JavaSE语法系列——第五节-方法的使用（函数）

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.

比如：现在要开发一款日历，在日历中经常要判断一个年份是否为闰年，则有如下代码：

int year = 1900; 
if((0 == year % 4 && 0 != year % 100) || 0 == year % 400){ 
System.out.println(year+"年是闰年"); 
}else{System.out.println(year+"年不是闰年"); }

那方法该如何来定义呢？

1.2 方法定义

方法语法格式

示例一：实现一个函数，检测一个年份是否为闰年

示例二: 实现一个两个整数相加的方法

【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

代码示例1 计算两个整数相加

public class Method {
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

代码示例: 计算 1! + 2! + 3! + 4! + 5!

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(重要)

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 = 10main: 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】


可以看到, 对 x 和 y 的修改, 不影响 a 和 b.
【解决办法】: 传引用类型参数 (例如数组来解决这个问题)

这个代码的运行过程, 后面学习数组的时候再详细解释.

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

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，没有时返回值类型必须写成void

代码示例

2. 方法重载(参数类型，个数，顺序)

2.1 为什么需要方法重载

由于参数类型不匹配, 所以不能直接使用现有的 add 方法.
一种比较简单粗暴的解决方法如下：

上述代码确实可以解决问题，但不友好的地方是：需要提供许多不同的方法名，而取名字本来就是让人头疼的事情。那能否将所有的名字都给成 add 呢？

2.2 方法重载概念

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。

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

2.3 方法签名

就是在编译的时候，把方法名会 改写成

######## 方法全路径名+参数列表+返回值


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：


方法签名中的一些特殊符号说明：

3. 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)!

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

3.2 递归执行过程分析

每一次执行到一部分的时候，去执行另一个

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

代码示例: 递归求 N 的阶乘

执行过程图

程序按照序号中标识的 (1) -> (8) 的顺序执行.

调用栈

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)

代码示例2 递归求 1 + 2 + 3 + … + 10

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

代码示例4 求斐波那契数列的第 N 项

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.
######## 注意 f（3）就执行了 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

此时程序的执行效率大大提高了.

作业

1. 求和的重载

2. 求1!+2!+3!+4!+…tn!的和

3. 找出出现一次的数字

4. 求最大值方法的重载

5. 求 N 的阶乘