Sebastian Kuschel reports that pfd_closing can be called for a socket
[u/mdw/putty] / tree234.c
index 7830aeb..f1c0c2e 100644 (file)
--- a/tree234.c
+++ b/tree234.c
@@ -1,24 +1,51 @@
 /*
- * tree234.c: reasonably generic 2-3-4 tree routines. Currently
- * supports insert, delete, find and iterate operations.
+ * tree234.c: reasonably generic counted 2-3-4 tree routines.
+ * 
+ * This file is copyright 1999-2001 Simon Tatham.
+ * 
+ * Permission is hereby granted, free of charge, to any person
+ * obtaining a copy of this software and associated documentation
+ * files (the "Software"), to deal in the Software without
+ * restriction, including without limitation the rights to use,
+ * copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or
+ * sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
+ * Software is furnished to do so, subject to the following
+ * conditions:
+ * 
+ * The above copyright notice and this permission notice shall be
+ * included in all copies or substantial portions of the Software.
+ * 
+ * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
+ * EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES
+ * OF MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
+ * NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL SIMON TATHAM BE LIABLE FOR
+ * ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF
+ * CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN
+ * CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
+ * SOFTWARE.
  */
 
 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
-
-#include "puttymem.h"
+#include <assert.h>
 
 #include "tree234.h"
 
-#define mknew(typ) ( (typ *) smalloc (sizeof (typ)) )
-/* #define sfree free */
-
 #ifdef TEST
 #define LOG(x) (printf x)
+#define snew(type) ((type *)malloc(sizeof(type)))
+#define snewn(n, type) ((type *)malloc((n) * sizeof(type)))
+#define sresize(ptr, n, type)                                         \
+    ((type *)realloc(sizeof((type *)0 == (ptr)) ? (ptr) : (ptr),      \
+                     (n) * sizeof(type)))
+#define sfree(ptr) free(ptr)
 #else
+#include "puttymem.h"
 #define LOG(x)
 #endif
 
+typedef struct node234_Tag node234;
+
 struct tree234_Tag {
     node234 *root;
     cmpfn234 cmp;
@@ -27,14 +54,16 @@ struct tree234_Tag {
 struct node234_Tag {
     node234 *parent;
     node234 *kids[4];
+    int counts[4];
     void *elems[3];
 };
 
 /*
  * Create a 2-3-4 tree.
  */
-tree234 *newtree234(cmpfn234 cmp) {
-    tree234 *ret = mknew(tree234);
+tree234 *newtree234(cmpfn234 cmp)
+{
+    tree234 *ret = snew(tree234);
     LOG(("created tree %p\n", ret));
     ret->root = NULL;
     ret->cmp = cmp;
@@ -44,7 +73,8 @@ tree234 *newtree234(cmpfn234 cmp) {
 /*
  * Free a 2-3-4 tree (not including freeing the elements).
  */
-static void freenode234(node234 *n) {
+static void freenode234(node234 * n)
+{
     if (!n)
        return;
     freenode234(n->kids[0]);
@@ -53,66 +83,150 @@ static void freenode234(node234 *n) {
     freenode234(n->kids[3]);
     sfree(n);
 }
-void freetree234(tree234 *t) {
+
+void freetree234(tree234 * t)
+{
     freenode234(t->root);
     sfree(t);
 }
 
 /*
+ * Internal function to count a node.
+ */
+static int countnode234(node234 * n)
+{
+    int count = 0;
+    int i;
+    if (!n)
+       return 0;
+    for (i = 0; i < 4; i++)
+       count += n->counts[i];
+    for (i = 0; i < 3; i++)
+       if (n->elems[i])
+           count++;
+    return count;
+}
+
+/*
+ * Count the elements in a tree.
+ */
+int count234(tree234 * t)
+{
+    if (t->root)
+       return countnode234(t->root);
+    else
+       return 0;
+}
+
+/*
  * Add an element e to a 2-3-4 tree t. Returns e on success, or if
  * an existing element compares equal, returns that.
  */
-void *add234(tree234 *t, void *e) {
+static void *add234_internal(tree234 * t, void *e, int index)
+{
     node234 *n, **np, *left, *right;
     void *orig_e = e;
-    int c;
+    int c, lcount, rcount;
 
     LOG(("adding node %p to tree %p\n", e, t));
     if (t->root == NULL) {
-       t->root = mknew(node234);
+       t->root = snew(node234);
        t->root->elems[1] = t->root->elems[2] = NULL;
        t->root->kids[0] = t->root->kids[1] = NULL;
        t->root->kids[2] = t->root->kids[3] = NULL;
+       t->root->counts[0] = t->root->counts[1] = 0;
+       t->root->counts[2] = t->root->counts[3] = 0;
        t->root->parent = NULL;
        t->root->elems[0] = e;
        LOG(("  created root %p\n", t->root));
        return orig_e;
     }
 
+    n = NULL; /* placate gcc; will always be set below since t->root != NULL */
     np = &t->root;
     while (*np) {
+       int childnum;
        n = *np;
-       LOG(("  node %p: %p [%p] %p [%p] %p [%p] %p\n",
-            n, n->kids[0], n->elems[0], n->kids[1], n->elems[1],
-            n->kids[2], n->elems[2], n->kids[3]));
-       if ((c = t->cmp(e, n->elems[0])) < 0)
-           np = &n->kids[0];
-       else if (c == 0)
-           return n->elems[0];        /* already exists */
-       else if (n->elems[1] == NULL || (c = t->cmp(e, n->elems[1])) < 0)
-           np = &n->kids[1];
-       else if (c == 0)
-           return n->elems[1];        /* already exists */
-       else if (n->elems[2] == NULL || (c = t->cmp(e, n->elems[2])) < 0)
-           np = &n->kids[2];
-       else if (c == 0)
-           return n->elems[2];        /* already exists */
-       else
-           np = &n->kids[3];
-       LOG(("  moving to child %d (%p)\n", np - n->kids, *np));
+       LOG(("  node %p: %p/%d [%p] %p/%d [%p] %p/%d [%p] %p/%d\n",
+            n,
+            n->kids[0], n->counts[0], n->elems[0],
+            n->kids[1], n->counts[1], n->elems[1],
+            n->kids[2], n->counts[2], n->elems[2],
+            n->kids[3], n->counts[3]));
+       if (index >= 0) {
+           if (!n->kids[0]) {
+               /*
+                * Leaf node. We want to insert at kid position
+                * equal to the index:
+                * 
+                *   0 A 1 B 2 C 3
+                */
+               childnum = index;
+           } else {
+               /*
+                * Internal node. We always descend through it (add
+                * always starts at the bottom, never in the
+                * middle).
+                */
+               do {                   /* this is a do ... while (0) to allow `break' */
+                   if (index <= n->counts[0]) {
+                       childnum = 0;
+                       break;
+                   }
+                   index -= n->counts[0] + 1;
+                   if (index <= n->counts[1]) {
+                       childnum = 1;
+                       break;
+                   }
+                   index -= n->counts[1] + 1;
+                   if (index <= n->counts[2]) {
+                       childnum = 2;
+                       break;
+                   }
+                   index -= n->counts[2] + 1;
+                   if (index <= n->counts[3]) {
+                       childnum = 3;
+                       break;
+                   }
+                   return NULL;       /* error: index out of range */
+               } while (0);
+           }
+       } else {
+           if ((c = t->cmp(e, n->elems[0])) < 0)
+               childnum = 0;
+           else if (c == 0)
+               return n->elems[0];    /* already exists */
+           else if (n->elems[1] == NULL
+                    || (c = t->cmp(e, n->elems[1])) < 0) childnum = 1;
+           else if (c == 0)
+               return n->elems[1];    /* already exists */
+           else if (n->elems[2] == NULL
+                    || (c = t->cmp(e, n->elems[2])) < 0) childnum = 2;
+           else if (c == 0)
+               return n->elems[2];    /* already exists */
+           else
+               childnum = 3;
+       }
+       np = &n->kids[childnum];
+       LOG(("  moving to child %d (%p)\n", childnum, *np));
     }
 
