Java方法的使用
今天学习方法的使用
目录
- 1 引例
- 2 方法概念及使用
- 2.1 方法的定义
- 运行结果
- 2.1.1 方法的语法格式
- 2.1.2 示例1
- 运行结果
- 2.1.3 示例2
- 运行结果
- 2.2 方法调用的执行过程
- 2.2.1 示例1
- 运行结果
- 2.2.2 示例2
- 运行结果
- 2.3 实参和形参的关系（重要）
- 运行结果
- 2.4 没有返回值的方法
- 运行结果
- 3 方法重载
- 3.1 方法重载的意义
- 3.2 方法重载的概念
- 3.3 方法签名
- 4 递归
- 4.1 递归概念
- 4.2 递归执行过程分析
- 关于 "调用栈"
- 总结
1 引例
比如大一新生上课不知道怎么请假，每次请假每个同学都要去问班长该如何请假，班长为了不一个个同学回复减少重复工作，在班群发了请假流程公告，这样就可以减少重复性的工作
在编程中也是一样，某段功能的代码可能频繁使用到，如果在每个位置都重新实现一遍，会：
- 使程序变得繁琐
- 开发效率低下，做了大量重复性的工作
- 不利于维护，需要改动时，所有用到该段代码的位置都需要修改
- 不利于复用
因此，在编程中，我们也可以将频繁使用的代码封装成"帖子"(方法)，需要时直接拿来链接(即方法名–方法的入口地址)使用即可，避免了一遍一遍的累赘。
2 方法概念及使用
2.1 方法的定义
方法就是一个代码片段. 类似于 C 语言中的 “函数”。
方法存在的意义(不要背, 重在体会):
- 是能够模块化的组织代码(当代码规模比较复杂的时候).
- 做到代码被重复使用, 一份代码可以在多个位置使用.
- 让代码更好理解更简单.
- 直接调用现有方法开发, 不必重复造轮子.
现在要开发一款日历，在日历中经常要判断一个年份是否为闰年，
则有如下代码
public static void main(String[] args) {
int year = 2029;
if(0 == year&4 && 0!=year%100||year%400 == 0){
System.out.println(year+"是闰年");
}else{
System.out.println(year+"不是闰年");
}
}
运行结果
2.1.1 方法的语法格式
// 方法定义
修饰符 返回值类型 方法名称([参数类型 形参 ...]){
方法体代码;
[return 返回值];
}
2.1.2 示例1
示例一：实现一个函数，检测一个年份是否为闰年
public static boolean isLeapYear(int year){
if(year%100 == 0 && year%4 == 0 || year%400 == 0){
System.out.println(year+"是闰年");
return true;
}else{
System.out.println(year+"不是闰年");
return false;
}
}
public static void main(String[] args) {
isLeapYear(2029);
}
运行结果
2.1.3 示例2
实现一个两个整数相加的方法
public static int add(int x,int y){
return x+y;
}
public static void main(String[] args) {
int x =10;
int y =9;
int ret = add(x,y);
System.out.println("ret:"+ret);
}
运行结果
【注意事项】
- 修饰符：现阶段直接使用public static 固定搭配
- 返回值类型：如果方法有返回值，返回值类型必须要与返回的实体类型一致，如果没有返回值，必须写成void
- 方法名字：采用小驼峰命名
- 参数列表：如果方法没有参数，()中什么都不写，如果有参数，需指定参数类型，多个参数之间使用逗号隔开
- 方法体：方法内部要执行的语句
- 在java当中，方法必须写在类当中
- 在java当中，方法不能嵌套定义
- 在java当中，没有方法声明一说
2.2 方法调用的执行过程
【方法调用过程】
调用方法—>传递参数—>找到方法地址—>执行被调方法的方法体
—>被调方法结束返回—>回到主调方法继续往下执行
【注意事项】
定义方法的时候, 不会执行方法的代码.
只有调用的时候才会执行.一个方法可以被多次调用.
2.2.1 示例1
计算两个整数相加
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = 17;
System.out.println("第一次调用之前");
int ret1 = add(a,b);
System.out.println("第一次调用之后:ret1"+ret1);
System.out.println("第二次调用之前");
int ret2 =add(30,50);
System.out.println("第二次调用之后：ret2"+ret2);
}
运行结果
2.2.2 示例2
计算 1! + 2! + 3! + 4! + 5!
public static void main(String[] args) {
int sum = 0;
Scanner sc = new Scanner(System.in);
int a = sc.nextInt();
for (int i = a;i>=1;i--){
sum +=fac(a);
a--;
}
System.out.println("阶乘和sum="+sum);
}
public static int fac(int n){
System.out.println("计算"+n+"的阶乘=");
int reslut = 1;
for(int i = 1;i<=n;i++){
reslut *= i;
System.out.print(reslut+" ");
}
System.out.println();
return reslut;
}
运行结果
使用方法, 避免使用二重循环, 让代码更简单清晰.
