【JavaSE-7】方法的使用
1、方法的概念和使用
1.1、什么是方法
方法(method)是程序中最小的执行单元,类似于 C语言中的函数,方法存在的意义:
- 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
注意:
- 方法必须先创建才可以使用,该过程称为方法定义。
- 方法创建后并不是直接可以运行的,需要手动使用后,才执行,该过程称为方法调用
1.2、方法的定义
方法定义语法格式:
//方法定义
修饰符 返回值类型 方法名称(参数类型1 形参1,参数类型2 形参2...){方法体代码;[return 返回值];
}
类比main
函数:public static void main(String[] args)
,其中void
是返回值类型;main
是方法名称;String[] args
是参数类型和形参。
例子:
判断闰年
1、能被4整除且不能被100整除的是闰年
2、能被400整除的是闰年
//判断闰年方法
public static boolean isLeapYear(int year){if((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0)){System.out.println(year+"是闰年");return true;}else{System.out.println(year+"不是闰年");return false;}
}
【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(首字母小写,后续单词首字母大写)
- 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,方法只有先定义,才能调用。
- 方法的返回值类型是
void
时,可以省略return
;但是也可以写,后面不加数据即可。
1.3、方法调用的执行过程
方法的调用方式:
方法名(参数1,参数2,...);
调用过程:
- 调用方法
方法名(参数1,参数2,...);
- 传递参数,注意参数的数量与类型必须与方法定义中的设置相匹配,否则程序将报错 。
- 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。
例子:
public class Test01 {//判断闰年方法public static boolean isLeapYear(int year){if((year % 4 == 0 && year % 100 != 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) {Scanner scan = new Scanner(System.in);System.out.println("请输入年份:");int year = scan.nextInt();//方法的调用boolean ret = isLeapYear(year);}
}
在其他函数中去调用方法时的参数称为实际参数(实参)即上述main函数中的boolean ret = isLeapYear(year);
这句代码中year
,在方法定义中的参数称为形式参数(形参)即上述isLeapYear
方法中的public static boolean isLeapYear(int year)
这句代码的year
。
【注意事项】
- 定义方法的时候,不会执行方法的代码,只有调用时才会执行。
- 一个方法可以多次调用。
例子:
计算 1! + 2! + 3! + 4! + 5!
//求阶乘
public static int fac(int n){if(n == 1 || n == 0){return 1;}else {return n * fac(n - 1);}
}
public static void main(String[] args) {//计算 1! + 2! + 3! + 4! + 5!int sum = 0;for (int i = 1; i <= 5 ; i++) {sum += fac(i);}System.out.println(sum);
}
1.4、实参和形参的关系
- 形参:方法定义中的参数
- 等同于规定了变量定义的格式。
- 实参:方法调用中的参数
- 等同于使用变量或常量。
形参只是拿到了实参的值,形参的名字可以随意取,对方法没有影响;形参和实参的名字也可以相同。
方法放在main
前或者后都可以,与 C语言不同(自顶向下编译)。在 java 中,实参的值永远都是赋值到形参中,形参和实参本质是两个实体。
例子1:
//交换两个数值
public static void swap(int x, int y){int tmp =x;x = y;y = tmp;
}public static void main(String[] args) {int a = 10,b = 20;System.out.println("交换前:"+ a +" "+b);swap(a,b);System.out.println("交换后:"+ a +" "+b);
}
【运行结果】
交换前:10 20
交换后:10 20
【分析】
实参a
和b
是main
方法中的两个变量,其分配的内存空间在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
的内存空间在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。
对于基本数据类型来说,形参相当于实参的拷贝,即传值调用。
【解决办法】
传引用数据类型参数(如数组)因为引用数据类型在内存中存储的是地址值,指向在堆内存中申请的一片内存。
例子2:
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、方法重载
2.1、为什么需要方法重载
首先,如果我们定义一个函数add()
实现两个整数的相加,但后面如果想实现两个浮点数的相加时,会因为参数的数据类型的不同导致报错。
例子1:
只有我们重新写一个方法,定义形参的数据类型是double