     /*
      * We need to insert the new element in n at position np.
      */
     left = NULL;
+    lcount = 0;
     right = NULL;
+    rcount = 0;
     while (n) {
-       LOG(("  at %p: %p [%p] %p [%p] %p [%p] %p\n",
-            n, n->kids[0], n->elems[0], n->kids[1], n->elems[1],
-            n->kids[2], n->elems[2], n->kids[3]));
-       LOG(("  need to insert %p [%p] %p at position %d\n",
-            left, e, right, np - n->kids));
+       LOG(("  at %p: %p/%d [%p] %p/%d [%p] %p/%d [%p] %p/%d\n",
+            n,
+            n->kids[0], n->counts[0], n->elems[0],
+            n->kids[1], n->counts[1], n->elems[1],
+            n->kids[2], n->counts[2], n->elems[2],
+            n->kids[3], n->counts[3]));
+       LOG(("  need to insert %p/%d [%p] %p/%d at position %d\n",
+            left, lcount, e, right, rcount, (int)(np - n->kids)));
        if (n->elems[1] == NULL) {
            /*
             * Insert in a 2-node; simple.
@@ -120,19 +234,27 @@ void *add234(tree234 *t, void *e) {
            if (np == &n->kids[0]) {
                LOG(("  inserting on left of 2-node\n"));
                n->kids[2] = n->kids[1];
+               n->counts[2] = n->counts[1];
                n->elems[1] = n->elems[0];
                n->kids[1] = right;
+               n->counts[1] = rcount;
                n->elems[0] = e;
                n->kids[0] = left;
-           } else { /* np == &n->kids[1] */
+               n->counts[0] = lcount;
+           } else {                   /* np == &n->kids[1] */
                LOG(("  inserting on right of 2-node\n"));
                n->kids[2] = right;
+               n->counts[2] = rcount;
                n->elems[1] = e;
                n->kids[1] = left;
+               n->counts[1] = lcount;
            }
-           if (n->kids[0]) n->kids[0]->parent = n;
-           if (n->kids[1]) n->kids[1]->parent = n;
-           if (n->kids[2]) n->kids[2]->parent = n;
+           if (n->kids[0])
+               n->kids[0]->parent = n;
+           if (n->kids[1])
+               n->kids[1]->parent = n;
+           if (n->kids[2])
+               n->kids[2]->parent = n;
            LOG(("  done\n"));
            break;
        } else if (n->elems[2] == NULL) {
@@ -142,33 +264,46 @@ void *add234(tree234 *t, void *e) {
            if (np == &n->kids[0]) {
                LOG(("  inserting on left of 3-node\n"));
                n->kids[3] = n->kids[2];
+               n->counts[3] = n->counts[2];
                n->elems[2] = n->elems[1];
                n->kids[2] = n->kids[1];
+               n->counts[2] = n->counts[1];
                n->elems[1] = n->elems[0];
                n->kids[1] = right;
+               n->counts[1] = rcount;
                n->elems[0] = e;
                n->kids[0] = left;
+               n->counts[0] = lcount;
            } else if (np == &n->kids[1]) {
                LOG(("  inserting in middle of 3-node\n"));
                n->kids[3] = n->kids[2];
+               n->counts[3] = n->counts[2];
                n->elems[2] = n->elems[1];
                n->kids[2] = right;
+               n->counts[2] = rcount;
                n->elems[1] = e;
                n->kids[1] = left;
-           } else { /* np == &n->kids[2] */
+               n->counts[1] = lcount;
+           } else {                   /* np == &n->kids[2] */
                LOG(("  inserting on right of 3-node\n"));
                n->kids[3] = right;
+               n->counts[3] = rcount;
                n->elems[2] = e;
                n->kids[2] = left;
+               n->counts[2] = lcount;
            }
-           if (n->kids[0]) n->kids[0]->parent = n;
-           if (n->kids[1]) n->kids[1]->parent = n;
-           if (n->kids[2]) n->kids[2]->parent = n;
-           if (n->kids[3]) n->kids[3]->parent = n;
+           if (n->kids[0])
+               n->kids[0]->parent = n;
+           if (n->kids[1])
+               n->kids[1]->parent = n;
+           if (n->kids[2])
+               n->kids[2]->parent = n;
+           if (n->kids[3])
+               n->kids[3]->parent = n;
            LOG(("  done\n"));
            break;
        } else {
-           node234 *m = mknew(node234);
+           node234 *m = snew(node234);
            m->parent = n->parent;
            LOG(("  splitting a 4-node; created new node %p\n", m));
            /*
@@ -181,61 +316,89 @@ void *add234(tree234 *t, void *e) {
             */
            if (np == &n->kids[0]) {
                m->kids[0] = left;
+               m->counts[0] = lcount;
                m->elems[0] = e;
                m->kids[1] = right;
+               m->counts[1] = rcount;
                m->elems[1] = n->elems[0];
                m->kids[2] = n->kids[1];
+               m->counts[2] = n->counts[1];
                e = n->elems[1];
                n->kids[0] = n->kids[2];
+               n->counts[0] = n->counts[2];
                n->elems[0] = n->elems[2];
                n->kids[1] = n->kids[3];
+               n->counts[1] = n->counts[3];
            } else if (np == &n->kids[1]) {
                m->kids[0] = n->kids[0];
+               m->counts[0] = n->counts[0];
                m->elems[0] = n->elems[0];
                m->kids[1] = left;
+               m->counts[1] = lcount;
                m->elems[1] = e;
                m->kids[2] = right;
+               m->counts[2] = rcount;
                e = n->elems[1];
                n->kids[0] = n->kids[2];
+               n->counts[0] = n->counts[2];
                n->elems[0] = n->elems[2];
                n->kids[1] = n->kids[3];
+               n->counts[1] = n->counts[3];
            } else if (np == &n->kids[2]) {
                m->kids[0] = n->kids[0];
+               m->counts[0] = n->counts[0];
                m->elems[0] = n->elems[0];
                m->kids[1] = n->kids[1];
+               m->counts[1] = n->counts[1];
                m->elems[1] = n->elems[1];
                m->kids[2] = left;
+               m->counts[2] = lcount;
                /* e = e; */
                n->kids[0] = right;
+               n->counts[0] = rcount;
                n->elems[0] = n->elems[2];
                n->kids[1] = n->kids[3];
-           } else { /* np == &n->kids[3] */
+               n->counts[1] = n->counts[3];
+           } else {                   /* np == &n->kids[3] */
                m->kids[0] = n->kids[0];
+               m->counts[0] = n->counts[0];
                m->elems[0] = n->elems[0];
                m->kids[1] = n->kids[1];
+               m->counts[1] = n->counts[1];
                m->elems[1] = n->elems[1];
                m->kids[2] = n->kids[2];
+               m->counts[2] = n->counts[2];
                n->kids[0] = left;
+               n->counts[0] = lcount;
                n->elems[0] = e;
                n->kids[1] = right;
+               n->counts[1] = rcount;
                e = n->elems[2];
            }
            m->kids[3] = n->kids[3] = n->kids[2] = NULL;
+           m->counts[3] = n->counts[3] = n->counts[2] = 0;
            m->elems[2] = n->elems[2] = n->elems[1] = NULL;
-           if (m->kids[0]) m->kids[0]->parent = m;
-           if (m->kids[1]) m->kids[1]->parent = m;
-           if (m->kids[2]) m->kids[2]->parent = m;
-           if (n->kids[0]) n->kids[0]->parent = n;
-           if (n->kids[1]) n->kids[1]->parent = n;
-           LOG(("  left (%p): %p [%p] %p [%p] %p\n", m,
-                m->kids[0], m->elems[0],
-                m->kids[1], m->elems[1],
-                m->kids[2]));
-           LOG(("  right (%p): %p [%p] %p\n", n,
-                n->kids[0], n->elems[0],
-                n->kids[1]));
+           if (m->kids[0])
+               m->kids[0]->parent = m;
+           if (m->kids[1])
+               m->kids[1]->parent = m;
+           if (m->kids[2])
+               m->kids[2]->parent = m;
+           if (n->kids[0])
+               n->kids[0]->parent = n;
+           if (n->kids[1])
+               n->kids[1]->parent = n;
+           LOG(("  left (%p): %p/%d [%p] %p/%d [%p] %p/%d\n", m,
+                m->kids[0], m->counts[0], m->elems[0],
+                m->kids[1], m->counts[1], m->elems[1],
+                m->kids[2], m->counts[2]));
+           LOG(("  right (%p): %p/%d [%p] %p/%d\n", n,
+                n->kids[0], n->counts[0], n->elems[0],
+                n->kids[1], n->counts[1]));
            left = m;
+           lcount = countnode234(left);
            right = n;
+           rcount = countnode234(right);
        }
        if (n->parent)
            np = (n->parent->kids[0] == n ? &n->parent->kids[0] :
@@ -247,104 +410,267 @@ void *add234(tree234 *t, void *e) {
 
