方法的使用

喜欢ヅ旅行 2024-04-01 13:43 92阅读 0赞

**目录**

1. 方法概念及使用

1.1 什么是方法(method)

1.2 方法定义

1.3 方法调用的执行过程

1.4 实参和形参的关系

1.5 没有返回值的方法

2. 方法重载

2.1 为什么需要方法重载

2.2 方法重载概念

2.3 方法签名

3. 递归

3.1递归的概念

3.2 递归执行过程分析

3.3 递归练习

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## 1. 方法概念及使用 ##

### 1.1 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"。

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.

### 1.2 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];
    }

示例一：实现一个函数，检测一个年份是否为闰年

public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 2000; i++) {
            boolean flg=isLeapYear(i);
            System.out.println(flg);
        }
    }
    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 static void main(String[] args) {
        int a=10;
        int b=20;
        int ret1=add(1,2);//实参
        System.out.println(ret1);
        int ret2=add(a,b);//实参
        System.out.println(ret2);
    }
    public static int add(int a,int b){//形参
        return a+b;
    }

【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

### 1.3 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 static void main(String[] args) {
    
        int ret=facNum(5);
        System.out.println(ret);
    }
    //阶乘的和
    public static int facNum(int num){
        int sum=0;
        for (int j = 1; j <=num ; j++) {
            sum+=fac(j);
        }
        return  sum;
    }
    //求阶乘
    public static int fac(int n){
        int ret=1;
        for (int i = 1; i <=n ; i++) {
            ret*=i;
        }
        return ret;
    }

执行结果 sum = 153

使用方法, 避免使用二重循环, 让代码更简单清晰.

### 1.4 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) =

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

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。

【原因分析】

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

### 1.5 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 ##

### 2.1 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;
        }
    }
    // 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 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？

### 2.2 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

### 2.3 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

## 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 int fac(int n){
        if(n==1){
            return 1;
        }
        int tmp=n*fac(n-1);
        return tmp;
    }
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(fac(5));
    }

### 3.2 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

程序按照序号中标识的 (1) -> (8) 的顺序执行.

> 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.

### 3.3 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 n){
        if(n<=9){
            System.out.println(n%10);
            return;
        }
        print(n/10);
        System.out.println(n%10);
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        print(1234);
    }

代码示例2 递归求 1 + 2 + 3 + ... + 10

public static int sum(int n){
        if(n==1){
            return 1;
        }
        return n+sum(n-1);
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(sum(10));
    }

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 n){
        if(n<10){
            return n;//结束方法
        }
        return n%10+sum(n/10);
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(sum(1729));
    }

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);
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(fib(5));
    }

罗汉塔

public static void hanota(int n, char pos1,char pos2,char pos3){
        if(n==1){
            move(pos1,pos3);
            return ;
        }else{
            hanota(n-1,pos1,pos3,pos2);
            move(pos1,pos3);
            hanota(n-1,pos2,pos1,pos3);
        }
    
    }
    public static void move(char pos1,char pos2){
        System.out.print(pos1+"->"+pos2+" ");
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        hanota(1,'A','B','C');
        System.out.println();
        hanota(2,'A','B','C');
        System.out.println();
        hanota(3,'A','B','C');
        System.out.println();
    }