1 /*
2  * Copyright (c) 2012, 2016, 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.stream;
26
27 import java.util.Optional;
28 import java.util.OptionalDouble;
29 import java.util.OptionalInt;
30 import java.util.OptionalLong;
31 import java.util.Spliterator;
32 import java.util.concurrent.CountedCompleter;
33 import java.util.function.Predicate;
34 import java.util.function.Supplier;
35
36 /**
37  * Factory for instances of a short-circuiting {@code TerminalOp} that searches
38  * for an element in a stream pipeline, and terminates when it finds one.
39  * Supported variants include find-first (find the first element in the
40  * encounter order) and find-any (find any element, may not be the first in
41  * encounter order.)
42  *
43  * @since 1.8
44  */

45 final class FindOps {
46
47     private FindOps() { }
48
49     /**
50      * Constructs a {@code TerminalOp} for streams of objects.
51      *
52      * @param <T> the type of elements of the stream
53      * @param mustFindFirst whether the {@code TerminalOp} must produce the
54      *        first element in the encounter order
55      * @return a {@code TerminalOp} implementing the find operation
56      */

57     @SuppressWarnings("unchecked")
58     public static <T> TerminalOp<T, Optional<T>> makeRef(boolean mustFindFirst) {
59         return (TerminalOp<T, Optional<T>>)
60                 (mustFindFirst ? FindSink.OfRef.OP_FIND_FIRST : FindSink.OfRef.OP_FIND_ANY);
61     }
62
63     /**
64      * Constructs a {@code TerminalOp} for streams of ints.
65      *
66      * @param mustFindFirst whether the {@code TerminalOp} must produce the
67      *        first element in the encounter order
68      * @return a {@code TerminalOp} implementing the find operation
69      */

70     public static TerminalOp<Integer, OptionalInt> makeInt(boolean mustFindFirst) {
71         return mustFindFirst ? FindSink.OfInt.OP_FIND_FIRST : FindSink.OfInt.OP_FIND_ANY;
72     }
73
74     /**
75      * Constructs a {@code TerminalOp} for streams of longs.
76      *
77      * @param mustFindFirst whether the {@code TerminalOp} must produce the
78      *        first element in the encounter order
79      * @return a {@code TerminalOp} implementing the find operation
80      */

81     public static TerminalOp<Long, OptionalLong> makeLong(boolean mustFindFirst) {
82         return mustFindFirst ? FindSink.OfLong.OP_FIND_FIRST : FindSink.OfLong.OP_FIND_ANY;
83     }
84
85     /**
86      * Constructs a {@code FindOp} for streams of doubles.
87      *
88      * @param mustFindFirst whether the {@code TerminalOp} must produce the
89      *        first element in the encounter order
90      * @return a {@code TerminalOp} implementing the find operation
91      */

92     public static TerminalOp<Double, OptionalDouble> makeDouble(boolean mustFindFirst) {
93         return mustFindFirst ? FindSink.OfDouble.OP_FIND_FIRST : FindSink.OfDouble.OP_FIND_ANY;
94     }
95
96     /**
97      * A short-circuiting {@code TerminalOp} that searches for an element in a
98      * stream pipeline, and terminates when it finds one.  Implements both
99      * find-first (find the first element in the encounter order) and find-any
100      * (find any element, may not be the first in encounter order.)
101      *
102      * @param <T> the output type of the stream pipeline
103      * @param <O> the result type of the find operation, typically an optional
104      *        type
105      */

106     private static final class FindOp<T, O> implements TerminalOp<T, O> {
107         private final StreamShape shape;
108         final int opFlags;
109         final O emptyValue;
110         final Predicate<O> presentPredicate;
111         final Supplier<TerminalSink<T, O>> sinkSupplier;
112
113         /**
114          * Constructs a {@code FindOp}.
115          *
116          * @param mustFindFirst if true, must find the first element in
117          *        encounter order, otherwise can find any element
118          * @param shape stream shape of elements to search
119          * @param emptyValue result value corresponding to "found nothing"
120          * @param presentPredicate {@code Predicate} on result value
121          *        corresponding to "found something"
122          * @param sinkSupplier supplier for a {@code TerminalSink} implementing
123          *        the matching functionality
124          */