     /*
      * If we've come out of here by `break', n will still be
-     * non-NULL and we've finished. If we've come here because n is
-     * NULL, we need to create a new root for the tree because the
-     * old one has just split into two.
-     */
-    if (!n) {
+     * non-NULL and all we need to do is go back up the tree
+     * updating counts. If we've come here because n is NULL, we
+     * need to create a new root for the tree because the old one
+     * has just split into two. */
+    if (n) {
+       while (n->parent) {
+           int count = countnode234(n);
+           int childnum;
+           childnum = (n->parent->kids[0] == n ? 0 :
+                       n->parent->kids[1] == n ? 1 :
+                       n->parent->kids[2] == n ? 2 : 3);
+           n->parent->counts[childnum] = count;
+           n = n->parent;
+       }
+    } else {
        LOG(("  root is overloaded, split into two\n"));
-       t->root = mknew(node234);
+       t->root = snew(node234);
        t->root->kids[0] = left;
+       t->root->counts[0] = lcount;
        t->root->elems[0] = e;
        t->root->kids[1] = right;
+       t->root->counts[1] = rcount;
        t->root->elems[1] = NULL;
        t->root->kids[2] = NULL;
+       t->root->counts[2] = 0;
        t->root->elems[2] = NULL;
        t->root->kids[3] = NULL;
+       t->root->counts[3] = 0;
        t->root->parent = NULL;
-       if (t->root->kids[0]) t->root->kids[0]->parent = t->root;
-       if (t->root->kids[1]) t->root->kids[1]->parent = t->root;
-       LOG(("  new root is %p [%p] %p\n",
-            t->root->kids[0], t->root->elems[0], t->root->kids[1]));
+       if (t->root->kids[0])
+           t->root->kids[0]->parent = t->root;
+       if (t->root->kids[1])
+           t->root->kids[1]->parent = t->root;
+       LOG(("  new root is %p/%d [%p] %p/%d\n",
+            t->root->kids[0], t->root->counts[0],
+            t->root->elems[0], t->root->kids[1], t->root->counts[1]));
     }
 
     return orig_e;
 }
 
+void *add234(tree234 * t, void *e)
+{
+    if (!t->cmp)                      /* tree is unsorted */
+       return NULL;
+
+    return add234_internal(t, e, -1);
+}
+void *addpos234(tree234 * t, void *e, int index)
+{
+    if (index < 0 ||                  /* index out of range */
+       t->cmp)                        /* tree is sorted */
+       return NULL;                   /* return failure */
+
+    return add234_internal(t, e, index);       /* this checks the upper bound */
+}
+
 /*
- * Find an element e in a 2-3-4 tree t. Returns NULL if not found.
- * e is always passed as the first argument to cmp, so cmp can be
- * an asymmetric function if desired. cmp can also be passed as
- * NULL, in which case the compare function from the tree proper
- * will be used.
+ * Look up the element at a given numeric index in a 2-3-4 tree.
+ * Returns NULL if the index is out of range.
  */
-void *find234(tree234 *t, void *e, cmpfn234 cmp) {
+void *index234(tree234 * t, int index)
+{
     node234 *n;
-    int c;
 
-    if (t->root == NULL)
-       return NULL;
+    if (!t->root)
+       return NULL;                   /* tree is empty */
 
-    if (cmp == NULL)
-       cmp = t->cmp;
+    if (index < 0 || index >= countnode234(t->root))
+       return NULL;                   /* out of range */
 
     n = t->root;
+
     while (n) {
-       if ( (c = cmp(e, n->elems[0])) < 0)
+       if (index < n->counts[0])
            n = n->kids[0];
-       else if (c == 0)
+       else if (index -= n->counts[0] + 1, index < 0)
            return n->elems[0];
-       else if (n->elems[1] == NULL || (c = cmp(e, n->elems[1])) < 0)
+       else if (index < n->counts[1])
            n = n->kids[1];
-       else if (c == 0)
+       else if (index -= n->counts[1] + 1, index < 0)
            return n->elems[1];
-       else if (n->elems[2] == NULL || (c = cmp(e, n->elems[2])) < 0)
+       else if (index < n->counts[2])
            n = n->kids[2];
-       else if (c == 0)
+       else if (index -= n->counts[2] + 1, index < 0)
            return n->elems[2];
        else
            n = n->kids[3];
     }
 
