方法的使用

2023-12-18 12:26:55

1.方法的概念和使用

1.什么是方法

就是C语言里面的"函数".

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.

比如: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:

int year = 1900;
if((0 == year % 4 && 0 != year % 100) || 0 == year % 400){
    System.out.println(year+"年是闰年");
}else{
    System.out.println(year+"年不是闰年");
}

2.方法的定义

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];
}

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. 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

【方法调用过程】

调用方法--->传递参数--->找到方法址--->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

代码示例1 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: 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) {
    System.out.println("计算 n 的阶乘中n! = " + n);
    int result = 1;
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        result *= i;
    }
    return result;
    }
}
// 执行结果
计算 n 的阶乘中 n! = 1
计算 n 的阶乘中 n! = 2
计算 n 的阶乘中 n! = 3
计算 n 的阶乘中 n! = 4
计算 n 的阶乘中 n! = 5
sum = 153

4.实参和形参的关系(重要)

方法中的形参相当于数学函数中的自变量

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

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.

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

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。

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。

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)

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

5.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);
    }
}

另外, 如刚才的交换两个整数的方法, 就是没有返回值的.

2.方法重载

1.为什么方法需要重载

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;
    }
}
// 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?

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。

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:

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

// 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

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。

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:

3.递归

上面的故事有个特征: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。

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.

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".

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) {
    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.

3.递归练习

代码示例1 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);
}

代码示例2 递归求 1 + 2 + 3 + ... + 10

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

代码示例3 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);
}

代码示例4 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);
}

当我们求 fib(40) 的时候发现, 程序执行速度极慢. 原因是进行了大量的重复运算.

class Test {
    public static int count = 0; // 这个是类的成员变量. 后面会详细介绍到
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(fib(40));
        System.out.println(count);
    }

    public static int fib(int n) {
        if (n == 1 || n == 2) {
        return 1;
    }
    if (n == 3) {
        count++;
    }
    return fib(n - 1) + fib(n - 2);
  }
}
// 执行结果
102334155
39088169 // fib(3) 重复执行了 3 千万次.

可以使用循环的方式来求斐波那契数列问题, 避免出现冗余运算.

public static int fib(int n) {
    int last2 = 1;
    int last1 = 1;
    int cur = 0;
    for (int i = 3; i <= n; i++) {
        cur = last1 + last2;
        last2 = last1;
        last1 = cur;
    }
    return cur;
}

此时程序的执行效率大大提高了.

好啦,在这里方法的使用已经介绍明白了,继续加油吧!!!

文章来源:https://blog.csdn.net/Sakura_j_h_/article/details/132754797
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