1 /*
2  * Copyright (c) 2012, 2018, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
3  * DO NOT ALTER OR REMOVE COPYRIGHT NOTICES OR THIS FILE HEADER.
4  *
5  * This code is free software; you can redistribute it and/or modify it
6  * under the terms of the GNU General Public License version 2 only, as
7  * published by the Free Software Foundation.  Oracle designates this
8  * particular file as subject to the "Classpath" exception as provided
9  * by Oracle in the LICENSE file that accompanied this code.
10  *
11  * This code is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
12  * ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
13  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
14  * version 2 for more details (a copy is included in the LICENSE file that
15  * accompanied this code).
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU General Public License version
18  * 2 along with this work; if not, write to the Free Software Foundation,
19  * Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
20  *
21  * Please contact Oracle, 500 Oracle Parkway, Redwood Shores, CA 94065 USA
22  * or visit www.oracle.com if you need additional information or have any
23  * questions.
24  */

25 package java.util;
26
27 import java.util.function.Consumer;
28 import java.util.function.Function;
29 import java.util.function.Predicate;
30 import java.util.function.Supplier;
31 import java.util.stream.Stream;
32
33 /**
34  * A container object which may or may not contain a non-{@code null} value.
35  * If a value is present, {@code isPresent()} returns {@code true}. If no
36  * value is present, the object is considered <i>empty</i> and
37  * {@code isPresent()} returns {@code false}.
38  *
39  * <p>Additional methods that depend on the presence or absence of a contained
40  * value are provided, such as {@link #orElse(Object) orElse()}
41  * (returns a default value if no value is present) and
42  * {@link #ifPresent(Consumer) ifPresent()} (performs an
43  * action if a value is present).
44  *
45  * <p>This is a <a href="../lang/doc-files/ValueBased.html">value-based</a>
46  * class; use of identity-sensitive operations (including reference equality
47  * ({@code ==}), identity hash code, or synchronization) on instances of
48  * {@code Optional} may have unpredictable results and should be avoided.
49  *
50  * @apiNote
51  * {@code Optional} is primarily intended for use as a method return type where
52  * there is a clear need to represent "no result," and where using {@code null}
53  * is likely to cause errors. A variable whose type is {@code Optional} should
54  * never itself be {@code null}; it should always point to an {@code Optional}
55  * instance.
56  *
57  * @param <T> the type of value
58  * @since 1.8
59  */

60 public final class Optional<T> {
61     /**
62      * Common instance for {@code empty()}.
63      */

64     private static final Optional<?> EMPTY = new Optional<>();
65
66     /**
67      * If non-null, the value; if null, indicates no value is present
68      */

69     private final T value;
70
71     /**
72      * Constructs an empty instance.
73      *
74      * @implNote Generally only one empty instance, {@link Optional#EMPTY},
75      * should exist per VM.
76      */

77     private Optional() {
78         this.value = null;
79     }
80
81     /**
82      * Returns an empty {@code Optional} instance.  No value is present for this
83      * {@code Optional}.
84      *
85      * @apiNote
86      * Though it may be tempting to do so, avoid testing if an object is empty
87      * by comparing with {@code ==} against instances returned by
88      * {@code Optional.empty()}.  There is no guarantee that it is a singleton.
89      * Instead, use {@link #isPresent()}.
90      *
91      * @param <T> The type of the non-existent value
92      * @return an empty {@code Optional}
93      */

94     public static<T> Optional<T> empty() {
95         @SuppressWarnings("unchecked")
96         Optional<T> t = (Optional<T>) EMPTY;
97         return t;
98     }
99
100     /**
101      * Constructs an instance with the described value.
102      *
103      * @param value the non-{@code null} value to describe
104      * @throws NullPointerException if value is {@code null}
105      */