+    /* We shouldn't ever get here. I wonder how we did. */
+    return NULL;
+}
+
+/*
+ * Find an element e in a sorted 2-3-4 tree t. Returns NULL if not
+ * found. e is always passed as the first argument to cmp, so cmp
+ * can be an asymmetric function if desired. cmp can also be passed
+ * as NULL, in which case the compare function from the tree proper
+ * will be used.
+ */
+void *findrelpos234(tree234 * t, void *e, cmpfn234 cmp,
+                   int relation, int *index)
+{
+    node234 *n;
+    void *ret;
+    int c;
+    int idx, ecount, kcount, cmpret;
+
+    if (t->root == NULL)
+       return NULL;
+
+    if (cmp == NULL)
+       cmp = t->cmp;
+
+    n = t->root;
     /*
-     * We've found our way to the bottom of the tree and we know
-     * where we would insert this node if we wanted to. But it
-     * isn't there.
+     * Attempt to find the element itself.
      */
-    return NULL;
+    idx = 0;
+    ecount = -1;
+    /*
+     * Prepare a fake `cmp' result if e is NULL.
+     */
+    cmpret = 0;
+    if (e == NULL) {
+       assert(relation == REL234_LT || relation == REL234_GT);
+       if (relation == REL234_LT)
+           cmpret = +1;               /* e is a max: always greater */
+       else if (relation == REL234_GT)
+           cmpret = -1;               /* e is a min: always smaller */
+    }
+    while (1) {
+       for (kcount = 0; kcount < 4; kcount++) {
+           if (kcount >= 3 || n->elems[kcount] == NULL ||
+               (c = cmpret ? cmpret : cmp(e, n->elems[kcount])) < 0) {
+               break;
+           }
+           if (n->kids[kcount])
+               idx += n->counts[kcount];
+           if (c == 0) {
+               ecount = kcount;
+               break;
+           }
+           idx++;
+       }
+       if (ecount >= 0)
+           break;
+       if (n->kids[kcount])
+           n = n->kids[kcount];
+       else
+           break;
+    }
+
+    if (ecount >= 0) {
+       /*
+        * We have found the element we're looking for. It's
+        * n->elems[ecount], at tree index idx. If our search
+        * relation is EQ, LE or GE we can now go home.
+        */
+       if (relation != REL234_LT && relation != REL234_GT) {
+           if (index)
+               *index = idx;
+           return n->elems[ecount];
+       }
+
+       /*
+        * Otherwise, we'll do an indexed lookup for the previous
+        * or next element. (It would be perfectly possible to
+        * implement these search types in a non-counted tree by
+        * going back up from where we are, but far more fiddly.)
+        */
+       if (relation == REL234_LT)
+           idx--;
+       else
+           idx++;
+    } else {
+       /*
+        * We've found our way to the bottom of the tree and we
+        * know where we would insert this node if we wanted to:
+        * we'd put it in in place of the (empty) subtree
+        * n->kids[kcount], and it would have index idx
+        * 
+        * But the actual element isn't there. So if our search
+        * relation is EQ, we're doomed.
+        */
+       if (relation == REL234_EQ)
+           return NULL;
+
+       /*
+        * Otherwise, we must do an index lookup for index idx-1
+        * (if we're going left - LE or LT) or index idx (if we're
+        * going right - GE or GT).
+        */
+       if (relation == REL234_LT || relation == REL234_LE) {
+           idx--;
+       }
+    }
+
+    /*
+     * We know the index of the element we want; just call index234
+     * to do the rest. This will return NULL if the index is out of
+     * bounds, which is exactly what we want.
+     */
+    ret = index234(t, idx);
+    if (ret && index)
+       *index = idx;
+    return ret;
+}
+void *find234(tree234 * t, void *e, cmpfn234 cmp)
+{
+    return findrelpos234(t, e, cmp, REL234_EQ, NULL);
+}
+void *findrel234(tree234 * t, void *e, cmpfn234 cmp, int relation)
+{
+    return findrelpos234(t, e, cmp, relation, NULL);
+}
+void *findpos234(tree234 * t, void *e, cmpfn234 cmp, int *index)
+{
+    return findrelpos234(t, e, cmp, REL234_EQ, index);
 }
 
 /*
  * Delete an element e in a 2-3-4 tree. Does not free the element,
  * merely removes all links to it from the tree nodes.
  */
-void del234(tree234 *t, void *e) {
+static void *delpos234_internal(tree234 * t, int index)
+{
     node234 *n;
+    void *retval;
     int ei = -1;
 
+    retval = 0;
+
     n = t->root;
-    LOG(("deleting %p from tree %p\n", e, t));
+    LOG(("deleting item %d from tree %p\n", index, t));
     while (1) {
        while (n) {
-           int c;
            int ki;
            node234 *sub;
 
-           LOG(("  node %p: %p [%p] %p [%p] %p [%p] %p\n",
-                n, n->kids[0], n->elems[0], n->kids[1], n->elems[1],
-                n->kids[2], n->elems[2], n->kids[3])); 
-           if ((c = t->cmp(e, n->elems[0])) < 0) {
+           LOG(
+               ("  node %p: %p/%d [%p] %p/%d [%p] %p/%d [%p] %p/%d index=%d\n",
+                n, n->kids[0], n->counts[0], n->elems[0], n->kids[1],
+                n->counts[1], n->elems[1], n->kids[2], n->counts[2],
+                n->elems[2], n->kids[3], n->counts[3], index));
+           if (index < n->counts[0]) {
                ki = 0;
-           } else if (c == 0) {
-               ei = 0; break;
-           } else if (n->elems[1] == NULL || (c = t->cmp(e, n->elems[1])) < 0) {
+           } else if (index -= n->counts[0] + 1, index < 0) {
+               ei = 0;
+               break;
+           } else if (index < n->counts[1]) {
                ki = 1;
-           } else if (c == 0) {
-               ei = 1; break;
-           } else if (n->elems[2] == NULL || (c = t->cmp(e, n->elems[2])) < 0) {
+           } else if (index -= n->counts[1] + 1, index < 0) {
+               ei = 1;
+               break;
+           } else if (index < n->counts[2]) {
                ki = 2;
-           } else if (c == 0) {
-               ei = 2; break;
+           } else if (index -= n->counts[2] + 1, index < 0) {
+               ei = 2;
+               break;
            } else {
                ki = 3;
            }
@@ -356,7 +682,7 @@ void del234(tree234 *t, void *e) {
            sub = n->kids[ki];
            if (!sub->elems[1]) {
                LOG(("  subtree has only one element!\n", ki));
-               if (ki > 0 && n->kids[ki-1]->elems[1]) {
+               if (ki > 0 && n->kids[ki - 1]->elems[1]) {
                    /*
                     * Case 3a, left-handed variant. Child ki has
                     * only one element, but child ki-1 has two or
@@ -367,21 +693,36 @@ void del234(tree234 *t, void *e) {
                     *               /     \     ->            /     \
                     * [more] a A b B c   d D e      [more] a A b   c C d D e
                     */
-                   node234 *sib = n->kids[ki-1];
+                   node234 *sib = n->kids[ki - 1];
                    int lastelem = (sib->elems[2] ? 2 :
                                    sib->elems[1] ? 1 : 0);
                    sub->kids[2] = sub->kids[1];
+                   sub->counts[2] = sub->counts[1];
                    sub->elems[1] = sub->elems[0];
                    sub->kids[1] = sub->kids[0];
-                   sub->elems[0] = n->elems[ki-1];
-                   sub->kids[0] = sib->kids[lastelem+1];
-                   if (sub->kids[0]) sub->kids[0]->parent = sub;
-                   n->elems[ki-1] = sib->elems[lastelem];
-                   sib->kids[lastelem+1] = NULL;
+                   sub->counts[1] = sub->counts[0];
+                   sub->elems[0] = n->elems[ki - 1];
+                   sub->kids[0] = sib->kids[lastelem + 1];
+                   sub->counts[0] = sib->counts[lastelem + 1];
+                   if (sub->kids[0])
+                       sub->kids[0]->parent = sub;
+                   n->elems[ki - 1] = sib->elems[lastelem];
+                   sib->kids[lastelem + 1] = NULL;
+                   sib->counts[lastelem + 1] = 0;
                    sib->elems[lastelem] = NULL;
+                   n->counts[ki] = countnode234(sub);
                    LOG(("  case 3a left\n"));
-               } else if (ki < 3 && n->kids[ki+1] &&
-                          n->kids[ki+1]->elems[1]) {
+                   LOG(
+                       ("  index and left subtree count before adjustment: %d, %d\n",
+                        index, n->counts[ki - 1]));
+                   index += n->counts[ki - 1];
+                   n->counts[ki - 1] = countnode234(sib);
+                   index -= n->counts[ki - 1];
+                   LOG(
+                       ("  index and left subtree count after adjustment: %d, %d\n",
+                        index, n->counts[ki - 1]));
+               } else if (ki < 3 && n->kids[ki + 1]
+                          && n->kids[ki + 1]->elems[1]) {
                    /*
                     * Case 3a, right-handed variant. ki has only
                     * one element but ki+1 has two or more. Move a
@@ -391,19 +732,26 @@ void del234(tree234 *t, void *e) {
                     *     /     \                ->         /     \
                     *  a A b   c C d D e [more]      a A b B c   d D e [more]
                     */
-                   node234 *sib = n->kids[ki+1];
+                   node234 *sib = n->kids[ki + 1];
                    int j;
                    sub->elems[1] = n->elems[ki];
                    sub->kids[2] = sib->kids[0];
-                   if (sub->kids[2]) sub->kids[2]->parent = sub;
+                   sub->counts[2] = sib->counts[0];
+                   if (sub->kids[2])
+                       sub->kids[2]->parent = sub;
                    n->elems[ki] = sib->elems[0];
                    sib->kids[0] = sib->kids[1];
-                   for (j = 0; j < 2 && sib->elems[j+1]; j++) {
-                       sib->kids[j+1] = sib->kids[j+2];
-                       sib->elems[j] = sib->elems[j+1];
+                   sib->counts[0] = sib->counts[1];
+                   for (j = 0; j < 2 && sib->elems[j + 1]; j++) {
+                       sib->kids[j + 1] = sib->kids[j + 2];
+                       sib->counts[j + 1] = sib->counts[j + 2];
+                       sib->elems[j] = sib->elems[j + 1];
                    }
-                   sib->kids[j+1] = NULL;
+                   sib->kids[j + 1] = NULL;
+                   sib->counts[j + 1] = 0;
                    sib->elems[j] = NULL;
+                   n->counts[ki] = countnode234(sub);
+                   n->counts[ki + 1] = countnode234(sib);
                    LOG(("  case 3a right\n"));
                } else {
                    /*
@@ -428,20 +776,30 @@ void del234(tree234 *t, void *e) {
                    node234 *sib;
                    int j;
 
