JAVA基础知识分析③

1.方法的基本用法

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 ".

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 .

1.2 方法定义语法

代码示例 : 实现一个方法实现两个整数相加

// 方法定义
public static 方法返回值 方法名称（[参数类型 形参 ...]){
方法体代码;
[return 返回值];
}
// 方法调用
返回值变量 = 方法名称(实参...);
class Test {
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = 20;
       
       // 方法的调用
int ret = add(a, b);
System.out.println("ret = " + ret);
}
   // 方法的定义
public static int add(int x, int y) {
return x + y;
}
}
// 执行结果
ret = 30

注意事项

1. public 和 static 两个关键字在此处具有特定含义 , 我们暂时不讨论 , 后面会详细介绍 .

2. 方法定义时 , 参数可以没有 . 每个参数要指定类型

3. 方法定义时 , 返回值也可以没有 , 如果没有返回值 , 则返回值类型应写成 void

4. 方法定义时的参数称为 " 形参 ", 方法调用时的参数称为 " 实参 ".

5. 方法的定义必须在类之中 , 代码书写在调用位置的上方或者下方均可 .

6. Java 中没有 " 函数声明 " 这样的概念 .

1.3 方法调用的执行过程

基本规则

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 .

当方法被调用的时候 , 会将实参赋值给形参 .

参数传递完毕后 , 就会执行到方法体代码 .

当方法执行完毕之后 ( 遇到 return 语句 ), 就执行完毕 , 回到方法调用位置继续往下执行 .

一个方法可以被多次调用 .

代码示例 : 实现一个方法实现两个整数相加

class Test {
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!

class Test {
public static void main(String[] args) {
int sum = 0;
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
sum += factor(i);
}
System.out.println("sum = " + sum);
}
public static int factor(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

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

代码示例 : 交换两个整型变量

class Test {
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = 20;
swap(a, b);
System.out.println("a = " + a + " b = " + b);
}
public static void swap(int x, int y) {
int tmp = x;
x = y;
y = tmp;
}
}
// 运行结果
a = 10 b = 20

原因分析

刚才的代码 , 没有完成数据的交换 .

对于 基础类型 来说 , 形参相当于实参的拷贝 . 即 传值调用

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 )

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 .

另外 , 如刚才的交换两个整数的方法 , 就是没有返回值的 .

2. 方法的重载

有些时候我们需要用一个函数同时兼容多种参数的情况 , 我们就可以使用到方法重载 .

2.1 重载要解决的问题

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);
}
}
class Test {
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 .                                ^

那么是不是应该创建这样的代码呢 ?

代码示例

这样的写法是对的 ( 例如 Go 语言就是这么做的 ), 但是 Java 认为 addInt 这样的名字不友好 , 不如直接就叫 add

2.2 使用重载

代码示例

class Test {
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;
}
}
class Test {
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);
double a3 = 10.5;
double b3 = 10.5;
double c3 = 20.5;
double ret3 = add(a3, b3, c3);
System.out.println("ret3 = " + ret3);
}

方法的名字都叫 add. 但是有的 add 是计算 int 相加 , 有的是 double 相加 ; 有的计算两个数字相加 , 有的是计算三个数

字相加 .

同一个方法名字 , 提供不同版本的实现 , 称为 方法重载

2.3 重载的规则

针对同一个类 :

方法名相同

方法的参数不同 ( 参数个数或者参数类型 )

方法的返回值类型不影响重载 .

代码示例

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;
}
}
class Test {
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

当两个方法的名字相同 , 参数也相同 , 但是返回值不同的时候 , 不构成重载 .

3. 方法递归

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 .

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
public static void main(String[] args) {
   int n = 5;
   int ret = factor(n);
   System.out.println("ret = " + ret);
}

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 , 加上日志版本

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

3.3 递归练习

代码示例 1 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 int fib(int n) {
if (n == 1 || n == 2) {
return 1;
}
if (n == 3) {
count++;
}
return fib(n - 1) + fib(n - 2);
}
}

斐波那契数列介绍:http://t.csdnimg.cn/ohdCr