目录
一、方法的概念及使用
1、什么是方法(method)
2、方法定义
3、方法调用的执行过程
4、实参和形参的关系
二、方法重载
1、为什么需要方法重载
2、方法重载概念
3、方法签名
三、递归
1、递归的概念
2、递归执行过程分析
3、递归练习
一、方法的概念及使用
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 .
2、方法定义
// 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:
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
在学完方法的定义后,我们接下来便是要学会如何调用方法,那么方法的调用过程是怎么样的呢?
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
main里面的是叫实参,方法里面的叫形参,不仅我main里面传到方法里面的类型要愿意
//返回的时候,类型也要一样,通过利用我们的返回值,去实现
注意:
1、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 .
2、一个方法可以被多次调用
两个小练习:
public static void main8 (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
public static void main9 (String[]args){ int a = 10; int b = 20; System.out.println("第一次调用方法之前"); int ret = add2(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 = add2(30, 50); System.out.println("第二次调用方法之后"); System.out.println("ret = " + ret); } public static int add2 ( int x, int y){ System.out.println("调用方法中 x = " + x + " y = " + y); return x + y; }
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
方法调用,每次都在栈上开辟空间,到达return方法结束,栈帧结束,每个方法都有独立的空间
4、实参和形参的关系
在我们学习C语言的时候,便了解过形参与实参之间的关系及其重要性,那么现在我们将学习在Java中实参和形参的关系
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10getSum(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;}add(2, 3); // 2和3是实参,在调用时传给形参a和b
在这两段代码中,都是将实参传递到方法中的实参内,通过方法完成运算并返回数值
在我们学习实参和形参的关系的时候,就不得不提一提经典案例:交换两个数的值
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 = 10main: a = 10 b = 20
我们可以发现,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。这是为什么呢?
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
java种无法取到栈上的内存,所以我们现在可以用数组来传
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
二、方法重载
1、为什么需要方法重载
我们先来看一段代码:
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double ret2 = add(a2, b2);
我们可以看到:由于参数类型不匹配 , 所以不能直接使用现有的 add 方法 .
当我们想求两个int类型的数相加的时候,我们可以定义一个方法add来完成,如果想要做到实现两个浮点型的数相加,我们也可以定义一个方法add2,由此类推,我们可以一直定义到addn,但是此时使用方法的程序员就遇到困难了,毕竟这么多功能相同但参数类型不同的方法,她该如何记住呢?
因此在Java中,便有了方法重载,利用方法重载,我们可以将所有功能为将数值相加的方法都命名为add,为程序员减少了很多不必要的工作量。
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 。
例如下面这段代码便是运用了方法重载:
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
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:
三、递归
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 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 ".
我们现在来进一步理解一下阶乘的递归实现
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 = 120ret = 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
先熟悉几个循环
计算1/1-1/2+1/3-1/4....+1/99-1/100
public static void main1(String[] args) { double sum = 0; int flg = 1; for (int i = 1; i < 101; i++) { sum = sum + flg * 1*1.0/i; flg = -flg; } System.out.println(sum); }
打印x图形——————i和j相等实话或者i+j=n-1时候为星号,其他为空格
public static void main2(String[] args) { Scanner scanner = new Scanner(System.in); while (scanner.hasNextInt()) { int n = scanner.nextInt(); for (int i = 0; i < n; i++) { for (int j = 0; j < n; j++) { if(i == j || (i+j) == n-1) { System.out.print("*"); }else { System.out.print(" "); } } System.out.println(); } } }
用方法求最大值,还要重方法
public static void main3(String[] args) { Scanner scanner = new Scanner(System.in); int a = scanner.nextInt(); int b = scanner.nextInt(); int c = scanner.nextInt(); int num = max(a,b); System.out.println(num); } public static int max(int a,int b) { return a>b?a:b; } public static int max(int a,int b,int c) { int ret = (a>b?a:b); return ret > c ? ret : c; }
输入密码
public static void main4(String[] args) { login(); } public static void login() { Scanner scanner = new Scanner(System.in); int count = 3;//最多输入三次 while (count != 0) { System.out.println("请输入你的密码,你有 "+count+"次机会: "); String password = scanner.nextLine(); //判断字符串不能直接用相等,password.equals("123456")这样才是判断的 if(password.equals("123456")) { System.out.println("密码正确!"); break; }else { count--; System.out.println("密码有误,你还有 "+count+"次机会!刚刚输入的密码是:"+password); } } }
真正递归
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 main5(String[] args) { print1(123); print2(123); } public static void print1(int num) { while (num != 0) { System.out.println(num%10); num /= 10; }
不用递归
public static void print2(int num) { if(num <= 9) { System.out.println(num); return; } print2(num/10); System.out.println(num%10); }
递归求 1 + 2 + 3 + ... + 10
public static int sum1(int num) { if(num == 1) { return num; } return num + sum1(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 sum2(int n) { if(n <= 9) { return n; } return sum2(n/10)+n%10; }
求斐波那契数列的第 N 项
public static void main6(String[] args) { System.out.println(fib(1)); System.out.println(fib(2)); System.out.println(fib(3)); System.out.println(fib(4)); System.out.println(fib(5));} public static int fib(int n) { if(n == 1 ) { return 0; } if(n == 2) { return 1; } return fib(n-1)+fib(n-2); }
当我们进行到40的时候,发现重复的有很多很多,所以我们加个count
public static void main7(String[] args) { System.out.println(fib(40)); System.out.println(count); } public static int count = 0; // 这个是类的成员变量. 后面会详细介绍到. public static int fib2(int n) { if(n == 1 ) { return 0; } if(n == 2) { count++; return 1; } return fib2(n-1)+fib2(n-2); }
但是递归太慢了,我们要用循环来写
public static int fib3(int n) { if(n == 1 ) { return 0; } if(n == 2) { return 1; } int f1 = 0; int f2 = 1; int f3 = -1; for (int i = 3; i <= n; i++) { f3 = f1+f2; f1 = f2; f2 = f3; } return f3; }