-                   if (ki > 0)
+                   if (ki > 0) {
                        ki--;
+                       index += n->counts[ki] + 1;
+                   }
                    sib = n->kids[ki];
-                   sub = n->kids[ki+1];
+                   sub = n->kids[ki + 1];
 
                    sub->kids[3] = sub->kids[1];
+                   sub->counts[3] = sub->counts[1];
                    sub->elems[2] = sub->elems[0];
                    sub->kids[2] = sub->kids[0];
+                   sub->counts[2] = sub->counts[0];
                    sub->elems[1] = n->elems[ki];
                    sub->kids[1] = sib->kids[1];
-                   if (sub->kids[1]) sub->kids[1]->parent = sub;
+                   sub->counts[1] = sib->counts[1];
+                   if (sub->kids[1])
+                       sub->kids[1]->parent = sub;
                    sub->elems[0] = sib->elems[0];
                    sub->kids[0] = sib->kids[0];
-                   if (sub->kids[0]) sub->kids[0]->parent = sub;
+                   sub->counts[0] = sib->counts[0];
+                   if (sub->kids[0])
+                       sub->kids[0]->parent = sub;
+
+                   n->counts[ki + 1] = countnode234(sub);
 
                    sfree(sib);
 
@@ -449,12 +807,15 @@ void del234(tree234 *t, void *e) {
                     * That's built the big node in sub. Now we
                     * need to remove the reference to sib in n.
                     */
-                   for (j = ki; j < 3 && n->kids[j+1]; j++) {
-                       n->kids[j] = n->kids[j+1];
-                       n->elems[j] = j<2 ? n->elems[j+1] : NULL;
+                   for (j = ki; j < 3 && n->kids[j + 1]; j++) {
+                       n->kids[j] = n->kids[j + 1];
+                       n->counts[j] = n->counts[j + 1];
+                       n->elems[j] = j < 2 ? n->elems[j + 1] : NULL;
                    }
                    n->kids[j] = NULL;
-                   if (j < 3) n->elems[j] = NULL;
+                   n->counts[j] = 0;
+                   if (j < 3)
+                       n->elems[j] = NULL;
                    LOG(("  case 3b ki=%d\n", ki));
 
                    if (!n->elems[0]) {
@@ -471,8 +832,11 @@ void del234(tree234 *t, void *e) {
            }
            n = sub;
        }
-       if (ei==-1)
-           return;                    /* nothing to do; `already removed' */
+       if (!retval)
+           retval = n->elems[ei];
+
+       if (ei == -1)
+           return NULL;               /* although this shouldn't happen */
 
        /*
         * Treat special case: this is the one remaining item in
@@ -483,7 +847,7 @@ void del234(tree234 *t, void *e) {
            LOG(("  removed last element in tree\n"));
            sfree(n);
            t->root = NULL;
-           return;
+           return retval;
        }
 
        /*
@@ -500,10 +864,22 @@ void del234(tree234 *t, void *e) {
             */
            int i;
            LOG(("  case 1\n"));
-           for (i = ei; i < 2 && n->elems[i+1]; i++)
-               n->elems[i] = n->elems[i+1];
+           for (i = ei; i < 2 && n->elems[i + 1]; i++)
+               n->elems[i] = n->elems[i + 1];
            n->elems[i] = NULL;
-           return;                    /* finished! */
+           /*
+            * Having done that to the leaf node, we now go back up
+            * the tree fixing the counts.
+            */
+           while (n->parent) {
+               int childnum;
+               childnum = (n->parent->kids[0] == n ? 0 :
+                           n->parent->kids[1] == n ? 1 :
+                           n->parent->kids[2] == n ? 2 : 3);
+               n->parent->counts[childnum]--;
+               n = n->parent;
+           }
+           return retval;             /* finished! */
        } else if (n->kids[ei]->elems[1]) {
            /*
             * Case 2a. n is an internal node, and the root of the
@@ -519,19 +895,19 @@ void del234(tree234 *t, void *e) {
            while (m->kids[0]) {
                m = (m->kids[3] ? m->kids[3] :
                     m->kids[2] ? m->kids[2] :
-                    m->kids[1] ? m->kids[1] : m->kids[0]);                  
+                    m->kids[1] ? m->kids[1] : m->kids[0]);
            }
            target = (m->elems[2] ? m->elems[2] :
                      m->elems[1] ? m->elems[1] : m->elems[0]);
            n->elems[ei] = target;
+           index = n->counts[ei] - 1;
            n = n->kids[ei];
-           e = target;
-       } else if (n->kids[ei+1]->elems[1]) {
+       } else if (n->kids[ei + 1]->elems[1]) {
            /*
             * Case 2b, symmetric to 2a but s/left/right/ and
             * s/predecessor/successor/. (And s/largest/smallest/).
             */
-           node234 *m = n->kids[ei+1];
+           node234 *m = n->kids[ei + 1];
            void *target;
            LOG(("  case 2b\n"));
            while (m->kids[0]) {
@@ -539,8 +915,8 @@ void del234(tree234 *t, void *e) {
            }
            target = m->elems[0];
            n->elems[ei] = target;
-           n = n->kids[ei+1];
-           e = target;
+           n = n->kids[ei + 1];
+           index = 0;
        } else {
            /*
             * Case 2c. n is an internal node, and the subtrees to
@@ -550,92 +926,66 @@ void del234(tree234 *t, void *e) {
             * in the middle, then restart the deletion process on
             * that subtree, with e still as target.
             */
-           node234 *a = n->kids[ei], *b = n->kids[ei+1];
+           node234 *a = n->kids[ei], *b = n->kids[ei + 1];
            int j;
 