106     private Optional(T value) {
107         this.value = Objects.requireNonNull(value);
108     }
109
110     /**
111      * Returns an {@code Optional} describing the given non-{@code null}
112      * value.
113      *
114      * @param value the value to describe, which must be non-{@code null}
115      * @param <T> the type of the value
116      * @return an {@code Optional} with the value present
117      * @throws NullPointerException if value is {@code null}
118      */

119     public static <T> Optional<T> of(T value) {
120         return new Optional<>(value);
121     }
122
123     /**
124      * Returns an {@code Optional} describing the given value, if
125      * non-{@code null}, otherwise returns an empty {@code Optional}.
126      *
127      * @param value the possibly-{@code null} value to describe
128      * @param <T> the type of the value
129      * @return an {@code Optional} with a present value if the specified value
130      *         is non-{@code null}, otherwise an empty {@code Optional}
131      */

132     public static <T> Optional<T> ofNullable(T value) {
133         return value == null ? empty() : of(value);
134     }
135
136     /**
137      * If a value is present, returns the value, otherwise throws
138      * {@code NoSuchElementException}.
139      *
140      * @apiNote
141      * The preferred alternative to this method is {@link #orElseThrow()}.
142      *
143      * @return the non-{@code null} value described by this {@code Optional}
144      * @throws NoSuchElementException if no value is present
145      */

146     public T get() {
147         if (value == null) {
148             throw new NoSuchElementException("No value present");
149         }
150         return value;
151     }
152
153     /**
154      * If a value is present, returns {@code true}, otherwise {@code false}.
155      *
156      * @return {@code trueif a value is present, otherwise {@code false}
157      */

158     public boolean isPresent() {
159         return value != null;
160     }
161
162     /**
163      * If a value is  not present, returns {@code true}, otherwise
164      * {@code false}.
165      *
166      * @return  {@code trueif a value is not present, otherwise {@code false}
167      * @since   11
168      */

169     public boolean isEmpty() {
170         return value == null;
171     }
172
173     /**
174      * If a value is present, performs the given action with the value,
175      * otherwise does nothing.
176      *
177      * @param action the action to be performed, if a value is present
178      * @throws NullPointerException if value is present and the given action is
179      *         {@code null}
180      */

181     public void ifPresent(Consumer<? super T> action) {
182         if (value != null) {
183             action.accept(value);
184         }
185     }
186
187     /**
188      * If a value is present, performs the given action with the value,
189      * otherwise performs the given empty-based action.
190      *
191      * @param action the action to be performed, if a value is present
192      * @param emptyAction the empty-based action to be performed, if no value is
193      *        present
194      * @throws NullPointerException if a value is present and the given action
195      *         is {@code null}, or no value is present and the given empty-based
196      *         action is {@code null}.
197      * @since 9
198      */

199     public void ifPresentOrElse(Consumer<? super T> action, Runnable emptyAction) {
200         if (value != null) {
201             action.accept(value);
202         } else {
203             emptyAction.run();
204         }
205     }
206
207     /**
208      * If a value is present, and the value matches the given predicate,
209      * returns an {@code Optional} describing the value, otherwise returns an
210      * empty {@code Optional}.
211      *
212      * @param predicate the predicate to apply to a value, if present
213      * @return an {@code Optional} describing the value of this
214      *         {@code Optional}, if a value is present and the value matches the
215      *         given predicate, otherwise an empty {@code Optional}
216      * @throws NullPointerException if the predicate is {@code null}
217      */

