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

Question

為什么list.size()>0在 Java 中比list.isEmpty()慢？ 換句話說，為什么isEmpty()比size()>0更可取？

當我查看ArrayList中的實現時，看起來速度應該是一樣的：

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;
     }

如果我們只是編寫一個簡單的程序來獲取這兩種方法所花費的時間，那么 case size() isEmpty() ，為什么會這樣呢？

這是我的測試代碼；

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);
    }
}

這里eTime-sTime>eeTime-eTime在所有情況下。 為什么？

Answer 1

對於ArrayList ，是的——你是正確的，操作需要（大致）相同的時間。

對於List的其他實現——例如，一個簡單的鏈表*——計算大小可能需要很長時間，而您實際上只關心它是否大於零。

因此，如果您絕對知道列表是ArrayList的實現並且永遠不會改變，那么這並不重要； 但：

1. 這是將自己束縛在特定實現上的不好的編程習慣。
2. 如果幾年后隨着代碼重組而發生變化，測試將表明“它有效”，但運行效率比以前低了。
3. 即使在最好的情況下， size() == 0仍然不比isEmpty()快，因此沒有令人信服的理由使用前者。
4. isEmpty()更清晰地定義了您真正關心和正在測試的內容，因此使您的代碼更容易理解。

* 我最初在這里編寫 LinkedList ，隱式引用java.util.LinkedList ，盡管該特定實現確實顯式存儲了它的大小，使size()在這里成為 O(1) 操作。 一個簡單的鏈表操作可能不會這樣做，並且在更一般的意義上， List的實現沒有效率保證。

Answer 2

您的測試代碼有缺陷。

只需顛倒順序，即首先調用 isEmpty 和 size > 0 秒，您將得到相反的結果。 這是由於類加載、緩存等造成的。

Answer 3

對不起，你的基准有缺陷。 看一下Java 理論和實踐：有缺陷的微基准的剖析，以獲得有關如何處理基准的一般描述。

---

更新：為了獲得適當的基准，您應該查看Japex 。

Answer 4

.size() 必須查看整個列表，而 .isEmpty() 可以在第一個列表中停止。

顯然依賴於實現，但正如之前所說，如果您不需要知道實際大小，為什么還要計算所有元素呢？

Answer 5

你說：

這里eTime-sTime>eeTime-eTime在所有情況下為什么？

首先，這可能是因為您的測試代碼。 您不能同時測試調用 l.size() 和 l.isEmpty() 的速度，因為它們都查詢相同的值。 很可能調用 l.size() 已將列表的大小加載到 cpu 緩存中，因此調用 l.isEmpty() 會快得多。

你可以嘗試在兩個單獨的程序中調用 l.size() 幾百萬次和 l.isEmpty() 幾百萬次，但理論上編譯器可以優化所有這些調用，因為你實際上並沒有做任何事情結果。

無論如何，兩者之間的性能差異可以忽略不計，尤其是在進行比較后，您需要查看列表是否為空（ l.size() == 0 ）。 生成的代碼很可能看起來幾乎完全相似。 正如其他一些海報所指出的，在這種情況下，您希望優化可讀性，而不是速度。

編輯：我自己測試過。 這幾乎是一個折騰。 Vector上使用的size()和isEmpty()在長期運行中給出了不同的結果，兩者都沒有始終如一地擊敗另一個。 在ArrayList上運行時， size()似乎更快，但幅度不大。 這很可能是由於對Vector的訪問是同步的，因此在嘗試對這些方法的訪問進行基准測試時，您真正看到的是同步開銷，這可能非常敏感。

這里要注意的是，當您嘗試優化執行時間相差幾納秒的方法調用時，那么您做錯了。 首先掌握基礎知識，例如在應該使用long的地方使用Long 。

Answer 6

對鏈表中的項目進行計數可能會非常慢。

Answer 7

鑒於這兩種實現，速度應該是相同的，這是真的。

但到目前為止，這些並不是這些方法的唯一可能實現。 例如，原始鏈表（不單獨存儲大小的鏈表）可以比size()調用更快地回答isEmpty() 。

更重要的是： isEmpty()准確地描述了您的意圖，而size()==0是不必要的復雜（當然不是非常復雜，但應該避免任何不必要的復雜性）。

Answer 8

根據 PMD（基於靜態規則集的 Java 源代碼分析器），isEmpty() 是首選。 您可以在此處找到 PMD 規則集。 搜索“UseCollectionIsEmpty”規則。

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

據我說，它還有助於保持整個源代碼的一致性，而不是一半的人使用 isEmpty() 而其余的人使用 size()==0。

Answer 9

一般不可能說哪個更快，因為這取決於您使用的接口List的實現。

假設我們正在談論ArrayList 。 查找ArrayList的源代碼，您可以在 JDK 安裝目錄的src.zip文件中找到它。 方法isEmpty和size的源代碼如下所示（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這兩個表達式都將歸結為完全相同的語句，因此一個肯定不會比另一個快。

如果您對它在接口List的其他實現中的工作方式感興趣，請自行查找源代碼並找出答案。

Answer 10

list.size() 將通過遍歷一個又一個索引來計算元素的數量。 list.isEmpty() 將檢查第一個元素並確定它不為空並立即給出結果。