【JavaSE】Java方法的使用

【本节目标】

1. 掌握方法的定义以及使用

2. 掌握方法传参

3. 掌握方法重载

4. 掌握递归

目录

1.方法概念及使用

1.1什么是方法(method)

[1.2 方法定义](#1.2 方法定义)

[1.3 方法调用的执行过程](#1.3 方法调用的执行过程)

[1.4 实参和形参的关系](#1.4 实参和形参的关系)

[2. 方法重载](#2. 方法重载)

[2.1 为什么需要方法重载](#2.1 为什么需要方法重载)

[2.2 方法重载概念](#2.2 方法重载概念)

[3. 递归](#3. 递归)

[3.1 生活中的故事](#3.1 生活中的故事)

[3.2 递归的概念](#3.2 递归的概念)

[3.3 递归执行过程分析](#3.3 递归执行过程分析)

[3.4 递归练习](#3.4 递归练习)

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1.方法概念及使用

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(不要背, 重在体会):

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

方法语法格式

比如：实现一个两个整数相加的方法

public static int add(int x,int y){
        return x+y;
}

写一个方法，检测一个年份是否为闰年

public static boolean isLeapYear(int year) {
        if ((year % 3 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0)) {
            return true;
        }
        return false;
}

【注意事项】

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

1.3 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

【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: 计算 1! + 2! + 3! + 4! + 5!

public class Test {
    //求n的阶乘
    public static int fac(int n) {
        int ret = 1;
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            ret *= i;
        }
        return ret;
    }
    //求阶乘和
    public static int facSum(int k){
        int sum = 0;
        for (int i = 1; i <= k; i++) {
            sum+=fac(i);
        }
        return sum;
    }
    public static void main(String[] args) {
        int ret = facSum(5);
        System.out.println(ret);
    }
}

1.4 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) =

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。**

再比如：

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

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 = 10
main: a = 10 b = 20

可以看到，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。

【原因分析】

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

【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

2. 方法重载

2.1 为什么需要方法重载

仍然以之前的加法函数为例子：

public class Test{
    public static int addInt(int a, int b){
        return a+b;
    }
    public static void main(String[] args){
        int x = 10;
        int y = 20;
        int ret = addInt(x,y);
        System.out.println(ret);
    }
}

这串代码是可以正常运行的，但是有一个局限，那就是当我们是实参不是int类型的数据时，程序就会出错：

由于参数类型不匹配, 所以不能直接使用现有的 add 方法.

2.2 方法重载概念

在Java中，方法重载（Method Overloading）是指在同一个类中可以存在多个同名的方法，但它们的参数列表不同。通过方法重载，可以根据传入的不同参数来调用不同的方法实现，提供了更灵活和方便的方式来处理不同的情况。

方法重载的规则如下：

• 方法名称必须相同。
• 方法参数列表必须不同，可以通过参数的个数、类型或顺序进行区分。

方法重载与返回值类型是否相同无关

两个方法如果仅仅只是因为返回值类型不同，是不能构成重载的

下面是一个示例来说明方法重载的概念：

public class MyClass {
    public static void main(String[] args) {
        int sum1 = addNumbers(2, 3);
        double sum2 = addNumbers(2.5, 3.8);
        int sum3 = addNumbers(1, 2, 3);
        
        System.out.println("Sum1: " + sum1);
        System.out.println("Sum2: " + sum2);
        System.out.println("Sum3: " + sum3);
    }
    
    public static int addNumbers(int a, int b) {
        return a + b;
    }
    
    public static double addNumbers(double a, double b) {
        return a + b;
    }
    
    public static int addNumbers(int a, int b, int c) {
        return a + b + c;
    }
}

3. 递归

3.1 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......" "

上面的两个故事有个共同的特征：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。

3.2 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

3.3 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".

public class Test{
    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;
    }
}

执行过程图

程序按照序号中标识的 (1) -> (8) 的顺序执行

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.

3.4 递归练习

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 class Test {
    public static void print(int n) {
        if (n >= 10) {
            print(n / 10);
        }
        System.out.print(n % 10 + " ");
    }
    public static void main(String[] args) {
        print(1234567);
    }
}

代码示例2 递归求 1 + 2 + 3 + ... + 10

public class Test {
    public static int sum(int n) {
        if(n==1){
            return 1;
        }
        return n + sum(n-1);
    }
    public static void main(String[] args) {
        int ret = sum(10);
        System.out.println(ret);
    }
}

代码示例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 class Test {
    public static int add(int n) {
        if (n < 10) {
            return n;
        }
        return n % 10 + add(n / 10);
    }
    public static void main(String[] args) {
        int ret = add(12345);
        System.out.println(ret);
    }
}