            LOG(("  case 2c\n"));
            a->elems[1] = n->elems[ei];
            a->kids[2] = b->kids[0];
-           if (a->kids[2]) a->kids[2]->parent = a;
+           a->counts[2] = b->counts[0];
+           if (a->kids[2])
+               a->kids[2]->parent = a;
            a->elems[2] = b->elems[0];
            a->kids[3] = b->kids[1];
-           if (a->kids[3]) a->kids[3]->parent = a;
+           a->counts[3] = b->counts[1];
+           if (a->kids[3])
+               a->kids[3]->parent = a;
            sfree(b);
+           n->counts[ei] = countnode234(a);
            /*
             * That's built the big node in a, and destroyed b. Now
             * remove the reference to b (and e) in n.
             */
-           for (j = ei; j < 2 && n->elems[j+1]; j++) {
-               n->elems[j] = n->elems[j+1];
-               n->kids[j+1] = n->kids[j+2];
+           for (j = ei; j < 2 && n->elems[j + 1]; j++) {
+               n->elems[j] = n->elems[j + 1];
+               n->kids[j + 1] = n->kids[j + 2];
+               n->counts[j + 1] = n->counts[j + 2];
            }
            n->elems[j] = NULL;
-           n->kids[j+1] = NULL;
-            /*
-             * It's possible, in this case, that we've just removed
-             * the only element in the root of the tree. If so,
-             * shift the root.
-             */
-            if (n->elems[0] == NULL) {
-                LOG(("  shifting root!\n"));
-                t->root = a;
-                a->parent = NULL;
-                sfree(n);
-            }
+           n->kids[j + 1] = NULL;
+           n->counts[j + 1] = 0;
+           /*
+            * It's possible, in this case, that we've just removed
+            * the only element in the root of the tree. If so,
+            * shift the root.
+            */
+           if (n->elems[0] == NULL) {
+               LOG(("  shifting root!\n"));
+               t->root = a;
+               a->parent = NULL;
+               sfree(n);
+           }
            /*
             * Now go round the deletion process again, with n
             * pointing at the new big node and e still the same.
             */
            n = a;
+           index = a->counts[0] + a->counts[1] + 1;
        }
     }
 }
-
-/*
- * Iterate over the elements of a tree234, in order.
- */
-void *first234(tree234 *t, enum234 *e) {
-    node234 *n = t->root;
-    if (!n)
+void *delpos234(tree234 * t, int index)
+{
+    if (index < 0 || index >= countnode234(t->root))
        return NULL;
-    while (n->kids[0])
-       n = n->kids[0];
-    e->node = n;
-    e->posn = 0;
-    return n->elems[0];
+    return delpos234_internal(t, index);
 }
-
-void *next234(enum234 *e) {
-    node234 *n = e->node;
-    int pos = e->posn;
-
-    if (n->kids[pos+1]) {
-       n = n->kids[pos+1];
-       while (n->kids[0])
-           n = n->kids[0];
-       e->node = n;
-       e->posn = 0;
-       return n->elems[0];
-    }
-
-    if (pos < 2 && n->elems[pos+1]) {
-       e->posn = pos+1;
-       return n->elems[e->posn];
-    }
-
-    do {
-       node234 *nn = n->parent;
-       if (nn == NULL)
-           return NULL;               /* end of tree */
-       pos = (nn->kids[0] == n ? 0 :
-              nn->kids[1] == n ? 1 :
-              nn->kids[2] == n ? 2 : 3);
-       n = nn;
-    } while (pos == 3 || n->kids[pos+1] == NULL);
-
-    e->node = n;
-    e->posn = pos;
-    return n->elems[pos];
+void *del234(tree234 * t, void *e)
+{
+    int index;
+    if (!findrelpos234(t, e, NULL, REL234_EQ, &index))
+       return NULL;                   /* it wasn't in there anyway */
+    return delpos234_internal(t, index);       /* it's there; delete it. */
 }
 
 #ifdef TEST
@@ -645,16 +995,22 @@ void *next234(enum234 *e) {
  * representation of the data in the tree, in an array (using the
  * obvious and slow insert and delete functions). After each tree
  * operation, the verify() function is called, which ensures all
- * the tree properties are preserved (node->child->parent always
- * equals node; number of kids == 0 or number of elements + 1;
- * ordering property between elements of a node and elements of its
- * children is preserved; tree has the same depth everywhere; every
- * node has at least one element) and also ensures the list
- * represented by the tree is the same list it should be. (This
- * last check also verifies the ordering properties, because the
- * `same list it should be' is by definition correctly ordered. It
- * also ensures all nodes are distinct, because the enum functions
- * would get caught in a loop if not.)
+ * the tree properties are preserved:
+ *  - node->child->parent always equals node
+ *  - tree->root->parent always equals NULL
+ *  - number of kids == 0 or number of elements + 1;
+ *  - tree has the same depth everywhere
+ *  - every node has at least one element
+ *  - subtree element counts are accurate
+ *  - any NULL kid pointer is accompanied by a zero count
+ *  - in a sorted tree: ordering property between elements of a
+ *    node and elements of its children is preserved
+ * and also ensures the list represented by the tree is the same
+ * list it should be. (This last check also doubly verifies the
+ * ordering properties, because the `same list it should be' is by
+ * definition correctly ordered. It also ensures all nodes are
+ * distinct, because the enum functions would get caught in a loop
+ * if not.)
  */
 
 #include <stdarg.h>
@@ -662,7 +1018,8 @@ void *next234(enum234 *e) {
 /*
  * Error reporting function.
  */
-void error(char *fmt, ...) {
+void error(char *fmt, ...)
+{
     va_list ap;
     printf("ERROR: ");
     va_start(ap, fmt);
@@ -684,62 +1041,66 @@ typedef struct {
     int elemcount;
 } chkctx;
 
-void chknode(chkctx *ctx, int level, node234 *node,
-             void *lowbound, void *highbound) {
+int chknode(chkctx * ctx, int level, node234 * node,
+           void *lowbound, void *highbound)
+{
     int nkids, nelems;
     int i;
+    int count;
 
     /* Count the non-NULL kids. */
     for (nkids = 0; nkids < 4 && node->kids[nkids]; nkids++);
     /* Ensure no kids beyond the first NULL are non-NULL. */
     for (i = nkids; i < 4; i++)
-        if (node->kids[i]) {
-            error("node %p: nkids=%d but kids[%d] non-NULL",
-                   node, nkids, i);
-        }
+       if (node->kids[i]) {
+           error("node %p: nkids=%d but kids[%d] non-NULL",
+                 node, nkids, i);
+       } else if (node->counts[i]) {
+           error("node %p: kids[%d] NULL but count[%d]=%d nonzero",
+                 node, i, i, node->counts[i]);
+       }
 
     /* Count the non-NULL elements. */
     for (nelems = 0; nelems < 3 && node->elems[nelems]; nelems++);
     /* Ensure no elements beyond the first NULL are non-NULL. */
     for (i = nelems; i < 3; i++)
-        if (node->elems[i]) {
-            error("node %p: nelems=%d but elems[%d] non-NULL",
-                   node, nelems, i);
-        }
+       if (node->elems[i]) {
+           error("node %p: nelems=%d but elems[%d] non-NULL",
+                 node, nelems, i);
+       }
 
     if (nkids == 0) {
-        /*
-         * If nkids==0, this is a leaf node; verify that the tree
-         * depth is the same everywhere.
-         */
-        if (ctx->treedepth < 0)
-            ctx->treedepth = level;    /* we didn't know the depth yet */
-        else if (ctx->treedepth != level)
-            error("node %p: leaf at depth %d, previously seen depth %d",
-                   node, level, ctx->treedepth);
+       /*
+        * If nkids==0, this is a leaf node; verify that the tree
+        * depth is the same everywhere.
+        */
+       if (ctx->treedepth < 0)
+           ctx->treedepth = level;    /* we didn't know the depth yet */
+       else if (ctx->treedepth != level)
+           error("node %p: leaf at depth %d, previously seen depth %d",
+                 node, level, ctx->treedepth);
     } else {
-        /*
-         * If nkids != 0, then it should be nelems+1, unless nelems
-         * is 0 in which case nkids should also be 0 (and so we
-         * shouldn't be in this condition at all).
-         */
-        int shouldkids = (nelems ? nelems+1 : 0);
-        if (nkids != shouldkids) {
-            error("node %p: %d elems should mean %d kids but has %d",
-                   node, nelems, shouldkids, nkids);
-        }
+       /*
+        * If nkids != 0, then it should be nelems+1, unless nelems
+        * is 0 in which case nkids should also be 0 (and so we
+        * shouldn't be in this condition at all).
+        */
+       int shouldkids = (nelems ? nelems + 1 : 0);
+       if (nkids != shouldkids) {
+           error("node %p: %d elems should mean %d kids but has %d",
+                 node, nelems, shouldkids, nkids);
+       }
     }
 
