【JavaSE】方法的使用

柔情只为你懂 2023-10-14 17:12 28阅读 0赞

#### 方法详解 ####

*  方法概念及使用
 *   *  方法定义
     *  方法调用的执行过程
     *  实参和形参的关系
 *  方法重载
 *   *  为什么需要方法重载
     *  方法重载概念
     *  方法签名
 *  递归
 *   *  生活中的故事
     *  递归的概念
     *  递归执行过程分析
     *  递归练习

## 方法概念及使用 ##

**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。

### 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];
    }

请看下面的示例：  
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;
    	}
    }

【注意事项】

> 1.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。  
> 2.方法名字：采用小驼峰命名。  
> 3.参数列表：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。  
> 4.方法体：方法内部要执行的语句。  
> 5.在java当中，方法必须写在类当中。  
> 6.在java当中，方法不能嵌套定义。  
> 7.在java当中，没有方法声明一说。

### 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  
![在这里插入图片描述][470cea5aa52f47d981a7834fee6df2bb.png]  
【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。

代码示例一： 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

代码示例二： 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) {
        
    		int result = 1;
    		for (int i = 1; i <= n; i++) {
        
    			result *= i;
    		}
    		return result;
    	}
    }

使用方法，避免使用二重循环，让代码更简单清晰。

### 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) = ( 1 + n ) ∗ n 2 \\frac\{(1+n)\*n\}\{2\} 2(1\+n)∗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。  
**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);
    	}
    }

## 方法重载 ##

### 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;
    	}
    }

上面的代码会编译出错，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？

### 方法重载概念 ###

在自然语言中，经常会出现“一词多义”的现象，比如：“好人”。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;
    	}
    }

**注意方法重载：**  
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。  
两个方法如果仅仅只是返回值类型不同，是不能构成重载的。

### 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.  
![在这里插入图片描述][01079c4edbcd49a19d472137425bcf35.jpeg]  
方法签名中的一些特殊符号说明：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>特殊字符</th> 
   <th>数据类型</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>V</td> 
   <td>void</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Z</td> 
   <td>boolean</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>C</td> 
   <td>char</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>B</td> 
   <td>byte</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>S</td> 
   <td>short</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>I</td> 
   <td>int</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>J</td> 
   <td>long</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>F</td> 
   <td>float</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>D</td> 
   <td>double</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>[</td> 
   <td>数组(以[开头，配合其他的特殊字符，表述对应数据类型的数组，几个[表述几维数组)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>L</td> 
   <td>引用类型，以L开头，以;结尾，中间是引用类型的全类名</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 递归 ##

### 生活中的故事 ###

从前有坐山，山上有座庙，庙里有个老和尚给小和尚将故事，讲的就是：  
"从前有座山，山上有座庙，庙里有个老和尚给小和尚讲故事，讲的就是：  
“从前有座山，山上有座庙…”  
“从前有座山……”  
![在这里插入图片描述][da066402256a4f8f842357448680571c.png]  
上面故事的特征：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。

### 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
    }

### 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”。  
请看下面的代码：

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

**执行过程图**  
![在这里插入图片描述][9675e8173e2d4ea6a5257e6400ae09d8.jpeg]  
程序按照序号中标识的 (1) -> (8) 的顺序执行

### 递归练习 ###

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);
    }

递归求 1 + 2 + 3 + … + 10

public static int sum(int num) {
        
    	if (num == 1) {
        
    		return 1;
    	}
    	return num + sum(num - 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 num) {
        
    	if (num < 10) {
        
    		return num;
    	}
    	return num % 10 + sum(num / 10);
    }

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);
    }

[470cea5aa52f47d981a7834fee6df2bb.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/470cea5aa52f47d981a7834fee6df2bb.png
[01079c4edbcd49a19d472137425bcf35.jpeg]: https://img-blog.csdnimg.cn/01079c4edbcd49a19d472137425bcf35.jpeg
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