【JavaSE】方法的使用

简介: 【JavaSE】方法的使用

方法概念及使用

什么是方法(method)

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:

1.是能够模块化的组织代码(当代码规模比较复杂的时候)。

2.做到代码被重复使用, 一份代码可以在多个位置使用。

3.让代码更好理解更简单。

4.直接调用现有方法开发,不必重复造轮子。

方法定义

方法语法格式

//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];
}

请看下面的示例:

示例一:实现一个函数,检测一个年份是否为闰年。

public class Method{
  // 方法定义
  public static boolean isLeapYear(int year){
    if((0 == year % 4 && 0 != year % 100) || 0 == year % 400){
      return true;
    }else{
      return false;
    }
  }
}

示例二: 实现一个两个整数相加的方法。

public class Method{
  // 方法的定义
  public static int add(int x, int y) {
    return x + y;
  }
}

【注意事项】

1.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。

2.方法名字:采用小驼峰命名。

3.参数列表: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。

4.方法体:方法内部要执行的语句。

5.在java当中,方法必须写在类当中。

6.在java当中,方法不能嵌套定义。

7.在java当中,没有方法声明一说。

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。

代码示例一: 计算两个整数相加

public class Method {
  public static void main(String[] args) {
    int a = 10;
    int b = 20;
    System.out.println("第一次调用方法之前");
    int ret = add(a, b);
    System.out.println("第一次调用方法之后");
    System.out.println("ret = " + ret);
    System.out.println("第二次调用方法之前");
    ret = add(30, 50);
    System.out.println("第二次调用方法之后");
    System.out.println("ret = " + ret);
  }
  public static int add(int x, int y) {
    System.out.println("调用方法中 x = " + x + " y = " + y);
    return x + y;
  }
}
// 执行结果
一次调用方法之前
调用方法中 x = 10 y = 20
第一次调用方法之后
ret = 30
第二次调用方法之前
调用方法中 x = 30 y = 50
第二次调用方法之后
ret = 80

代码示例二: 计算 1! + 2! + 3! + 4! + 5!

public class TestMethod {
  public static void main(String[] args) {
    int sum = 0;
    for (int i = 1; i <= 5; i++) {
      sum += fac(i);
    } 
    System.out.println("sum = " + sum);
  }
  public static int fac(int n) {
    int result = 1;
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
      result *= i;
    }
    return result;
  }
}

使用方法,避免使用二重循环,让代码更简单清晰。

实参和形参的关系

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) =( 1 + n ) ∗ n 2 \frac{(1+n)*n}{2}2(1+n)n

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。

没有返回值的方法

方法的返回值是可选的. 有些时候可以没有的,没有时返回值类型必须写成void。

代码示例:

class Test {
  public static void main(String[] args) {
    int a = 10;
    int b = 20;
    print(a, b);
  }
  public static void print(int x, int y) {
  System.out.println("x = " + x + " y = " + y);
  }
}

方法重载

为什么需要方法重载

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;
  }
}

上面的代码会编译出错,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?

方法重载概念

在自然语言中,经常会出现“一词多义”的现象,比如:“好人”。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;
  }
}

注意方法重载:

1.方法名必须相同。

2.参数列表必须不同(参数的个数不同、参数的类型不同、类型的次序必须不同)。

3.与返回值类型是否相同无关。

两个方法如果仅仅只是返回值类型不同,是不能构成重载的。

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。

public class TestMethod {
  public static int add(int x, int y){
    return x + y;
  }
  public static double add(double x, double y){
    return x + y;
  }
  public static void main(String[] args) {
    add(1,2);
    add(1.5, 2.5);
  }
}

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:

1.先对工程进行编译生成.class字节码文件.

2.在控制台中进入到要查看的.class所在的目录.

3.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:

特殊字符 数据类型
V void
Z boolean
C char
B byte
S short
I int
J long
F float
D double
[ 数组(以[开头,配合其他的特殊字符,表述对应数据类型的数组,几个[表述几维数组)
L 引用类型,以L开头,以;结尾,中间是引用类型的全类名

递归

生活中的故事

从前有坐山,山上有座庙,庙里有个老和尚给小和尚将故事,讲的就是:

"从前有座山,山上有座庙,庙里有个老和尚给小和尚讲故事,讲的就是:

“从前有座山,山上有座庙…”

“从前有座山……”

上面故事的特征: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。

递归的概念

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:例如, 我们求 N!

起始条件: N = 1 的时候, N! 为 1. 这个起始条件相当于递归的结束条件。

递归公式: 求 N! , 直接不好求, 可以把问题转换成 N! => N * (N-1)!

递归的必要条件:

1.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

2.递归出口

代码示例: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
}

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”。

请看下面的代码:

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

执行过程图

程序按照序号中标识的 (1) -> (8) 的顺序执行

递归练习

按顺序打印一个数字的每一位(例如 1234 打印出 1 2 3 4)

public static void print(int num) {
  if (num > 9) {
    print(num / 10);
  }
  System.out.println(num % 10);
}

递归求 1 + 2 + 3 + … + 10

public static int sum(int num) {
  if (num == 1) {
    return 1;
  }
  return num + sum(num - 1);
}

写一个递归方法,输入一个非负整数,返回组成它的数字之和. 例如,输入 1729, 则应该返回1+7+2+9,它的和是19

public static int sum(int num) {
  if (num < 10) {
    return num;
  }
  return num % 10 + sum(num / 10);
}

求斐波那契数列的第 N 项

public static int fib(int n) {
  if (n == 1 || n == 2) {
    return 1;
  }
  return fib(n - 1) + fib(n - 2);
}
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