检查一个向量是否为空

Question

假设我有一个名为Vector的std::vector

现在在向量上执行一些操作（插入或删除），我想检查向量是否为空，然后根据此执行某些操作。

哪种方法更好？

方法1

if (Vector.size() == 0){ /* operations */ }

方法二

if (Vector.empty()) { /* operations */ }

哪种方法更好，1 还是 2？

- Prasoon Saurav

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Answer 1

v.size() == 0表示“我正在比较大小”，但实际上是为了检查容器是否为空。在你理解它的含义之前，需要消化一个小算法（非常小，因为它只包括一次比较）。

另一方面，v.empty()正好做了它所说的事情：它检查v是否为空。

由于这个原因，我明显更喜欢第二种方法，因为它做了它所说的事情。这就是为什么empty()被发明出来的原因。

但是也有一个算法上的原因更喜欢empty()：如果将std::vector更改为std::list，v.size()可能具有O(n)的时间复杂度。（在C++ 03中，对于std::vector，它保证是O(1)，但对于std::list不是。根据James在Prasoon的回答中的评论，对于所有容器在C++1x中都将是O(1)。）

- sbi

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回复您下面的问题/评论，Howard Hinnant撰写了一份白皮书，讨论了list的权衡取舍（实际上是splice()速度与size()速度之间的权衡）。我现在似乎无法获取到这份白皮书，但是Michael Burr对其进行了总结。 - James McNellis

@Donotalo：这是即将获得批准的新C++标准。有一段时间它被称为“C++0x”（其中0x表示“在[2000，2010]范围内的某个年份”），但由于他们未能在2010年之前获得批准，现在它也被称为“C++1x”。一些人仍然称其为C++0x，因为它曾经被称为这样，或者因为他们认为那个“x”应该被理解为十六进制数字。 - Matteo Italia

就我而言，底线是：C++0x不是官方名称。它是一个占位符，一个用于标识尚未标准化的草案的昵称。因此，它不需要更新。他们可以称之为C++1643，它也能正常工作。因此，直到它被标准化并获得官方名称的那一天，我将继续称其为C++0x。 - jalf

C++1x的缺点是你可以将C++0x发音为“See-tox”。 - buildsucceeded

empty() 的问题在于英语中的歧义性。不清楚“empty”是动词还是形容词！ - sergiol

Answer 2

第二种方法更好，因为无论容器类型如何，empty()总是在常数时间内运行 [即 O(1)]。

size()对于std::vector也会在O(1)的时间内运行，但对于std:list则可能需要O(n)的时间运行[实现方式有所不同]

在《Effective STL》[Item 4]一书中，Scott Meyers表示

你应该优先选择使用 empty 的方法，原因很简单：对于所有标准容器来说，empty 都是一个常数时间（constant-time）操作，但对于某些list实现，size却需要线性时间。

.....

无论发生什么情况，如果你调用 empty 而不是检查 size() == 0，都不会出错。因此，每当您需要知道一个容器是否有零个元素时，请调用 empty。

- Prasoon Saurav

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不，size() 几乎可以保证是 O(1)，尤其是对于 vector。在 C++0x 中，任何实现了 size() 的容器都必须保证其时间复杂度为 O(1)。 - James McNellis

@sbi：是的，所有容器都要实现。目前容器的要求只是说size()应该具有常数时间复杂度（这意味着根本没有复杂度要求）。C++0x对此进行了改变。当我在第一条评论中说“对于任何实现它的容器”时，我是错误的；所有容器都必须实现size()。 - James McNellis

@James：啊，我不知道那个。我得改一下我的答案。你知道这个变化的理由是什么吗？毕竟这是一个以空间换时间的权衡。 - sbi

@JamesMcNellis：专门为vector？！ - sergiol

Answer 3

我会选择第二种方法，因为empty()方法是有意设计用于检查向量是否为空。您还可以检查两种方法的效率，然后决定哪种更好。

- Katalonis

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empty 方法特别适用于 std::list，因为计算它们的大小可能会非常耗时。 - Benoit

@Benoit：一些list的实现具有常数时间的size()；在C++0x中，size()将被要求对于所有容器，包括list，具有常数时间复杂度。 - James McNellis

@James：如果你想要使用splice，并希望它是恒定时间，那么使用自定义或第三方列表的好原因之一。然后，又回到my_list::size为O（N）的情况。 - Potatoswatter

@James：你确定吗？正如Potatoswatter所说，这需要splice是O(n)，但我非常确定它需要是O(1)。 - Oliver Charlesworth

@Oli：是的。从另一个列表中拼接一系列节点具有线性时间复杂度（所有其他拼接都具有常数时间复杂度）。这种复杂度要求在C++03和C++0x中是相同的。 - James McNellis

@Oli：我的意思是，即使标准没有提供这样的不兼容列表模板，也不能忽略它的需求。@James: +1 - Potatoswatter

Answer 4

实际上，vector.empty()和vector.size()==0是做同样的事情。 empty比较开头和结尾，如果它们相同则返回true，size计算begin - end，因此如果为空则返回0，因此使用另一种计算方式做同样的事情。

- Deathlymad

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抱歉，您能重新表达一下您的答案吗？很难理解，请尝试分开句子并明确说明为什么它们是相同的。 - Armfoot

那不是在做同样的事情。结果可能相同，但它们远非在做同样的事情！ - sergiol

Answer 5

通常，一个向量被内部实现为指向动态分配数组的指针，并且有数据成员保存向量的capacity和size。向量的size是实际元素的数量，而容量是动态数组的大小。

基于这种实现方式，成员函数size()将简单地获取成员size。 empty()将返回比较结果size == 0。

因此，两者的效率都是相同的O(1)，但如果要检查向量是否为空，则建议使用empty()。因为这就是该函数的作用。这将使您的代码更易于阅读。

- codaddict

Answer 6

如果你是新手程序员，建议使用对你来说更有意义的方法。例如，如果“==0”对你比“.empty()”更有意义，就使用前者。

稍后，如果你遇到了性能问题（我非常怀疑这里会出现性能问题），请使用符合你性能目标的方法。

- Daniel Mošmondor

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我更希望我的同事，无论是新手还是老手，使用那个对有经验的程序员更有意义的选项。毕竟，我们都会在某个时候变得有经验。 - sbi

不仅如此，而且在长期性能方面更好的是（例如，如果您将来从std :: vector切换到std :: list）。 - Oliver Charlesworth

@sbi：你说得有道理 - 然而，代码很难阅读，你必须在这里和现在让它变得容易些。 - Daniel Mošmondor

@sbi：有些代码读起来就感觉很对，你不需要在脑海中翻译它。那就是你应该为自己编写的代码。 - Daniel Mošmondor

.empty() 的一个不好的地方是它并不清楚它是一种操作，将从容器中删除所有元素，还是告诉你容器是否为空。isEmpty() 更符合我的风格。但这就是标准库命名约定的本质。我必须遵循“入乡随俗”的规则；你应该优先考虑容器变化的更好不变式。因此，某人浏览代码库并用 x.empty() 替换所有 x.size() == 0 模式是有道理的——在这种情况下，我认为这是正确的答案。 - HostileFork says dont trust SE

Answer 7

只是为了好玩：为什么不呢：

if(Vector.begin() == Vector.end())

?

- Benoit

Answer 8

使用 empty()。

- nakiya

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我（不）喜欢你对于你的观点的推理。 - sbi

关于向量的大小为空，应该不会有太多麻烦吧？ :D - nakiya