     /*
      * nelems should be at least 1.
      */
     if (nelems == 0) {
-        error("node %p: no elems", node, nkids);
+       error("node %p: no elems", node, nkids);
     }
 
     /*
-     * Add nelems to the running element count of the whole tree
-     * (to ensure the enum234 routines see them all).
+     * Add nelems to the running element count of the whole tree.
      */
     ctx->elemcount += nelems;
 
@@ -750,13 +1111,16 @@ void chknode(chkctx *ctx, int level, node234 *node,
      * - both NULL at root node - and NULL is considered to be <
      * everything and > everything. IYSWIM.)
      */
-    for (i = -1; i < nelems; i++) {
-        void *lower = (i == -1 ? lowbound : node->elems[i]);
-        void *higher = (i+1 == nelems ? highbound : node->elems[i+1]);
-        if (lower && higher && cmp(lower, higher) >= 0) {
-            error("node %p: kid comparison [%d=%s,%d=%s] failed",
-                   node, i, lower, i+1, higher);
-        }
+    if (cmp) {
+       for (i = -1; i < nelems; i++) {
+           void *lower = (i == -1 ? lowbound : node->elems[i]);
+           void *higher =
+               (i + 1 == nelems ? highbound : node->elems[i + 1]);
+           if (lower && higher && cmp(lower, higher) >= 0) {
+               error("node %p: kid comparison [%d=%s,%d=%s] failed",
+                     node, i, lower, i + 1, higher);
+           }
+       }
     }
 
     /*
@@ -764,111 +1128,162 @@ void chknode(chkctx *ctx, int level, node234 *node,
      * parent pointer coming back to this node.
      */
     for (i = 0; i < nkids; i++)
-        if (node->kids[i]->parent != node) {
-            error("node %p kid %d: parent ptr is %p not %p",
-                   node, i, node->kids[i]->parent, node);
-        }
+       if (node->kids[i]->parent != node) {
+           error("node %p kid %d: parent ptr is %p not %p",
+                 node, i, node->kids[i]->parent, node);
+       }
 
 
     /*
      * Now (finally!) recurse into subtrees.
      */
+    count = nelems;
+
     for (i = 0; i < nkids; i++) {
-        void *lower = (i == 0 ? lowbound : node->elems[i-1]);
-        void *higher = (i >= nelems ? highbound : node->elems[i]);
-        chknode(ctx, level+1, node->kids[i], lower, higher);
+       void *lower = (i == 0 ? lowbound : node->elems[i - 1]);
+       void *higher = (i >= nelems ? highbound : node->elems[i]);
+       int subcount =
+           chknode(ctx, level + 1, node->kids[i], lower, higher);
+       if (node->counts[i] != subcount) {
+           error("node %p kid %d: count says %d, subtree really has %d",
+                 node, i, node->counts[i], subcount);
+       }
+       count += subcount;
     }
+
+    return count;
 }
 
-void verify(void) {
+void verify(void)
+{
     chkctx ctx;
-    enum234 e;
     int i;
     void *p;
 
-    ctx.treedepth = -1;                /* depth unknown yet */
-    ctx.elemcount = 0;                 /* no elements seen yet */
+    ctx.treedepth = -1;                       /* depth unknown yet */
+    ctx.elemcount = 0;                /* no elements seen yet */
     /*
      * Verify validity of tree properties.
      */
-    if (tree->root)
-        chknode(&ctx, 0, tree->root, NULL, NULL);
+    if (tree->root) {
+       if (tree->root->parent != NULL)
+           error("root->parent is %p should be null", tree->root->parent);
+       chknode(&ctx, 0, tree->root, NULL, NULL);
+    }
     printf("tree depth: %d\n", ctx.treedepth);
     /*
      * Enumerate the tree and ensure it matches up to the array.
      */
-    for (i = 0, p = first234(tree, &e);
-         p;
-         i++, p = next234(&e)) {
-        if (i >= arraylen)
-            error("tree contains more than %d elements", arraylen);
-        if (array[i] != p)
-            error("enum at position %d: array says %s, tree says %s",
-                   i, array[i], p);
+    for (i = 0; NULL != (p = index234(tree, i)); i++) {
+       if (i >= arraylen)
+           error("tree contains more than %d elements", arraylen);
+       if (array[i] != p)
+           error("enum at position %d: array says %s, tree says %s",
+                 i, array[i], p);
     }
-    if (i != ctx.elemcount) {
-        error("tree really contains %d elements, enum gave %d",
-               i, ctx.elemcount);
+    if (ctx.elemcount != i) {
+       error("tree really contains %d elements, enum gave %d",
+             ctx.elemcount, i);
     }
     if (i < arraylen) {
-        error("enum gave only %d elements, array has %d", i, arraylen);
+       error("enum gave only %d elements, array has %d", i, arraylen);
+    }
+    i = count234(tree);
+    if (ctx.elemcount != i) {
+       error("tree really contains %d elements, count234 gave %d",
+             ctx.elemcount, i);
     }
 }
 
-void addtest(void *elem) {
+void internal_addtest(void *elem, int index, void *realret)
+{
     int i, j;
-    void *retval, *realret;
+    void *retval;
 
-    if (arraysize < arraylen+1) {
-        arraysize = arraylen+1+256;
-        array = (array == NULL ? smalloc(arraysize*sizeof(*array)) :
-                 srealloc(array, arraysize*sizeof(*array)));
+    if (arraysize < arraylen + 1) {
+       arraysize = arraylen + 1 + 256;
+       array = sresize(array, arraysize, void *);
     }
 
-    i = 0;
-    while (i < arraylen && cmp(elem, array[i]) > 0)
-        i++;
+    i = index;
     /* now i points to the first element >= elem */
-    if (i < arraylen && !cmp(elem, array[i]))
-        retval = array[i];             /* expect that returned not elem */
-    else {
-        retval = elem;                  /* expect elem returned (success) */
-        for (j = arraylen; j > i; j--)
-            array[j] = array[j-1];
-        array[i] = elem;                /* add elem to array */
-        arraylen++;
-    }
+    retval = elem;                    /* expect elem returned (success) */
+    for (j = arraylen; j > i; j--)
+       array[j] = array[j - 1];
+    array[i] = elem;                  /* add elem to array */
+    arraylen++;
 
-    realret = add234(tree, elem);
     if (realret != retval) {
-        error("add: retval was %p expected %p", realret, retval);
+       error("add: retval was %p expected %p", realret, retval);
     }
 
     verify();
 }
 
-void deltest(void *elem) {
+void addtest(void *elem)
+{
     int i;
+    void *realret;
+
+    realret = add234(tree, elem);
 
     i = 0;
     while (i < arraylen && cmp(elem, array[i]) > 0)
-        i++;
-    /* now i points to the first element >= elem */
-    if (i >= arraylen || cmp(elem, array[i]) != 0)
-        return;                        /* don't do it! */
-    else {
-        while (i < arraylen-1) {
-            array[i] = array[i+1];
-            i++;
-        }
-        arraylen--;                    /* delete elem from array */
+       i++;
+    if (i < arraylen && !cmp(elem, array[i])) {
+       void *retval = array[i];       /* expect that returned not elem */
+       if (realret != retval) {
+           error("add: retval was %p expected %p", realret, retval);
+       }
+    } else
+       internal_addtest(elem, i, realret);
+}
+
+void addpostest(void *elem, int i)
+{
+    void *realret;
+
+    realret = addpos234(tree, elem, i);
+
+    internal_addtest(elem, i, realret);
+}
+
+void delpostest(int i)
+{
+    int index = i;
+    void *elem = array[i], *ret;
+
+    /* i points to the right element */
+    while (i < arraylen - 1) {
+       array[i] = array[i + 1];
+       i++;
     }
+    arraylen--;                               /* delete elem from array */
+
+    if (tree->cmp)
+       ret = del234(tree, elem);
+    else
+       ret = delpos234(tree, index);
 
