
   if (mBucketsUsed = 0) then exit;
 
   bhigh := High(mBuckets);
-  khash := hashfn(akey) xor mSeed; if (khash = 0) then khash := $29a;
-  idx := khash and bhigh;
+  xseed := mSeed;
+
+  if (keyhashin <> nil) then
+  begin
+    khash := keyhashin^;
+    if (khash = 0) then khash := HashObjT.hash(akey);
+  end
+  else
+  begin
+    khash := HashObjT.hash(akey);
+  end;
+  if (khash = 0) then khash := $29a;
+
+  idx := (khash xor xseed) and bhigh;
   if (mBuckets[idx] = nil) then exit;
 
   for dist := 0 to bhigh do
   begin
     if (mBuckets[idx] = nil) then break;
-    //pdist := distToStIdx(idx);
-    pdist := mBuckets[idx].hash and bhigh;
-    if (pdist <= idx) then pdist := idx-pdist else pdist := idx+((bhigh+1)-pdist);
-    //
+    pdist := distToStIdx(idx);
     if (dist > pdist) then break;
-    result := (mBuckets[idx].hash = khash) and equfn(mBuckets[idx].key, akey);
+    result := (mBuckets[idx].hash = khash) and HashObjT.equ(mBuckets[idx].key, akey);
     if result then break;
     idx := (idx+1) and bhigh;
   end;
 end;
 
 
-function THashBase.get (constref akey: KeyT; out rval: ValueT): Boolean;
+function THashBase.get (constref akey: KeyT; out rval: ValueT; keyhashin: PLongWord=nil): Boolean;
 var
   khash, idx: LongWord;
   dist, pdist: LongWord;
-  bhigh: LongWord;
+  bhigh, xseed: LongWord;
 begin
   result := false;
   if (mBucketsUsed = 0) then begin rval := Default(ValueT); exit; end;
 
   bhigh := High(mBuckets);
-  khash := hashfn(akey) xor mSeed; if (khash = 0) then khash := $29a;
-  idx := khash and bhigh;
-  if (mBuckets[idx] = nil) then begin rval := Default(ValueT); exit; end;
+  xseed := mSeed;
+
+  if (keyhashin <> nil) then
+  begin
+    khash := keyhashin^;
+    if (khash = 0) then khash := HashObjT.hash(akey);
+  end
+  else
+  begin
+    khash := HashObjT.hash(akey);
+  end;
+  if (khash = 0) then khash := $29a;
+
+  idx := (khash xor xseed) and bhigh;
 
   for dist := 0 to bhigh do
   begin
     if (mBuckets[idx] = nil) then break;
-    //pdist := distToStIdx(idx);
-    pdist := mBuckets[idx].hash and bhigh;
-    if (pdist <= idx) then pdist := idx-pdist else pdist := idx+((bhigh+1)-pdist);
-    //
+    pdist := distToStIdx(idx);
     if (dist > pdist) then break;
-    result := (mBuckets[idx].hash = khash) and equfn(mBuckets[idx].key, akey);
-    if result then
-    begin
-      rval := mBuckets[idx].value;
-      break;
-    end;
+    result := (mBuckets[idx].hash = khash) and HashObjT.equ(mBuckets[idx].key, akey);
+    if result then begin rval := mBuckets[idx].value; break; end;
     idx := (idx+1) and bhigh;
   end;
 
@@ -628,11 +762,12 @@ end;
 procedure THashBase.putEntryInternal (swpe: PEntry);
 var
   idx, dist, pcur, pdist: LongWord;
-  tmpe: PEntry; // current entry to swap (or nothing)
-  bhigh: LongWord;
+  tmpe: PEntry;
+  bhigh, xseed: LongWord;
 begin
   bhigh := High(mBuckets);
-  idx := swpe.hash and bhigh;
+  xseed := mSeed;
+  idx := (swpe.hash xor xseed) and bhigh;
   {$IFDEF RBHASH_DEBUG_INSERT}writeln('inserting key ', swpe.key, '; value=', swpe.value, '; wantidx=', idx, '; bhigh=', bhigh);{$ENDIF}
   pcur := 0;
   for dist := 0 to bhigh do
@@ -645,10 +780,7 @@ begin
       Inc(mBucketsUsed);
       break;
     end;
-    //pdist := distToStIdx(idx);
-    pdist := mBuckets[idx].hash and bhigh;
-    if (pdist <= idx) then pdist := idx-pdist else pdist := idx+((bhigh+1)-pdist);
-    //
+    pdist := distToStIdx(idx);
     if (pcur > pdist) then
     begin
       // swapping the current bucket with the one to insert
@@ -663,18 +795,21 @@ begin
 end;
 