2.3 实参和形参的关系（重要）
方法的形参相当于数学函数中的自变量，
比如：1 + 2 + 3 + … + n的公式为sum(n) =return (1+N)*N / 2;
Java中方法的形参就相当于sum函数中的自变量n，
用来接收sum函数在调用时传递的值的。
形参的名字可以随意取，对方法都没有任何影响，
形参只是方法在定义时需要借助的一个变量，
用来保存方法在调用时传递过来的值。
public static int getSum(int N){ // N是形参
return (1+N)*N / 2;
}
getSum(10); // 10是实参,在方法调用时，形参N用来保存10
getSum(100); // 100是实参，在方法调用时，形参N用来保存100
再比如：
public static int add(int a, int b){
return a + b;
}
add(2, 3); // 2和3是实参，在调用时传给形参a和b
注意：在Java中，实参的值永远都是拷贝到形参中，
形参和实参本质是两个实体
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = 20;
swap(a,b);
System.out.println("a="+a+" b="+b);
}
public static void swap(int x,int y){
x = 10;
y = 20;
int tmp = x;
x = y;
y = tmp;
System.out.println("x="+x+" y="+y);
}
运行结果
可以看到，在swap函数交换之后，形参x和y的值发生了改变，
但是main方法中a和b还是交换之前的值，即没有交换成功。
实参a和b是main方法中的两个变量，
其空间在main方法的栈(一块特殊的内存空间)中，
而形参x和y是swap方法中的两个变量，
x和y的空间在swap方法运行时的栈中，
因此：实参a和b 与 形参x和y是两个没有任何关联性的变量，
在swap方法调用时，只是将实参a和b中的值拷贝了一份传递给了形参x和y，
因此对形参x和y操作不会对实参a和b产生任何影响。
注意：对于基础类型来说, 形参相当于实参的拷贝. 即 传值调用
int a = 10;
int b = 20;
int x = a;
int y = b;
int tmp = x;
x = y;
y = tmp
可以看到, 对 x 和 y 的修改, 不影响 a 和 b.
【解决办法】: 传引用类型参数 (例如数组来解决这个问题)
这个代码的运行过程, 学习完数组的时候应该能够理解.
public class TestMethod {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {10, 20};
swap(arr);
System.out.println("arr[0] = " + arr[0] + " arr[1] = " + arr[1]);
}
public static void swap(int[] arr) {
int tmp = arr[0];
arr[0] = arr[1];
arr[1] = tmp;
}
}
// 运行结果
arr[0] = 20 arr[1] = 10
2.4 没有返回值的方法
public static void main(String[] args) {
int x = 10;
int y = 17;
print(x,y);
}
public static void print(int a,int b){
a = 10;
b = 20;
System.out.println("a="+a+" b="+b);
}
运行结果
另外, 如刚才的交换两个整数的方法, 就是没有返回值的.
3 方法重载
3.1 方法重载的意义
public class TestMethod {
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = 20;
int ret = add(a, b);
System.out.println("ret = " + ret);
double a2 = 10.5;
double b2 = 20.5;
double ret2 = add(a2, b2);
System.out.println("ret2 = " + ret2);
}
public static int add(int x, int y) {
return x + y;
}
}
// 编译出错
Test.java:13: 错误: 不兼容的类型: 从double转换到int可能会有损失
double ret2 = add(a2, b2);
^
由于参数类型不匹配, 所以不能直接使用现有的 add 方法.
