Effective Java 第三版——54. 返回空的数组或集合不要返回null

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书中的源代码地址：https://github.com/jbloch/effective-java-3e-source-code
注意，书中的有些代码里方法是基于Java 9 API中的，所以JDK 最好下载 JDK 9以上的版本。

54. 返回空的数组或集合不要返回null

看到类似这样的方法并不罕见：

// Returns null to indicate an empty collection. Don't do this!
private final List<Cheese> cheesesInStock = ...;

/**
 * @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);
}

没有理由对没有奶酪(Cheese)可供购买的情况进行特殊处理。这样需要在客户端做额外的代码处理可能为null的返回值，例如:

List<Cheese> cheeses = shop.getCheeses();
if (cheeses != null && cheeses.contains(Cheese.STILTON))
    System.out.println("Jolly good, just the thing.");

在几乎每次使用返回null来代替空集合或数组的方法时，都需要使用这种迂回的方式。 它容易出错，因为编写客户端的程序员可能忘记编写特殊情况代码来处理null返回。 多年来这种错误可能会被忽视，因为这种方法通常会返回一个或多个对象。 此外，返回null代替空容器会使返回容器的方法的实现变得复杂。

有时有人认为，null返回值比空集合或数组更可取，因为它避免了分配空容器的开销。这个论点有两点是不成立的。首先，除非测量结果表明所讨论的分配是性能问题的真正原因，否则不宜担心此级别的性能(条目67)。第二，可以在不分配空集合和数组的情况下返回它们。下面是返回可能为空的集合的典型代码。通常，这就是你所需要的:

//The right way to return a possibly empty collection
public List<Cheese> getCheeses() {
    return new ArrayList<>(cheesesInStock);
}

如果有证据表明分配空集合会损害性能，可以通过重复返回相同的不可变空集合来避免分配，因为不可变对象可以自由共享(条目17)。下面的代码就是这样做的，使用了Collections.emptyList方法。如果你要返回一个Set，可以使用Collections.emptySet;如果要返回Map，则使用Collections.emptyMap。但是请记住，这是一个优化，很少需要它。如果你认为你需要它，测量一下前后的性能表现，确保它确实有帮助：

// Optimization - avoids allocating empty collections
public List<Cheese> getCheeses() {
    return cheesesInStock.isEmpty() ? Collections.emptyList()
        : new ArrayList<>(cheesesInStock);
}

数组的情况与集合的情况相同。 永远不要返回null，而是返回长度为零的数组。 通常，应该只返回一个正确长度的数组，这个长度可能为零。 请注意，我们将一个长度为零的数组传递给toArray方法，以指示所需的返回类型，即Cheese []：

//The right way to return a possibly empty array
public Cheese[] getCheeses() {
    return cheesesInStock.toArray(new Cheese[0]);
}

如果你认为分配零长度数组会损害性能，则可以重复返回相同的零长度数组，因为所有零长度数组都是不可变的：

// Optimization - avoids allocating empty arrays

private static final Cheese[] EMPTY_CHEESE_ARRAY = new Cheese[0];

public Cheese[] getCheeses() {
    return cheesesInStock.toArray(EMPTY_CHEESE_ARRAY);

}

在优化的版本中，我们将相同的空数组传递到每个toArray调用中，当cheesesInStock为空时，这个数组将从getCheeses返回。不要为了提高性能而预先分配传递给toArray的数组。研究表明，这样做会适得其反[Shipilev16]:

// Don’t do this - preallocating the array harms performance!

return cheesesInStock.toArray(new Cheese[cheesesInStock.size()]);

总之，永远不要返回null来代替空数组或集合。它使你的API更难以使用，更容易出错，并且没有性能优势。