的方法才能实现,但是这种形式的缺点就是需要命名不同的方法名,并且容易记忆混乱,那么可以直接使用同一个方法名吗?由此引出方法重载。
2.2、方法重载概念
在日常交流中,一个词语如果有多重含义,比如:喜欢,情侣之间说喜欢与子女对父母说喜欢,这个词语的含义是不同的,这个时候我们可以认为该词语含义被重载,具体代表什么意思就需要结合具体的场景。
java 中,如果多个方法的方法名相同,参数列表不同,与返回值无关,则称这几种方法被重载了。
其中参数列表不同包括:个数不同,类型不同,顺序不同。
例子:
之后调用该方法时通过 IDEA 会有提示,根据需要传入的实参类型,选择相应的方法。
【注意事项】
- 方法名必须相同。
- 参数列表必须不同(参数个数/参数类型/参数的次序)。
- 多个方法必须定义在同一个类中。
- 与返回值类型是否相同无关。
- 如果仅仅因为返回值类型不同,是不能构成重载的。
- 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。
2.3、方法签名(了解)
在同一个作用域中不能定义两个相同名称的标识符,但是在类中可以定义方法名相同的方法。
是因为有方法签名的存在。
方法签名即是:经过编译器编译修改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。每一个方法都有签名。
将编写的代码经过编译后,会生成.class
文件,在该文件所在的目录下打开命令行窗口,输入javap -v 字节码文件名
即可
例子:
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);}
}
生成的字节码文件:
方法签名中的一些特殊符号说明:
3、递归
3.1、递归的概念
一个方法在执行过程中调用自身,就称为“递归”。递归相当于数学的“数学归纳法”,有一个起始条件,然后有一个递推公式。
递归条件:将原问题划分成其子问题,子问题。
3.2、递归练习
按顺序打印一个数字的每一位(例如 123打印出 1 2 3 )
public class Test03 {//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 n){if(n > 9){print(n / 10);}System.out.print(n % 10+" ");}public static void main(String[] args) {print(123);}
}
【分析】
递归求 1 + 2 + 3 + … + 10
//递归求 1 + 2 + 3 + ... + 10
public static int fac(int n){if(n == 1){return 1;}else{return n+fac(n-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 n){while(n > 9){return n % 10 + sum(n/10);}return n % 10;
}
求斐波那契数列第 n 项
第一项从 1 开始:1 1 2 3 5 8…
public static int fib(int n){if(n == 1 || n == 2){return 1;}else{return fib(n-1) + fib(n-2);}
}
非递归:
if(n == 1){return 1;
}
if(n == 2){return 1;
}
int n1 = 1;
int n2 = 1;
int n3 = 0;
while(n > 2){n3 = n1 + n2;n1 = n2;n2 = n3;n--;
}
return n3;
第 1 项从 0 开始 :0 1 1 2 3 5 8
public static int fib(int n){if(n == 1){return 0;}if(n == 2){return 1;}return fib(n-1)+fib(n-2);
}
非递归:
if(n == 1){return 0;
}
if(n == 2){return 1;
}
int n1 = 0;
int n2 = 1;
int n3 = 0;
while(n > 2){n3 = n1 + n2;n1 = n2;n2 = n3;n--;
}
return n3;
递归求解汉诺塔问题
有3根柱子,A,B,C;A柱上放N个盘子,上面小,下面大
问题:
把A柱上所有盘子挪到C柱上(可以借助B柱)
过程中:所有柱子上的盘子,也要下面大,上面小,且一次只能移动一个盘子。
// 定义一个方法用于解决汉诺塔问题
public static void hanoi(int n, char source, char auxiliary, char target){// 如果只有一个圆盘,直接将其从源柱移动到目标柱if (n == 1) {System.out.println("Move disk 1 from "+source+" to "+target);return;}// 先将 n - 1 个圆盘从源柱借助目标柱移动到辅助柱hanoi(n - 1, source, target, auxiliary);// 再将第 n 个圆盘从源柱移动到目标柱System.out.println("Move disk "+ n +" from "+source+" to "+target);// 最后将 n - 1 个圆盘从辅助柱借助源柱移动到目标柱hanoi(n - 1, auxiliary, source, target);
}
分析:
- 把
n-1
个盘子从源柱子借助目标柱子移动到辅助柱子。 - 把第
n
个盘子从源柱子移动到目标柱子。 - 把
n-1
个盘子从辅助柱子借助源柱子移动到目标柱子。
时间复杂度:O(2<sup>n</sup>)
如n=4时,
将上面 3 个盘子从源柱 A
借助目标柱 C
移动到辅助柱 B
:
将第 4 个盘子从源柱 A
移动到目标柱 C
:
将辅助柱 B
上的 3 个盘子借助源柱 A
移动到目标柱 C
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