 
-function THashBase.put (constref akey: KeyT; constref aval: ValueT): Boolean;
+function THashBase.put (constref akey: KeyT; constref aval: ValueT; keyhashout: PLongWord=nil): Boolean;
 var
   khash, idx, dist, pdist: LongWord;
   swpe: PEntry = nil; // current entry to swap (or nothing)
-  bhigh: LongWord;
+  bhigh, xseed: LongWord;
   newsz, eidx: Integer;
 begin
   result := false;
 
   bhigh := High(mBuckets);
-  khash := hashfn(akey) xor mSeed; if (khash = 0) then khash := $29a;
-  idx := khash and bhigh;
+  xseed := mSeed;
+  khash := HashObjT.hash(akey);
+  if (khash = 0) then khash := $29a;
+  if (keyhashout <> nil) then keyhashout^ := khash;
+  idx := (khash xor xseed) and bhigh;
 
   // check if we already have this key
   if (mBucketsUsed <> 0) and (mBuckets[idx] <> nil) then
@@ -682,16 +817,15 @@ begin
     for dist := 0 to bhigh do
     begin
       if (mBuckets[idx] = nil) then break;
-      //pdist := distToStIdx(idx);
-      pdist := mBuckets[idx].hash and bhigh;
-      if (pdist <= idx) then pdist := idx-pdist else pdist := idx+((bhigh+1)-pdist);
-      //
+      pdist := distToStIdx(idx);
       if (dist > pdist) then break;
-      result := (mBuckets[idx].hash = khash) and equfn(mBuckets[idx].key, akey);
+      result := (mBuckets[idx].hash = khash) and HashObjT.equ(mBuckets[idx].key, akey);
       if result then
       begin
         // replace element
-        //mBuckets[idx].key := akey;
+        HashObjT.freekey(mBuckets[idx].key);
+        if assigned(freevalfn) then freevalfn(mBuckets[idx].value) else mBuckets[idx].value := Default(ValueT);
+        mBuckets[idx].key := akey;
         mBuckets[idx].value := aval;
         exit;
       end;
@@ -716,8 +850,6 @@ begin
     // mFreeEntryHead will be fixed in `rehash()`
     // reinsert entries
     rehash();
-    // as seed was changed, recalc hash
-    khash := hashfn(akey) xor mSeed; if (khash = 0) then khash := $29a;
   end;
 
   // create new entry
@@ -731,29 +863,38 @@ end;
 
 
 // see http://codecapsule.com/2013/11/17/robin-hood-hashing-backward-shift-deletion/
-function THashBase.del (constref akey: KeyT): Boolean;
+function THashBase.del (constref akey: KeyT; keyhashin: PLongWord=nil): Boolean;
 var
   khash, idx, idxnext, pdist, dist: LongWord;
-  bhigh: LongWord;
+  bhigh, xseed: LongWord;
 begin
   result := false;
   if (mBucketsUsed = 0) then exit;
 
   bhigh := High(mBuckets);
-  khash := hashfn(akey) xor mSeed; if (khash = 0) then khash := $29a;
-  idx := khash and bhigh;
+  xseed := mSeed;
+
+  if (keyhashin <> nil) then
+  begin
+    khash := keyhashin^;
+    if (khash = 0) then khash := HashObjT.hash(akey);
+  end
+  else
+  begin
+    khash := HashObjT.hash(akey);
+  end;
+  if (khash = 0) then khash := $29a;
+
+  idx := (khash xor xseed) and bhigh;
 
