【JAVA】带你认识java方法|java中的方法&方法中的重载和递归

傷城~ 2023-10-14 08:31 39阅读 0赞

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> **内容分享：本期将会对JAVA语言进行一个初步大致的讲解~**

# JAVA方法的定义与使用及理解 #

## 什么是Java中的方法 ##

方法就是一个代码片段. 和C 语言中的 "函数"特别像。它在Java中的作用大家可以理解为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.

比如：现在要开发一款计算器，在计算器中经常要判断两个数相加

public static void main(String[] args) {
            int a = 10;
            int b = 20;
            int sum = a + b;
            System.out.println(sum);
        }

这上面的代码也可以用java中方法来定义，使用起来更加方便。

## 方法的定义 ##

> **方法语法格式** 
> 
> 修饰符 返回值类型 方法名称(\[参数类型 形参 ...\])\{  
> 方法体代码;  
> \[return 返回值\];  
> \}

**这里举个栗子**：实现一个方法，将两数相加

public static int sum(int x, int y) {
            return x + y;
        }
        public static void main(String[] args) {
            int a = 10;
            int b = 20;
    //        int sum = a + b;
            System.out.println(sum(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

## 方法调用的执行过程 ##

**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：**

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

举个栗子：两数相加

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;
    }
    }

再举一个栗子：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;
        }
    }

这里使用方法,我们可 避免使用多次重复, 要计算使用这个方法，可以让代码更简单清晰

## 形参和实参的关系 ##

方法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

public static int add(int a, int b){
    return a + b;
    } a
    dd(2, 3); // 2和3是实参，在调用时传给形参a和b

这就好比榨汁机一样，实参就是我们要放入的水果，形参就是机器要放水果的那个位置，它可以放多种水果，看你选择，炸出的果汁，就是我们return的值。

![61e1dacc97e24b78a32ef3e601443ea0.png][]

**这里要注意一个点：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。这和C语言是不一样的，它可以传指针，Java是不可以的，它没有指针。**

举个栗子：

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

通过运行代码我们可以知道，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。对于基础类型来说, 形参相当于实参的拷贝. 即 传值调用**

**解决办法**

我们可以使用数组来解决：

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

## void类型的方法 ##

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

举个栗子：

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 #

## 方法重载的意义 ##

直接上代码：

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

我们发现由于参数类型不匹配, 所以不能直接使用现有的 add 方法.那在没有重载的方法下，我们只能暴力的写上多个不同的代码：

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;
    }
    }

这样的确可以解决问题，但是捏不好的地方是：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，这里就需要用到我们方法重载的知识了。

## 什么是方法重载 ##

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，比如给女孩子们表白时被拒绝，人家说：你是个好人，很优秀，但是我还不想谈恋爱。嘿嘿，这里的好人和优秀就变成了贬义词了。

在Java中方法也是可以重载的。**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;
    }
    }

**这里需要注意：**

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)

编译器在编译代码时候呢，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，所以你不用担心它不知道用哪个函数啦，编译器很智能的~

## 方法签名 ##

这可不是明星给你签名的签名哦~

大家可以思考一下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

这里就是用到了方法签名，**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**

举个栗子：

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);
    }
    }

上面的代码就是经过编译之后，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

![4c09f1f35e794ac7b0e1d887b775e8e1.png][]  
方法签名中的特殊符号：

# ![fb6e243f5ff24004b1889281bf2ac4e8.png][]   递归 #

关于递归的一个好玩的叫法叫做：套娃，要是你玩的不好，就变成了无限套娃了，出也出不来。

![1e152438f1cb462b8dc5033410b333a9.png][]![183864d1b9614fb995a9b51fcbb0eeb0.png][]

上面的两个图片有个共同的特征，就是自身中又包含了自己，该种思想在数学和编程中非常用，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，这就是递归的解决办法。

## 什么是递归 ##

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：

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.

那么递归公式: 求 N! N! => N \* (N-1)!

递归需要注意的两个地方：

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

举个栗子：

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;
    } r
    eturn n * factor(n - 1); // factor 调用函数自身
    }

## 递归调用的执行过程 ##

要理解清楚递归, 我们要先理解清楚 "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"，这里以上面那个代码为例，画图给大家分析一波：

![b301dd7b31b4474fb87de18743f653d5.png][]

程序就是按照途中的红线和紫线顺序执行的.

这里有一个栈的知识点：

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.

我们借助 IDEA 很容易看到调用栈的内容

## 练习 ##

下面有几个递归练习的题目，大家有兴趣可以练习一下：

递归求 1 + 2 + 3 + ... + 10

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

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;
    } r
    eturn num % 10 + sum(num / 10);
    }

求斐波那契数列的第 N 项

递归版

public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            System.out.println(fib(6));
        }
        public static int fib(int n) {
            if(n==1 || n==2)
                return 1;
            return fib(n-1) + fib(n-2);
        }

迭代版

迭代版的效率比递归高很多，尽量用迭代来求fib

public static void main(String[] args) {
            System.out.println(fib2(6));
        }
        public static int fib2(int n) {
            if(n==1 || n==2) {
                return 1;
            }
            int flg1 = 1;
            int flg2 = 1;
            int flg3 = 0;
            int i = 3;
            while(i<=n) {
                flg3 = flg1 + flg2;
                flg1 = flg2;
                flg2 = flg3;
                i++;
            }
            return flg3;
        }

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