218     public Optional<T> filter(Predicate<? super T> predicate) {
219         Objects.requireNonNull(predicate);
220         if (!isPresent()) {
221             return this;
222         } else {
223             return predicate.test(value) ? this : empty();
224         }
225     }
226
227     /**
228      * If a value is present, returns an {@code Optional} describing (as if by
229      * {@link #ofNullable}) the result of applying the given mapping function to
230      * the value, otherwise returns an empty {@code Optional}.
231      *
232      * <p>If the mapping function returns a {@code null} result then this method
233      * returns an empty {@code Optional}.
234      *
235      * @apiNote
236      * This method supports post-processing on {@code Optional} values, without
237      * the need to explicitly check for a return status.  For example, the
238      * following code traverses a stream of URIs, selects one that has not
239      * yet been processed, and creates a path from that URI, returning
240      * an {@code Optional<Path>}:
241      *
242      * <pre>{@code
243      *     Optional<Path> p =
244      *         uris.stream().filter(uri -> !isProcessedYet(uri))
245      *                       .findFirst()
246      *                       .map(Paths::get);
247      * }</pre>
248      *
249      * Here, {@code findFirst} returns an {@code Optional<URI>}, and then
250      * {@code map} returns an {@code Optional<Path>} for the desired
251      * URI if one exists.
252      *
253      * @param mapper the mapping function to apply to a value, if present
254      * @param <U> The type of the value returned from the mapping function
255      * @return an {@code Optional} describing the result of applying a mapping
256      *         function to the value of this {@code Optional}, if a value is
257      *         present, otherwise an empty {@code Optional}
258      * @throws NullPointerException if the mapping function is {@code null}
259      */

260     public <U> Optional<U> map(Function<? super T, ? extends U> mapper) {
261         Objects.requireNonNull(mapper);
262         if (!isPresent()) {
263             return empty();
264         } else {
265             return Optional.ofNullable(mapper.apply(value));
266         }
267     }
268
269     /**
270      * If a value is present, returns the result of applying the given
271      * {@code Optional}-bearing mapping function to the value, otherwise returns
272      * an empty {@code Optional}.
273      *
274      * <p>This method is similar to {@link #map(Function)}, but the mapping
275      * function is one whose result is already an {@code Optional}, and if
276      * invoked, {@code flatMap} does not wrap it within an additional
277      * {@code Optional}.
278      *
279      * @param <U> The type of value of the {@code Optional} returned by the
280      *            mapping function
281      * @param mapper the mapping function to apply to a value, if present
282      * @return the result of applying an {@code Optional}-bearing mapping
283      *         function to the value of this {@code Optional}, if a value is
284      *         present, otherwise an empty {@code Optional}
285      * @throws NullPointerException if the mapping function is {@code null} or
286      *         returns a {@code null} result
287      */

288     public <U> Optional<U> flatMap(Function<? super T, ? extends Optional<? extends U>> mapper) {
289         Objects.requireNonNull(mapper);
290         if (!isPresent()) {
291             return empty();
292         } else {
293             @SuppressWarnings("unchecked")
294             Optional<U> r = (Optional<U>) mapper.apply(value);
295             return Objects.requireNonNull(r);
296         }
297     }
298
299     /**
300      * If a value is present, returns an {@code Optional} describing the value,
301      * otherwise returns an {@code Optional} produced by the supplying function.
302      *
303      * @param supplier the supplying function that produces an {@code Optional}
304      *        to be returned
305      * @return returns an {@code Optional} describing the value of this
306      *         {@code Optional}, if a value is present, otherwise an
307      *         {@code Optional} produced by the supplying function.
308      * @throws NullPointerException if the supplying function is {@code null} or
309      *         produces a {@code null} result
310      * @since 9
311      */

312     public Optional<T> or(Supplier<? extends Optional<? extends T>> supplier) {
313         Objects.requireNonNull(supplier);
314         if (isPresent()) {
315             return this;
316         } else {
317             @SuppressWarnings("unchecked")
318             Optional<T> r = (Optional<T>) supplier.get();
319             return Objects.requireNonNull(r);
320         }
321     }
322
323     /**
324      * If a value is present, returns a sequential {@link Stream} containing
325      * only that value, otherwise returns an empty {@code Stream}.
326      *
327      * @apiNote
328      * This method can be used to transform a {@code Stream} of optional
329      * elements to a {@code Stream} of present value elements:
330      * <pre>{@code
331      *     Stream<Optional<T>> os = ..
332      *     Stream<T> s = os.flatMap(Optional::stream)
333      * }</pre>
334      *
335      * @return the optional value as a {@code Stream}
336      * @since 9
337      */

