listIsEmpty的實現原理

一、概述

在Java中，List是一個非常常見的數據結構。在進行List操作時，一個經常被用到的問題就是判斷一個List是否為空，這時我們就會用到List的isEmpty方法。下面將從源碼角度、使用場景以及實現原理等多個方面進行詳細闡述。

二、源碼角度

List的isEmpty方法源碼如下：

    /**
     * 返回list是否為空
     * @return true-空，false-不為空
     */
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

可以看到，List的isEmpty方法的實現非常簡單，它只是返回了List的size屬性是否為0，即List是否為空。所以，從源碼層面講，List的isEmpty方法是一種非常高效的實現方式。

三、使用場景

在前面我們已經提到了，判斷List是否為空是非常常見的問題。底層實現使用的是size屬性來判斷是否為空，其具有常數時間複雜度，因此非常適合高頻使用的場景。在實際的代碼開發中，我們在對List進行讀取、修改等操作前，都應該先判斷一下該List是否為空，以避免出現NullPointerException等問題。

四、實現原理

在大部分情況下，判斷List是否為空所使用的方法即是size是否為0，但是，在有些實現中，isEmpty方法與ArrayList和LinkedList的不同實現有關。比如，LinkedList的實現是直接判斷first是否為空，而不是判斷size的大小。

從List的數據結構上來看，我們可以發現，判斷一個List是否為空，最重要的還是要看它的元素個數。因此，在LinkedList中，將first的值是否為空與size是否為0聯繫在了一起，就可以更加高效地判斷List是否為空了。

    /**
     * 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) {
        //先保存頭結點
        final Node f = first;
        //新建一個節點連到頭部
        final Node newNode = new Node(null, e, f);
        //重新將頭結點賦值為新節點
        first = newNode;
        //如果原來的頭結點為空，則說明這個鏈表是空的
        if (f == null)
            last = newNode;
        else
            f.prev = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }

而在ArrayList的實現中就不需要像LinkedList那樣進行特殊處理，因為ArrayList的size屬性就是它元素的個數。

    /**
     * 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、代碼示例

下面給出一個示例，演示如何使用List的isEmpty方法檢查List是否為空：

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

輸出結果為：

list為空
list不為空

六、總結

本文從源碼角度、使用場景以及實現原理等多個方面詳細闡述了List的isEmpty方法。可以看到，List的isEmpty方法的實現非常簡單，它只是返回了List的size屬性是否為0，即List是否為空。在實際開發中，我們也需要時刻關注List是否為空，尤其是在進行讀取、修改等操作前，首先檢查List是否為空，以避免出現空指針等異常。