Java中方法使用详谈

方法的使用

1.方法的基本用法

什么是方法，方法就是一个代码片段，类似于C/C++ 语言中的"函数"。

1.1方法存在的意义:

是能够模块化的组织代码(当代码规模比较复杂的时候).做到代码被重复使用, 一份代码可以在多个位置使用.让代码更好理解更简单.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

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...);

代码示例：实现一个方法实现两个正数相加

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

注意事项：

就目前而言，只要在 main 函数中调用的方法，需要写 public 和 static 这两个关键字。方法定义时, 参数可以没有，如果有，则每个参数都要指定类型。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。方法定义时的参数称为 “形参”, 方法调用时的参数称为 “实参”。方法的定义必须在类之中, java中没有函数声明的概念，所以代码书写在调用位置的上方或者下方均可。

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：计算1！+2！+3！+4！+5！

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!"); int result = 1; for (int i = 1; i <= n; i++) { result *= i; } return result; } } // 执行结果 计算 1 的阶乘中! 计算 2 的阶乘中! 计算 3 的阶乘中! 计算 4 的阶乘中! 计算 5 的阶乘中! sum = 153

使用方法，避免使用二重循环，当然也可以将整个过程都放到一个方法中，让代码更简单清晰。

1.4 实参和形参的关系(重要)

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

那么可以看到，变量a和b的值并没有完成交换。 原因分析： 对于基础类型来说，形参相当于实参的拷贝，即传值调用。

解决方法：

如果目前想要解决这个问题，可以传引用类型参数(例如数组来解决这个问题)。对于数组的使用，现在先做了解，后面我会总结。

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。

代码示例：

class Test { public static void show(int x, int y) { System.out.println("Hello World!"); } public static void main(String[] args) { show(); } } //运行结果： Hello World!

例如刚才的交换两个整数的方法，也是没有返回值的。在使用时要注意方法是否有返回值，如果有则需要用相同类型的变量来接受。

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，这时候我们就用到方法的重载。

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; 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。

2.2 使用重载

代码示例：

class Test { 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; } 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); } }

那么可以看到方法名字都叫add，但是有的add是int相加，有的是double相加，有的计算三个数字相加，所以，对于同一个方法名字，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：

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

那么可以看到，当两个方法的名字相同，参数也相同，但是只有返回值不同的时候，不构成函数重载。

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。 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)！

代码示例：递归求 N 的阶乘

public static int factor(int n) { if (n == 1) { return 1; } return n * factor(n - 1); // factor 调用函数自身 } public static void main(String[] args) { int n = 5; int ret = factor(n); System.out.println("ret = " + ret); } // 执行结果 ret = 120

有了方法递归，可以发现不用使用循环，那么他的过程是怎么执行的，且看下面分析。

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进行。

代码示例：递归求 N 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; } public static void main(String[] args) { int n = 5; int ret = factor(n); System.out.println("ret = " + 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：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); }

代码示例2：递归求 1 + 2 + 3 + … + 10

public static int sum(int num) { if (num == 1) { return 1; } return num + sum(num - 1); }

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 static int sum(int num) { if (num < 10) { return num; } return num % 10 + sum(num / 10); }

代码示例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); }

用递归来求解，可以发现求前几项是非常快速的，但当我们求fib(40)的时候，发现程序运行速度极慢，原因是递归会造成大量的重复运算。 那么有效的解决方法就是利用迭代的方法来求解。

public static int fib(int n) { int f1 = 1; int f2 = 1; int cur = 0; for (int i = 3; i <= n; i++) { cur = f1 + f2; f2 = f1; f1 = cur; } return cur; } //此时可以发现求解fib(40)非常的快，结果是102334155

3.4递归小结

递归是一种重要的编程解决问题的方式。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。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。