   // find key
   if (mBuckets[idx] = nil) then exit; // no key
   for dist := 0 to bhigh do
   begin
     if (mBuckets[idx] = nil) then break;
-    //pdist := distToStIdx(idxcur);
-    pdist := mBuckets[idx].hash and bhigh;
-    if (pdist <= idx) then pdist := idx-pdist else pdist := idx+((bhigh+1)-pdist);
-    //
+    pdist := distToStIdx(idx);
     if (dist > pdist) then break;
-    result := (mBuckets[idx].hash = khash) and equfn(mBuckets[idx].key, akey);
+    result := (mBuckets[idx].hash = khash) and HashObjT.equ(mBuckets[idx].key, akey);
     if result then break;
     idx := (idx+1) and bhigh;
   end;
@@ -779,10 +920,7 @@ begin
     writeln(' dist=', dist, '; idx=', idx, '; idxnext=', idxnext, '; ce=', (mBuckets[idx] <> nil), '; ne=', (mBuckets[idxnext] <> nil));
     {$ENDIF}
     if (mBuckets[idxnext] = nil) then begin {$IFDEF RBHASH_DEBUG_DELETE}writeln('  idxnext nil');{$ENDIF} mBuckets[idx] := nil; break; end;
-    //pdist := distToStIdx(idxnext);
-    pdist := mBuckets[idxnext].hash and bhigh;
-    if (pdist <= idxnext) then pdist := idxnext-pdist else pdist := idxnext+((bhigh+1)-pdist);
-    //
+    pdist := distToStIdx(idxnext);
     if (pdist = 0) then begin {$IFDEF RBHASH_DEBUG_DELETE}writeln('  pdist is zero');{$ENDIF} mBuckets[idx] := nil; break; end;
     {$IFDEF RBHASH_DEBUG_DELETE}writeln('  pdist=', pdist);{$ENDIF}
     mBuckets[idx] := mBuckets[idxnext];
@@ -804,10 +942,12 @@ var
   {$ENDIF}
 begin
   // change seed, to minimize pathological cases
+  //TODO: use prng to generate new hash
   if (mSeed = 0) then mSeed := $29a;
   mSeed := u32Hash(mSeed);
   // clear buckets
-  for idx := 0 to High(mBuckets) do mBuckets[idx] := nil;
+  //for idx := 0 to High(mBuckets) do mBuckets[idx] := nil;
+  FillChar(mBuckets[0], Length(mBuckets)*sizeof(mBuckets[0]), 0);
   mBucketsUsed := 0;
   // reinsert entries
   mFreeEntryHead := nil;
@@ -815,7 +955,7 @@ begin
   for idx := 0 to High(mEntries) do
   begin
     e := @mEntries[idx];
-    if (e.hash <> 0) then
+    if (not e.empty) then
     begin
       {$IFDEF RBHASH_SANITY_CHECKS}
       if (e.nextFree <> nil) then raise Exception.Create('internal error in rehash: inconsistent');
@@ -823,7 +963,7 @@ begin
       Inc(cnt);
       if (cnt = mBucketsUsed) and (idx <> mLastEntry) then raise Exception.Create('internal error in rehash: inconsistent (2)');
       {$ENDIF}
-      e.hash := hashfn(e.key) xor mSeed; if (e.hash = 0) then e.hash := $29a;
+      // no need to recalculate hash
       putEntryInternal(e);
     end
     else
@@ -832,7 +972,7 @@ begin
       lastfree := e;
     end;
   end;
-  if (lastfree <> nil) then e.nextFree := nil;
+  if (lastfree <> nil) then lastfree.nextFree := nil;
   {$IFDEF RBHASH_SANITY_CHECKS}
   if (cnt <> mBucketsUsed) then raise Exception.Create('internal error in hash table resize (invalid first/last range; 0)');
   if (cnt <> mEntriesUsed) then raise Exception.Create('internal error in hash table resize (invalid first/last range; 1)');
@@ -847,7 +987,7 @@ var
   cnt: Integer;
   {$ENDIF}
 begin
-  newsz := nextPOT(LongWord(mBucketsUsed));
+  newsz := nextPOTU32(LongWord(mBucketsUsed));
   if (newsz >= 1024*1024*1024) then exit;
   if (newsz*2 >= Length(mBuckets)) then exit;
   if (newsz*2 < 128) then exit;
@@ -860,12 +1000,12 @@ begin
     if (mBucketsUsed < 1) then raise Exception.Create('internal error in hash table (invalid bucket count; 0)');
     {$ENDIF}
     didx := 0;
-    while (didx < Length(mEntries)) do if (mEntries[didx].hash <> 0) then Inc(didx) else break;
+    while (didx < Length(mEntries)) do if (not mEntries[didx].empty) then Inc(didx) else break;
     f := didx+1;
     // copy entries
     while true do
     begin
-      if (mEntries[f].hash <> 0) then
+      if (not mEntries[f].empty) then
       begin
         {$IFDEF RBHASH_SANITY_CHECKS}
         if (didx >= f) then raise Exception.Create('internal error in hash: inconsistent');
@@ -874,7 +1014,7 @@ begin
         mEntries[f].hash := 0;
         Inc(didx);
         if (f = mLastEntry) then break;
-        while (didx < Length(mEntries)) do if (mEntries[didx].hash <> 0) then Inc(didx) else break;
+        while (didx < Length(mEntries)) do if (not mEntries[didx].empty) then Inc(didx) else break;
       end;
       Inc(f);
     end;
@@ -887,14 +1027,14 @@ begin
     cnt := 0;
     for f := mFirstEntry to mLastEntry do
     begin
-      if (mEntries[f].hash = 0) then raise Exception.Create('internal error in hash table (invalid first/last range; 2)');
+      if (mEntries[f].empty) then raise Exception.Create('internal error in hash table (invalid first/last range; 2)');
       Inc(cnt);
     end;
     if (cnt <> mBucketsUsed) then raise Exception.Create('internal error in hash table (invalid first/last range; 3)');
     if (cnt <> mEntriesUsed) then raise Exception.Create('internal error in hash table (invalid first/last range; 4)');
     for f := mLastEntry+1 to High(mEntries) do
     begin
-      if (mEntries[f].hash <> 0) then raise Exception.Create('internal error in hash table (invalid first/last range; 5)');
+      if (not mEntries[f].empty) then raise Exception.Create('internal error in hash table (invalid first/last range; 5)');
     end;
     {$ENDIF}
   end
@@ -913,22 +1053,35 @@ begin
 end;
 