338     public Stream<T> stream() {
339         if (!isPresent()) {
340             return Stream.empty();
341         } else {
342             return Stream.of(value);
343         }
344     }
345
346     /**
347      * If a value is present, returns the value, otherwise returns
348      * {@code other}.
349      *
350      * @param other the value to be returned, if no value is present.
351      *        May be {@code null}.
352      * @return the value, if present, otherwise {@code other}
353      */

354     public T orElse(T other) {
355         return value != null ? value : other;
356     }
357
358     /**
359      * If a value is present, returns the value, otherwise returns the result
360      * produced by the supplying function.
361      *
362      * @param supplier the supplying function that produces a value to be returned
363      * @return the value, if present, otherwise the result produced by the
364      *         supplying function
365      * @throws NullPointerException if no value is present and the supplying
366      *         function is {@code null}
367      */

368     public T orElseGet(Supplier<? extends T> supplier) {
369         return value != null ? value : supplier.get();
370     }
371
372     /**
373      * If a value is present, returns the value, otherwise throws
374      * {@code NoSuchElementException}.
375      *
376      * @return the non-{@code null} value described by this {@code Optional}
377      * @throws NoSuchElementException if no value is present
378      * @since 10
379      */

380     public T orElseThrow() {
381         if (value == null) {
382             throw new NoSuchElementException("No value present");
383         }
384         return value;
385     }
386
387     /**
388      * If a value is present, returns the value, otherwise throws an exception
389      * produced by the exception supplying function.
390      *
391      * @apiNote
392      * A method reference to the exception constructor with an empty argument
393      * list can be used as the supplier. For example,
394      * {@code IllegalStateException::new}
395      *
396      * @param <X> Type of the exception to be thrown
397      * @param exceptionSupplier the supplying function that produces an
398      *        exception to be thrown
399      * @return the value, if present
400      * @throws X if no value is present
401      * @throws NullPointerException if no value is present and the exception
402      *          supplying function is {@code null}
403      */

404     public <X extends Throwable> T orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier) throws X {
405         if (value != null) {
406             return value;
407         } else {
408             throw exceptionSupplier.get();
409         }
410     }
411
412     /**
413      * Indicates whether some other object is "equal to" this {@code Optional}.
414      * The other object is considered equal if:
415      * <ul>
416      * <li>it is also an {@code Optional} and;
417      * <li>both instances have no value present or;
418      * <li>the present values are "equal to" each other via {@code equals()}.
419      * </ul>
420      *
421      * @param obj an object to be tested for equality
422      * @return {@code trueif the other object is "equal to" this object
423      *         otherwise {@code false}
424      */

425     @Override
426     public boolean equals(Object obj) {
427         if (this == obj) {
428             return true;
429         }
430
431         if (!(obj instanceof Optional)) {
432             return false;
433         }
434
435         Optional<?> other = (Optional<?>) obj;
436         return Objects.equals(value, other.value);
437     }
438
439     /**
440      * Returns the hash code of the value, if present, otherwise {@code 0}
441      * (zero) if no value is present.
442      *
443      * @return hash code value of the present value or {@code 0} if no value is
444      *         present
445      */

446     @Override
447     public int hashCode() {
448         return Objects.hashCode(value);
449     }
450
451     /**
452      * Returns a non-empty string representation of this {@code Optional}
453      * suitable for debugging.  The exact presentation format is unspecified and
454      * may vary between implementations and versions.
455      *
456      * @implSpec
457      * If a value is present the result must include its string representation
458      * in the result.  Empty and present {@code Optional}s must be unambiguously
459      * differentiable.
460      *
461      * @return the string representation of this instance
462      */

463     @Override
464     public String toString() {
465         return value != null
466             ? String.format("Optional[%s]", value)
467             : "Optional.empty";
468     }
469 }
470