一种比较简单粗暴的解决方法如下：
public class TestMethod {
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = 20;
int ret = addInt(a, b);
System.out.println("ret = " + ret);
double a2 = 10.5;
double b2 = 20.5;
double ret2 = addDouble(a2, b2);
System.out.println("ret2 = " + ret2);
}
public static int addInt(int x, int y) {
return x + y;
}
public static double addDouble(double x, double y) {
return x + y;
}
}
上述代码确实可以解决问题，
但不友好的地方是：需要提供许多不同的方法名，
而取名字本来就是让人头疼的事情。那能否将所有的名字都给成 add 呢？
3.2 方法重载的概念
在自然语言中，一个词语如果有多重含义，那么就说该词语被重载了，
具体代表什么含义需要结合具体的场景。
在Java中方法也是可以重载的。
在Java中，如果多个方法的名字相同，参数列表不同，
则称该几种方法被重载了
public class TestMethod {
public static void main(String[] args) {
add(1, 2); // 调用add(int, int)
add(1.5, 2.5); // 调用add(double, double)
add(1.5, 2.5, 3.5); // 调用add(double, double, double)
}
public static int add(int x, int y) {
return x + y;
}
public static double add(double x, double y) {
return x + y;
}
public static double add(double x, double y, double z) {
return x + y + z;
}
}
注意：
- 方法名必须相同
- 参数列表必须不同
(参数的个数不同、参数的类型不同、类型的次序必须不同) - 与返回值类型是否相同无关
// 注意：两个方法如果仅仅只是因为返回值类型不同，是不能构成重载的
public class TestMethod {
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = 20;
int ret = add(a, b);
System.out.println("ret = " + ret);
}
public static int add(int x, int y) {
return x + y;
}
public static double add(int x, int y) {
return x + y;
}
}
// 编译出错
Test.java:13: 错误: 已在类 Test中定义了方法 add(int,int)
public static double add(int x, int y) {
^
1 个错误
- 编译器在编译代码时，
会对实参类型进行推演，根据推演的结果来确定调用哪个方法
3.3 方法签名
在同一个作用域中不能定义两个相同名称的标识符。
比如：方法中不能定义两个名字一样的变量，
那为什么类中就可以定义方法名相同的方法呢？
方法签名即：经过编译器编译修改过之后方法最终的名字。
具体方式：方法全路径名+参数列表+返回值类型，构成方法完整的名字。
// 注意：两个方法如果仅仅只是因为返回值类型不同，是不能构成重载的
public class TestMethod {
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = 20;
int ret = add(a, b);
System.out.println("ret = " + ret);
}
public static int add(int x, int y) {
return x + y;
}
public static double add(int x, int y) {
return x + y;
}
}
// 编译出错
Test.java:13: 错误: 已在类 Test中定义了方法 add(int,int)
public static double add(int x, int y) {
^
1 个错误
上述代码经过编译之后，然后使用JDK自带的javap反汇编工具查看，具体操作：
- 先对工程进行编译生成.class字节码文件
- 在控制台中进入到要查看的.class所在的目录
- 输入：javap -v 字节码文件名字即可
方法签名中的一些特殊符号说明：
注：L表示引用类型
V表示void类型
4 递归
自身中又包含了自己，该种思想在数学和编程中非常有用，
因为有些时候，我们遇到的问题直接并不好解决，
但是发现将原问题拆分成其子问题之后，子问题与原问题有相同的解法，
等子问题解决之后，原问题就迎刃而解了。
4.1 递归概念
一个方法在执行过程中调用自身, 就称为 “递归”.
递归相当于数学上的 “数学归纳法”, 有一个起始条件, 然后有一个递推公式.
递归的必要条件：
- 将原问题划分成其子问题，注意：子问题必须要与原问题的解法相同
- 递归出口
递归求 N 的阶乘
public static void main(String[] args) {
int n = 5;
int ret = factor(n);
System.out.println("ret = " + ret);
}
public static int factor(int n) {
if (n == 1) {
return 1;
}
return n * factor(n - 1); // factor 调用函数自身
}
// 执行结果
ret = 120
4.2 递归执行过程分析
递归的程序的执行过程不太容易理解, 要想理解清楚递归,
必须先理解清楚 “方法的执行过程”, 尤其是 "方法执行结束之后,
回到调用位置继续往下执行.
public static void main(String[] args) {
int n = 5;
int ret = factor(n);
System.out.println("ret = " + ret);
}
public static int factor(int n) {
System.out.println("函数开始, n = " + n);
if (n == 1) {
System.out.println("函数结束, n = 1 ret = 1");
return 1;
}
int ret = n * factor(n - 1);
System.out.println("函数结束, n = " + n + " ret = " + ret);
return ret;
}
// 执行结果
函数开始, n = 5
函数开始, n = 4
函数开始, n = 3
函数开始, n = 2
函数开始, n = 1
函数结束, n = 1 ret = 1
函数结束, n = 2 ret = 2
函数结束, n = 3 ret = 6
函数结束, n = 4 ret = 24
函数结束, n = 5 ret = 120
ret = 120
关于 “调用栈”
方法调用的时候, 会有一个 “栈” 这样的内存空间描述当前的调用关系.
称为调用栈.每一次的方法调用就称为一个 “栈帧”,
每个栈帧中包含了这次调用的参数是哪些, 返回到哪里继续执行等信息.
后面我们借助 IDEA 很容易看到调用栈的内容.
总结
学习了方法的概念和使用，认识实参和形参的关系，认识方法重载，
认识了递归的思想，并运用递归求解阶乘
今天我们对方法的使用的学习就到这里了，如果感觉不错，希望可以给博主点个赞或者关注，感谢大家的支持，成为我继续分享的动力，还有什么问题和建议可以在评论区评论，拜拜。
