《Effective Java》第54条：返回零长度的数组或者集合，而不是null

一、问题

如果一个方法返回类型是list，如果结果为空的情况下返回null的情况并不少见，如下：

public class Shop_Version1 {
    private final List<Cheese> cheesesInStock = new ArrayList<>();

    public Shop_Version1(boolean initFlag) {
        if (initFlag) {
            cheesesInStock.add(Cheese.STILION);
        }
    }

    /**
     * @return a list containing all of the cheeses in the shop,
     * or null if no cheeses are available for purchase.
     */
    public List<Cheese> getCheeses() {
        return cheesesInStock.isEmpty() ? null
                : new ArrayList<>(cheesesInStock);
    }
}

这样做有一个坏处：调用这个方法的地方必须来处理null返回值，这样很容易出错。

有的认为这样做的好处是：这样做避免了分配零长度的容器所需要的开销。这种说法是站不住脚的，第一，在这个级别上是没有必要担心性能的。第二，不需要分配零长度的集合或者数组，也可以返回它们，如下：

public class Shop_Version2 {
    private final List<Cheese> cheesesInStock = new ArrayList<>();

    public Shop_Version2(boolean initFlag) {
        if (initFlag) {
            cheesesInStock.add(Cheese.STILION);
        }
    }

    /**
     * @return a list containing all of the cheeses in the shop,
     * or empty list if no cheeses are available for purchase.
     */
    public List<Cheese> getCheeses() {
        return new ArrayList<>(cheesesInStock);
    }
}

二、分析

2.1 返回集合情况优化

如果真的分配零长度的集合损害了程序的性能，可以通过重复返回一个不可变的零长度集合，避免了分配的执行，因为不可变对象可以被自由共享。如果返回的是集合，可以使用Collections.emptySet()或Collections.emptyList()；如果返回的是映射，可以使用Collections.emptyMap()。这是一个优化，但是几乎用不上，如下：

public class Shop_Version3 {
    private final List<Cheese> cheesesInStock = new ArrayList<>();

    public Shop_Version3(boolean initFlag) {
        if (initFlag) {
            cheesesInStock.add(Cheese.STILION);
        }
    }

    /**
     * @return a list containing all of the cheeses in the shop,
     * or empty list if no cheeses are available for purchase.
     */
    public List<Cheese> getCheeses() {
        return cheesesInStock.isEmpty() ? Collections.emptyList()
                : new ArrayList<>(cheesesInStock);
    }
}

2.2 返回数组情况

返回数组与返回集合的情形一样，它永远不会返回null，而是返回零长度的数组。

public class Shop_RetArray_Version1 {
    private final List<Cheese> cheesesInStock = new ArrayList<>();

    public Shop_RetArray_Version1(boolean initFlag) {
        if (initFlag) {
            cheesesInStock.add(Cheese.STILION);
        }
    }

    /**
     * @return a array containing all of the cheeses in the shop,
     * or empty array if no cheeses are available for purchase.
     */
    public Cheese[] getCheeses() {
        return cheesesInStock.toArray(new Cheese[0]);
    }
}

千万不要通过预先分配传入toArray的数组来提升性能，这样只会适得其反，如下：

public class Shop_RetArray_Version2 {
    private final List<Cheese> cheesesInStock = new ArrayList<>();

    public Shop_RetArray_Version2(boolean initFlag) {
        if (initFlag) {
            cheesesInStock.add(Cheese.STILION);
        }
    }

    /**
     * @return a array containing all of the cheeses in the shop,
     * or empty array if no cheeses are available for purchase.
     */
    public Cheese[] getCheeses() {
        return cheesesInStock.toArray(new Cheese[cheesesInStock.size()]);
    }
}

2.3 返回数组情况优化

如果分配零长度的数组会伤害性能，可以重复返回同一个零长度的数组，因为所有零长度的数组都是不可变的，如下：

public class Shop_RetArray_Version3 {
    private final List<Cheese> cheesesInStock = new ArrayList<>();
    private static final Cheese[] EMPTY_CHEESE_ARRAY = new Cheese[0];

    public Shop_RetArray_Version3(boolean initFlag) {
        if (initFlag) {
            cheesesInStock.add(Cheese.STILION);
        }
    }

    /**
     * @return a array containing all of the cheeses in the shop,
     * or empty array if no cheeses are available for purchase.
     */
    public Cheese[] getCheeses() {
        return cheesesInStock.toArray(EMPTY_CHEESE_ARRAY);
    }
}

三、总结

简而言之，永远不要返回null，而是返回一个零长度的数组或集合。如果返回null，那样会使API更难以使用，也列容易出错，而且没有任何性能优势。