为什么 list.size()>0 在 Java 中比 list.isEmpty() 慢？

Question

为什么list.size()>0在 Java 中比list.isEmpty()慢？ 换句话说，为什么isEmpty()比size()>0更可取？

当我查看ArrayList中的实现时，看起来速度应该是一样的：

ArrayList.size()

    /**
     * Returns the number of elements in this list.
     *
     * @return the number of elements in this list
     */
    public int size() {
      return size;
    }

ArrayList.isEmpty()

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

如果我们只是编写一个简单的程序来获取这两种方法所花费的时间，那么 case size() isEmpty() ，为什么会这样呢？

这是我的测试代码；

import java.util.List;
import java.util.Vector;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List l=new Vector();
        int i=0;
        for(i=0;i<10000;i++){
            l.add(new Integer(i).toString());
        }
        System.out.println(i);
        Long sTime=System.nanoTime();
        l.size();
        Long eTime=System.nanoTime();
        l.isEmpty();
        Long eeTime=System.nanoTime();
        System.out.println(eTime-sTime);
        System.out.println(eeTime-eTime);
    }
}

这里eTime-sTime>eeTime-eTime在所有情况下。 为什么？

Answer 1

对于ArrayList ，是的——你是正确的，操作需要（大致）相同的时间。

对于List的其他实现——例如，一个简单的链表*——计算大小可能需要很长时间，而您实际上只关心它是否大于零。

因此，如果您绝对知道列表是ArrayList的实现并且永远不会改变，那么这并不重要； 但：

1. 这是将自己束缚在特定实现上的不好的编程习惯。
2. 如果几年后随着代码重组而发生变化，测试将表明“它有效”，但运行效率比以前低了。
3. 即使在最好的情况下， size() == 0仍然不比isEmpty()快，因此没有令人信服的理由使用前者。
4. isEmpty()更清晰地定义了您真正关心和正在测试的内容，因此使您的代码更容易理解。

* 我最初在这里编写 LinkedList ，隐式引用java.util.LinkedList ，尽管该特定实现确实显式存储了它的大小，使size()在这里成为 O(1) 操作。 一个简单的链表操作可能不会这样做，并且在更一般的意义上， List的实现没有效率保证。

Answer 2

您的测试代码有缺陷。

只需颠倒顺序，即首先调用 isEmpty 和 size > 0 秒，您将得到相反的结果。 这是由于类加载、缓存等造成的。

Answer 3

对不起，你的基准有缺陷。 看一下Java 理论和实践：有缺陷的微基准的剖析，以获得有关如何处理基准的一般描述。

---

更新：为了获得适当的基准，您应该查看Japex 。

Answer 4

.size() 必须查看整个列表，而 .isEmpty() 可以在第一个列表中停止。

显然依赖于实现，但正如之前所说，如果您不需要知道实际大小，为什么还要计算所有元素呢？

Answer 5

你说：

这里eTime-sTime>eeTime-eTime在所有情况下为什么？

首先，这可能是因为您的测试代码。 您不能同时测试调用 l.size() 和 l.isEmpty() 的速度，因为它们都查询相同的值。 很可能调用 l.size() 已将列表的大小加载到 cpu 缓存中，因此调用 l.isEmpty() 会快得多。

你可以尝试在两个单独的程序中调用 l.size() 几百万次和 l.isEmpty() 几百万次，但理论上编译器可以优化所有这些调用，因为你实际上并没有做任何事情结果。

无论如何，两者之间的性能差异可以忽略不计，尤其是在进行比较后，您需要查看列表是否为空（ l.size() == 0 ）。 生成的代码很可能看起来几乎完全相似。 正如其他一些海报所指出的，在这种情况下，您希望优化可读性，而不是速度。

编辑：我自己测试过。 这几乎是一个折腾。 Vector上使用的size()和isEmpty()在长期运行中给出了不同的结果，两者都没有始终如一地击败另一个。 在ArrayList上运行时， size()似乎更快，但幅度不大。 这很可能是由于对Vector的访问是同步的，因此在尝试对这些方法的访问进行基准测试时，您真正看到的是同步开销，这可能非常敏感。

这里要注意的是，当您尝试优化执行时间相差几纳秒的方法调用时，那么您做错了。 首先掌握基础知识，例如在应该使用long的地方使用Long 。

Answer 6

对链表中的项目进行计数可能会非常慢。

Answer 7

鉴于这两种实现，速度应该是相同的，这是真的。

但到目前为止，这些并不是这些方法的唯一可能实现。 例如，原始链表（不单独存储大小的链表）可以比size()调用更快地回答isEmpty() 。

更重要的是： isEmpty()准确地描述了您的意图，而size()==0是不必要的复杂（当然不是非常复杂，但应该避免任何不必要的复杂性）。

Answer 8

根据 PMD（基于静态规则集的 Java 源代码分析器），isEmpty() 是首选。 您可以在此处找到 PMD 规则集。 搜索“UseCollectionIsEmpty”规则。

http://pmd.sourceforge.net/rules/design.html

据我说，它还有助于保持整个源代码的一致性，而不是一半的人使用 isEmpty() 而其余的人使用 size()==0。

Answer 9

一般不可能说哪个更快，因为这取决于您使用的接口List的实现。

假设我们正在谈论ArrayList 。 查找ArrayList的源代码，您可以在 JDK 安装目录的src.zip文件中找到它。 方法isEmpty和size的源代码如下所示（Sun JDK 1.6 update 16 for Windows）：

public boolean isEmpty() {
    return size == 0;
}

public int size() {
    return size;
}

您可以很容易地看到isEmpty()和size() == 0这两个表达式都将归结为完全相同的语句，因此一个肯定不会比另一个快。

如果您对它在接口List的其他实现中的工作方式感兴趣，请自行查找源代码并找出答案。

Answer 10

list.size() 将通过遍历一个又一个索引来计算元素的数量。 list.isEmpty() 将检查第一个元素并确定它不为空并立即给出结果。