125         FindOp(boolean mustFindFirst,
126                        StreamShape shape,
127                        O emptyValue,
128                        Predicate<O> presentPredicate,
129                        Supplier<TerminalSink<T, O>> sinkSupplier) {
130             this.opFlags = StreamOpFlag.IS_SHORT_CIRCUIT | (mustFindFirst ? 0 : StreamOpFlag.NOT_ORDERED);
131             this.shape = shape;
132             this.emptyValue = emptyValue;
133             this.presentPredicate = presentPredicate;
134             this.sinkSupplier = sinkSupplier;
135         }
136
137         @Override
138         public int getOpFlags() {
139             return opFlags;
140         }
141
142         @Override
143         public StreamShape inputShape() {
144             return shape;
145         }
146
147         @Override
148         public <S> O evaluateSequential(PipelineHelper<T> helper,
149                                         Spliterator<S> spliterator) {
150             O result = helper.wrapAndCopyInto(sinkSupplier.get(), spliterator).get();
151             return result != null ? result : emptyValue;
152         }
153
154         @Override
155         public <P_IN> O evaluateParallel(PipelineHelper<T> helper,
156                                          Spliterator<P_IN> spliterator) {
157             // This takes into account the upstream ops flags and the terminal
158             // op flags and therefore takes into account findFirst or findAny
159             boolean mustFindFirst = StreamOpFlag.ORDERED.isKnown(helper.getStreamAndOpFlags());
160             return new FindTask<>(this, mustFindFirst, helper, spliterator).invoke();
161         }
162     }
163
164     /**
165      * Implementation of @{code TerminalSink} that implements the find
166      * functionality, requesting cancellation when something has been found
167      *
168      * @param <T> The type of input element
169      * @param <O> The result type, typically an optional type
170      */

171     private abstract static class FindSink<T, O> implements TerminalSink<T, O> {
172         boolean hasValue;
173         T value;
174
175         FindSink() {} // Avoid creation of special accessor
176
177         @Override
178         public void accept(T value) {
179             if (!hasValue) {
180                 hasValue = true;
181                 this.value = value;
182             }
183         }
184
185         @Override
186         public boolean cancellationRequested() {
187             return hasValue;
188         }
189
190         /** Specialization of {@code FindSink} for reference streams */
191         static final class OfRef<T> extends FindSink<T, Optional<T>> {
192             @Override
193             public Optional<T> get() {
194                 return hasValue ? Optional.of(value) : null;
195             }
196
197             static final TerminalOp<?, ?> OP_FIND_FIRST = new FindOp<>(true,
198                     StreamShape.REFERENCE, Optional.empty(),
199                     Optional::isPresent, FindSink.OfRef::new);
200
201             static final TerminalOp<?, ?> OP_FIND_ANY = new FindOp<>(false,
202                     StreamShape.REFERENCE, Optional.empty(),
203                     Optional::isPresent, FindSink.OfRef::new);
204         }
205
206         /** Specialization of {@code FindSink} for int streams */
207         static final class OfInt extends FindSink<Integer, OptionalInt>
208                 implements Sink.OfInt {
209             @Override
210             public void accept(int value) {
211                 // Boxing is OK here, since few values will actually flow into the sink
212                 accept((Integer) value);
213             }
214
215             @Override
216             public OptionalInt get() {
217                 return hasValue ? OptionalInt.of(value) : null;
218             }
219
220             static final TerminalOp<Integer, OptionalInt> OP_FIND_FIRST = new FindOp<>(true,
221                     StreamShape.INT_VALUE, OptionalInt.empty(),
222                     OptionalInt::isPresent, FindSink.OfInt::new);
223             static final TerminalOp<Integer, OptionalInt> OP_FIND_ANY = new FindOp<>(false,
224                     StreamShape.INT_VALUE, OptionalInt.empty(),
225                     OptionalInt::isPresent, FindSink.OfInt::new);
226         }
227
228         /** Specialization of {@code FindSink} for long streams */
229         static final class OfLong extends FindSink<Long, OptionalLong>
230                 implements Sink.OfLong {
231             @Override
232             public void accept(long value) {
233                 // Boxing is OK here, since few values will actually flow into the sink
234                 accept((Long) value);
235             }
236
237             @Override
238             public OptionalLong get() {
239                 return hasValue ? OptionalLong.of(value) : null;
240             }
241
242             static final TerminalOp<Long, OptionalLong> OP_FIND_FIRST = new FindOp<>(true,
243                     StreamShape.LONG_VALUE, OptionalLong.empty(),
244                     OptionalLong::isPresent, FindSink.OfLong::new);
245             static final TerminalOp<Long, OptionalLong> OP_FIND_ANY = new FindOp<>(false,
246                     StreamShape.LONG_VALUE, OptionalLong.empty(),
247                     OptionalLong::isPresent, FindSink.OfLong::new);
248         }
249
250         /** Specialization of {@code FindSink} for double streams */
251         static final class OfDouble extends FindSink<Double, OptionalDouble>
252                 implements Sink.OfDouble {
253             @Override
254             public void accept(double value) {
255                 // Boxing is OK here, since few values will actually flow into the sink
256                 accept((Double) value);
257             }
258
259             @Override
260             public OptionalDouble get() {
261                 return hasValue ? OptionalDouble.of(value) : null;
262             }
263
264             static final TerminalOp<Double, OptionalDouble> OP_FIND_FIRST = new FindOp<>(true,
265                     StreamShape.DOUBLE_VALUE, OptionalDouble.empty(),
266                     OptionalDouble::isPresent, FindSink.OfDouble::new);
267             static final TerminalOp<Double, OptionalDouble> OP_FIND_ANY = new FindOp<>(false,
268                     StreamShape.DOUBLE_VALUE, OptionalDouble.empty(),
269                     OptionalDouble::isPresent, FindSink.OfDouble::new);
270         }
271     }
272
273     /**
274      * {@code ForkJoinTask} implementing parallel short-circuiting search
275      * @param <P_IN> Input element type to the stream pipeline
276      * @param <P_OUT> Output element type from the stream pipeline
277      * @param <O> Result type from the find operation
278      */

