- 1.方法的基本用法
- 1.1什么是方法
- 1.2方法定义语法
- 1.3方法调用执行过程
- 1.4实参和形参的关系
- 1.5 没有返回值的方法
- 2.方法的重载
- 2.1 重载要解决的问题
- 2.3 重载的规则
- 3. 方法递归
- 3.1递归的概念
- 3.2 递归执行过程分析
- 3.3 递归练习
- 3.4 递归小结
1.方法就是一个代码片段. 类似于 C 语言中的 “函数”.
2.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.基本语法
// 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...);
2.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;
// 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
3.注意事项：
(1)public 和 static 两个关键字在此处具有特定含义;
(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.基本规则
(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)当方法被调用的时候, 会将实参赋值给形参.
(3)参数传递完毕后, 就会执行到方法体代码.
(4)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.
(5)一个方法可以被多次调用.
2.代码示例
(1)计算两个整数相加:
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
(2)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1.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
2.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.
int a = 10; int b = 20; int x = a; int y = b; int tmp = x; x = y; y = tmp;
可以看到, 对 x 和 y 的修改, 不影响 a 和 b.
3.解决办法: 传引用类型参数 (例如数组来解决这个问题)
class Test {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {10, 20};
swap(arr);
System.out.println("a = " + arr[0] + " b = " + arr[1]);
}
public static void swap(int[] arr) {
int tmp = arr[0];
arr[0] = arr[1];
arr[1] = tmp;
}
}
// 运行结果
a = 20 b = 10
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。
1.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);
}
}
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1.代码示例：
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.
正确的写法：
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);
}
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;
}
}
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.
2.同一个方法名字, 提供不同版本的实现, 称为 方法重载。
1.针对同一个类:
(1)方法名相同;
(2)方法的参数不同(参数个数或者参数类型);
(3)方法的返回值类型不影响重载;
2.代码示例:
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1.一个方法在执行过程中调用自身, 就称为 “递归”.
2.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)!
3.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
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”.
1.代码示例：递归求 N 的阶乘, 加上日志版本
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
2.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.
1.代码示例：
(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 print(int num) {
if (num > 9) {
print(num / 10);
}
System.out.println(num % 10);
}
(2)递归求 1 + 2 + 3 + … + 10:
public static int sum(int num) {
if (num == 1) {
return 1;
}
return num + sum(num - 1);
}
(3) 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);
}
(4)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);
}
当我们求 fib(40) 的时候发现, 程序执行速度极慢. 原因是进行了大量的重复运算.
class Test {
public static int count = 0; // 这个是类的成员变量. 后面会详细介绍到.
public static void main(String[] args) {
System.out.println(fib(40));
System.out.println(count);
}
public static int fib(int n) {
if (n == 1 || n == 2) {
return 1;
}
if (n == 3) {
count++;
}
return fib(n - 1) + fib(n - 2);
}
}
// 执行结果
102334155
39088169 // fib(3) 重复执行了 3 千万次
可以使用循环的方式来求斐波那契数列问题, 避免出现冗余运算.
public static int fib(int n) {
int last2 = 1;
int last1 = 1;
int cur = 0;
for (int i = 3; i <= n; i++) {
cur = last1 + last2;
last2 = last1;
last1 = cur;
}
return cur;
}
此时程序的执行效率大大提高了.
3.4 递归小结1.递归是一种重要的编程解决问题的方式.
2.有些问题天然就是使用递归方式定义的(例如斐波那契数列, 二叉树等), 此时使用递归来解就很容易.
3.有些问题使用递归和使用非递归(循环)都可以解决. 那么此时更推荐使用循环, 相比于递归, 非递归程序更加高效.