 
-function THashBase.forEach (it: TIteratorFn): Boolean;
+function THashBase.forEach (it: TIteratorFn): Boolean; overload;
+var
+  f: Integer;
+begin
+  result := false;
+  if not assigned(it) or (mFirstEntry < 0) then exit;
+  for f := mFirstEntry to mLastEntry do
+  begin
+    if (not mEntries[f].empty) then
+    begin
+      result := it(mEntries[f].key, mEntries[f].value);
+      if result then exit;
+    end;
+  end;
+end;
+
+function THashBase.forEach (it: TIteratorExFn): Boolean; overload;
 var
-  i: Integer;
+  f: Integer;
 begin
   result := false;
-  if not assigned(it) then exit;
-  i := mFirstEntry;
-  if (i < 0) then exit;
-  while (i <= mLastEntry) do
+  if not assigned(it) or (mFirstEntry < 0) then exit;
+  for f := mFirstEntry to mLastEntry do
   begin
-    if (mEntries[i].hash <> 0) then
+    if (not mEntries[f].empty) then
     begin
-      result := it(mEntries[i].key, mEntries[i].value);
+      result := it(mEntries[f].key, mEntries[f].value, mEntries[f].hash);
       if result then exit;
     end;
-    Inc(i);
   end;
 end;
 
@@ -959,6 +1112,11 @@ begin
 end;
 
 
+function THashBase.TValEnumerator.GetEnumerator (): TValEnumerator; inline; begin result.mEntries := self.mEntries; result.mFirstEntry := self.mFirstEntry; result.mLastEntry := self.mLastEntry; result.cur := self.cur; end;
+function THashBase.TKeyEnumerator.GetEnumerator (): TKeyEnumerator; inline; begin result.mEntries := self.mEntries; result.mFirstEntry := self.mFirstEntry; result.mLastEntry := self.mLastEntry; result.cur := self.cur; end;
+function THashBase.TKeyValEnumerator.GetEnumerator (): TKeyValEnumerator; inline; begin result.mEntries := self.mEntries; result.mFirstEntry := self.mFirstEntry; result.mLastEntry := self.mLastEntry; result.cur := self.cur; end;
+
+
 // ////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //
 constructor THashBase.TValEnumerator.Create (const aents: TEntryArray; afirst, alast: Integer);
 begin
@@ -973,7 +1131,7 @@ begin
   Inc(cur);
   while (cur <= mLastEntry) do
   begin
-    if (mEntries[cur].hash <> 0) then begin result := true; exit; end;
+    if (not mEntries[cur].empty) then begin result := true; exit; end;
   end;
   result := false;
 end;
@@ -998,7 +1156,7 @@ begin
   Inc(cur);
   while (cur <= mLastEntry) do
   begin
-    if (mEntries[cur].hash <> 0) then begin result := true; exit; end;
+    if (not mEntries[cur].empty) then begin result := true; exit; end;
   end;
   result := false;
 end;
@@ -1023,7 +1181,7 @@ begin
   Inc(cur);
   while (cur <= mLastEntry) do
   begin
-    if (mEntries[cur].hash <> 0) then begin result := true; exit; end;
+    if (not mEntries[cur].empty) then begin result := true; exit; end;
   end;
   result := false;
 end;