279     @SuppressWarnings("serial")
280     private static final class FindTask<P_IN, P_OUT, O>
281             extends AbstractShortCircuitTask<P_IN, P_OUT, O, FindTask<P_IN, P_OUT, O>> {
282         private final FindOp<P_OUT, O> op;
283         private final boolean mustFindFirst;
284
285         FindTask(FindOp<P_OUT, O> op,
286                  boolean mustFindFirst,
287                  PipelineHelper<P_OUT> helper,
288                  Spliterator<P_IN> spliterator) {
289             super(helper, spliterator);
290             this.mustFindFirst = mustFindFirst;
291             this.op = op;
292         }
293
294         FindTask(FindTask<P_IN, P_OUT, O> parent, Spliterator<P_IN> spliterator) {
295             super(parent, spliterator);
296             this.mustFindFirst = parent.mustFindFirst;
297             this.op = parent.op;
298         }
299
300         @Override
301         protected FindTask<P_IN, P_OUT, O> makeChild(Spliterator<P_IN> spliterator) {
302             return new FindTask<>(this, spliterator);
303         }
304
305         @Override
306         protected O getEmptyResult() {
307             return op.emptyValue;
308         }
309
310         private void foundResult(O answer) {
311             if (isLeftmostNode())
312                 shortCircuit(answer);
313             else
314                 cancelLaterNodes();
315         }
316
317         @Override
318         protected O doLeaf() {
319             O result = helper.wrapAndCopyInto(op.sinkSupplier.get(), spliterator).get();
320             if (!mustFindFirst) {
321                 if (result != null)
322                     shortCircuit(result);
323                 return null;
324             }
325             else {
326                 if (result != null) {
327                     foundResult(result);
328                     return result;
329                 }
330                 else
331                     return null;
332             }
333         }
334
335         @Override
336         public void onCompletion(CountedCompleter<?> caller) {
337             if (mustFindFirst) {
338                     for (FindTask<P_IN, P_OUT, O> child = leftChild, p = null; child != p;
339                          p = child, child = rightChild) {
340                     O result = child.getLocalResult();
341                     if (result != null && op.presentPredicate.test(result)) {
342                         setLocalResult(result);
343                         foundResult(result);
344                         break;
345                     }
346                 }
347             }
348             super.onCompletion(caller);
349         }
350     }
351 }
352
353