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JavaSE——方法的使用

15 人参与  2023年04月05日 13:29  分类 : 《随便一记》  评论

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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;    }

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