listIsEmpty的实现原理

小蓝 • 2024-11-30 15:13 • 编程

一、概述

在Java中，List是一个非常常见的数据结构。在进行List操作时，一个经常被用到的问题就是判断一个List是否为空，这时我们就会用到List的isEmpty方法。下面将从源码角度、使用场景以及实现原理等多个方面进行详细阐述。

二、源码角度

List的isEmpty方法源码如下：

    /**
     * 返回list是否为空
     * @return true-空，false-不为空
     */
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

可以看到，List的isEmpty方法的实现非常简单，它只是返回了List的size属性是否为0，即List是否为空。所以，从源码层面讲，List的isEmpty方法是一种非常高效的实现方式。

三、使用场景

在前面我们已经提到了，判断List是否为空是非常常见的问题。底层实现使用的是size属性来判断是否为空，其具有常数时间复杂度，因此非常适合高频使用的场景。在实际的代码开发中，我们在对List进行读取、修改等操作前，都应该先判断一下该List是否为空，以避免出现NullPointerException等问题。

四、实现原理

在大部分情况下，判断List是否为空所使用的方法即是size是否为0，但是，在有些实现中，isEmpty方法与ArrayList和LinkedList的不同实现有关。比如，LinkedList的实现是直接判断first是否为空，而不是判断size的大小。

从List的数据结构上来看，我们可以发现，判断一个List是否为空，最重要的还是要看它的元素个数。因此，在LinkedList中，将first的值是否为空与size是否为0联系在了一起，就可以更加高效地判断List是否为空了。

    /**
     * Returns true if this deque is empty.
     *
     * @return {@code true} if this deque is empty, {@code false} otherwise
     */
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

    /**
     * Links e as first element.
     */
    private void linkFirst(E e) {
        //先保存头结点
        final Node f = first;
        //新建一个节点连到头部
        final Node newNode = new Node(null, e, f);
        //重新将头结点赋值为新节点
        first = newNode;
        //如果原来的头结点为空，则说明这个链表是空的
        if (f == null)
            last = newNode;
        else
            f.prev = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }

而在ArrayList的实现中就不需要像LinkedList那样进行特殊处理，因为ArrayList的size属性就是它元素的个数。

    /**
     * Returns true if this list contains no elements.
     *
     * @return true if this list contains no elements
     */
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

    /**
     * Increases the capacity of this ArrayList instance, if necessary,
     * to ensure that it can hold at least the number of elements specified
     * by the minimum capacity argument.
     *
     * @param   minCapacity   the desired minimum capacity
     */
    private void grow(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        int oldCapacity = elementData.length;
        if (minCapacity > oldCapacity) {
            Object oldData = elementData;
            int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1;
            if (newCapacity < minCapacity)
                newCapacity = minCapacity;
            // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
            modCount++;
        }
    }

五、代码示例

下面给出一个示例，演示如何使用List的isEmpty方法检查List是否为空：

public class ListIsEmptyDemo {
    public static void main(String[] args) {
        List list = new ArrayList();
        if (list.isEmpty()) {
            System.out.println("list为空");
        } else {
            System.out.println("list不为空");
        }
        list.add("apple");
        if (list.isEmpty()) {
            System.out.println("list为空");
        } else {
            System.out.println("list不为空");
        }
    }
}

输出结果为：

list为空
list不为空

六、总结

本文从源码角度、使用场景以及实现原理等多个方面详细阐述了List的isEmpty方法。可以看到，List的isEmpty方法的实现非常简单，它只是返回了List的size属性是否为0，即List是否为空。在实际开发中，我们也需要时刻关注List是否为空，尤其是在进行读取、修改等操作前，首先检查List是否为空，以避免出现空指针等异常。

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