-    del234(tree, elem);
+    if (ret != elem) {
+       error("del returned %p, expected %p", ret, elem);
+    }
 
     verify();
 }
 
+void deltest(void *elem)
+{
+    int i;
+
+    i = 0;
+    while (i < arraylen && cmp(elem, array[i]) > 0)
+       i++;
+    if (i >= arraylen || cmp(elem, array[i]) != 0)
+       return;                        /* don't do it! */
+    delpostest(i);
+}
+
 /* A sample data set and test utility. Designed for pseudo-randomness,
  * and yet repeatability. */
 
@@ -877,15 +1292,17 @@ void deltest(void *elem) {
  * given in ANSI C99 draft N869. It assumes `unsigned' is 32 bits;
  * change it if not.
  */
-int randomnumber(unsigned *seed) {
+int randomnumber(unsigned *seed)
+{
     *seed *= 1103515245;
     *seed += 12345;
     return ((*seed) / 65536) % 32768;
 }
 
-int mycmp(void *av, void *bv) {
-    char const *a = (char const *)av;
-    char const *b = (char const *)bv;
+int mycmp(void *av, void *bv)
+{
+    char const *a = (char const *) av;
+    char const *b = (char const *) bv;
     return strcmp(a, b);
 }
 
@@ -907,12 +1324,104 @@ char *strings[] = {
 
 #define NSTR lenof(strings)
 
-int main(void) {
+int findtest(void)
+{
+    const static int rels[] = {
+       REL234_EQ, REL234_GE, REL234_LE, REL234_LT, REL234_GT
+    };
+    const static char *const relnames[] = {
+       "EQ", "GE", "LE", "LT", "GT"
+    };
+    int i, j, rel, index;
+    char *p, *ret, *realret, *realret2;
+    int lo, hi, mid, c;
+
+    for (i = 0; i < NSTR; i++) {
+       p = strings[i];
+       for (j = 0; j < sizeof(rels) / sizeof(*rels); j++) {
+           rel = rels[j];
+
+           lo = 0;
+           hi = arraylen - 1;
+           while (lo <= hi) {
+               mid = (lo + hi) / 2;
+               c = strcmp(p, array[mid]);
+               if (c < 0)
+                   hi = mid - 1;
+               else if (c > 0)
+                   lo = mid + 1;
+               else
+                   break;
+           }
+
+           if (c == 0) {
+               if (rel == REL234_LT)
+                   ret = (mid > 0 ? array[--mid] : NULL);
+               else if (rel == REL234_GT)
+                   ret = (mid < arraylen - 1 ? array[++mid] : NULL);
+               else
+                   ret = array[mid];
+           } else {
+               assert(lo == hi + 1);
+               if (rel == REL234_LT || rel == REL234_LE) {
+                   mid = hi;
+                   ret = (hi >= 0 ? array[hi] : NULL);
+               } else if (rel == REL234_GT || rel == REL234_GE) {
+                   mid = lo;
+                   ret = (lo < arraylen ? array[lo] : NULL);
+               } else
+                   ret = NULL;
+           }
+
+           realret = findrelpos234(tree, p, NULL, rel, &index);
+           if (realret != ret) {
+               error("find(\"%s\",%s) gave %s should be %s",
+                     p, relnames[j], realret, ret);
+           }
+           if (realret && index != mid) {
+               error("find(\"%s\",%s) gave %d should be %d",
+                     p, relnames[j], index, mid);
+           }
+           if (realret && rel == REL234_EQ) {
+               realret2 = index234(tree, index);
+               if (realret2 != realret) {
+                   error("find(\"%s\",%s) gave %s(%d) but %d -> %s",
+                         p, relnames[j], realret, index, index, realret2);
+               }
+           }
+#if 0
+           printf("find(\"%s\",%s) gave %s(%d)\n", p, relnames[j],
+                  realret, index);
+#endif
+       }
+    }
+
+    realret = findrelpos234(tree, NULL, NULL, REL234_GT, &index);
+    if (arraylen && (realret != array[0] || index != 0)) {
+       error("find(NULL,GT) gave %s(%d) should be %s(0)",
+             realret, index, array[0]);
+    } else if (!arraylen && (realret != NULL)) {
+       error("find(NULL,GT) gave %s(%d) should be NULL", realret, index);
+    }
+
+    realret = findrelpos234(tree, NULL, NULL, REL234_LT, &index);
+    if (arraylen
+       && (realret != array[arraylen - 1] || index != arraylen - 1)) {
+       error("find(NULL,LT) gave %s(%d) should be %s(0)", realret, index,
+             array[arraylen - 1]);
+    } else if (!arraylen && (realret != NULL)) {
+       error("find(NULL,LT) gave %s(%d) should be NULL", realret, index);
+    }
+}
+
+int main(void)
+{
     int in[NSTR];
-    int i, j;
+    int i, j, k;
     unsigned seed = 0;
 
-    for (i = 0; i < NSTR; i++) in[i] = 0;
+    for (i = 0; i < NSTR; i++)
+       in[i] = 0;
     array = NULL;
     arraylen = arraysize = 0;
     tree = newtree234(mycmp);
@@ -920,24 +1429,55 @@ int main(void) {
 
     verify();
     for (i = 0; i < 10000; i++) {
-        j = randomnumber(&seed);
-        j %= NSTR;
-        printf("trial: %d\n", i);
-        if (in[j]) {
-            printf("deleting %s (%d)\n", strings[j], j);
-            deltest(strings[j]);
-            in[j] = 0;
-        } else {
-            printf("adding %s (%d)\n", strings[j], j);
-            addtest(strings[j]);
-            in[j] = 1;
-        }
+       j = randomnumber(&seed);
+       j %= NSTR;
+       printf("trial: %d\n", i);
+       if (in[j]) {
+           printf("deleting %s (%d)\n", strings[j], j);
+           deltest(strings[j]);
+           in[j] = 0;
+       } else {
+           printf("adding %s (%d)\n", strings[j], j);
+           addtest(strings[j]);
+           in[j] = 1;
+       }
+       findtest();
     }
 
     while (arraylen > 0) {
-        j = randomnumber(&seed);
-        j %= arraylen;
-        deltest(array[j]);
+       j = randomnumber(&seed);
+       j %= arraylen;
+       deltest(array[j]);
+    }
+
+    freetree234(tree);
+
+    /*
+     * Now try an unsorted tree. We don't really need to test
+     * delpos234 because we know del234 is based on it, so it's
+     * already been tested in the above sorted-tree code; but for
+     * completeness we'll use it to tear down our unsorted tree
+     * once we've built it.
+     */
+    tree = newtree234(NULL);
+    cmp = NULL;
+    verify();
+    for (i = 0; i < 1000; i++) {
+       printf("trial: %d\n", i);
+       j = randomnumber(&seed);
+       j %= NSTR;
+       k = randomnumber(&seed);
+       k %= count234(tree) + 1;
+       printf("adding string %s at index %d\n", strings[j], k);
+       addpostest(strings[j], k);
+    }
+    while (count234(tree) > 0) {
+       printf("cleanup: tree size %d\n", count234(tree));
+       j = randomnumber(&seed);
+       j %= count234(tree);
+       printf("deleting string %s from index %d\n",
+               (const char *)array[j], j);
+       delpostest(j);
     }
 
     return 0;