Java方法的使用

 

目录

 

一、方法的概念及使用

1、什么是方法(method)

2、方法定义

3、方法调用的执行过程

4、实参和形参的关系

二、方法重载

1、为什么需要方法重载

2、方法重载概念

3、方法签名

 三、递归

1、递归的概念

 2、递归执行过程分析

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一、方法的概念及使用

1、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.

2、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];
}

为了更好得学会如何定义方法，我们来看几个实例：

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;
}
}

那么我们在定义一个方法的时候要注意些什么呢？

注意事项：

1. 修饰符：现阶段直接使用public static 固定搭配

2. 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

3. 方法名字：采用小驼峰命名

4. 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

5. 方法体：方法内部要执行的语句

6. 在java当中，方法必须写在类当中

7. 在java当中，方法不能嵌套定义

8. 在java当中，没有方法声明一说

3、方法调用的执行过程

在学完方法的定义后，我们接下来便是要学会如何调用方法，那么方法的调用过程是怎么样的呢？

【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

为了更好地理解方法的本质，我们可以讲方法的定义、调用、执行理解为一个做菜的过程，那么这个过程大概是下面这个样子的：

 那么方法有哪些注意事项呢？

1、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.

2、一个方法可以被多次调用.

4、实参和形参的关系

在我们学习C语言的时候，便了解过形参与实参之间的关系及其重要性，那么现在我们将学习在Java中实参和形参的关系

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。

比如：

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

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

在这两段代码中，都是将实参传递到方法中的实参内，通过方法完成运算并返回数值

在我们学习实参和形参的关系的时候，就不得不提一提经典案例：交换两个数的值

 

代码示例: 交换两个整型变量

public class TestMethod {
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = 20;
swap(a, b);
System.out.println("main: a = " + a + " b = " + b);
}
public static void swap(int x, int y) {
int tmp = x;
x = y;
y = tmp;
System.out.println("swap: x = " + x + " y = " + y);
}
}
// 运行结果
swap: x = 20 y = 10
main: a = 10 b = 20

我们可以发现，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。这是为什么呢？

 

原因：

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。

在C语言中，我们通过向函数传地址的方式来交换两个数的址，但是在Java中并没有地址这个概念，那么我们应该怎么做呢？

【解决办法】: 传引用类型参数 (例如数组来解决这个问题)

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

二、方法重载

1、为什么需要方法重载

我们先来看一段代码：

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);

我们可以看到：由于参数类型不匹配, 所以不能直接使用现有的 add 方法.

当我们想求两个int类型的数相加的时候，我们可以定义一个方法add来完成，如果想要做到实现两个浮点型的数相加，我们也可以定义一个方法add2，由此类推，我们可以一直定义到addn,但是此时使用方法的程序员就遇到困难了，毕竟这么多功能相同但参数类型不同的方法，她该如何记住呢？

因此在Java中，便有了方法重载，利用方法重载，我们可以将所有功能为将数值相加的方法都命名为add，为程序员减少了很多不必要的工作量。

2、方法重载概念

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。

例如下面这段代码便是运用了方法重载：

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;
}
}

注意事项 ：

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

4. 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、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

 我们用一段代码来举例：

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：

 三、递归

1、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
}
// 执行结果
ret = 120

 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".

我们现在来进一步理解一下阶乘的递归实现

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.

通过上述代码，我们可以发现：递归大大地提升了代码的效率