方法的使用

定义在类中

1.方法的使用

1.1 什么是方法

方法就是一个代码片段，类似C语言的函数。

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。

1.2 方法定义

语法格式

// 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];
}

// public static修饰符  void无返回值类型  main方法
 public static void main(String[] args) {
        
    }

总结：

"制作咖啡"就像一个函数，接受食材（参数），执行一系列步骤（代码），最后得到一杯咖啡（返回值）。每次你想喝咖啡时，只需要调用这个“函数”，而不需要每次都重复所有步骤。这样不仅提高了效率，也让整个过程变得更加简单和有条理。

• 函数名称：makeCoffee
• 参数:coffeeBeans（咖啡豆）、water（水）、sugar（糖)、milk（牛奶)
• 返回值：一杯咖啡

3.3书写方法的示例

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（无论是在main方法前还是后，都不需要像c语言那样去调用）

3.4 方法的调用

方法调用

【步骤】1.将定义的方法放入main方法中

2.方法名后面要加（ ）;

3.在括号里给方法传参数

4.传参内容：原方法有几个，传的就要有几个，并且类型不变（如下代码）

为此，传参：①个数匹配，②类型匹配

public class Method{
    // ⽅法的定义
    public static int add(int x, int y) {
        return x + y;
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        //调⽤⽅法
        add(1,2);
    }
}

没有输出，修改后

public class Method{
    // ⽅法的定义
    public static int add(int x, int y) {
        return x + y;
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        //调⽤⽅法
        int ret = add(1,2);
        System.out.println("ret = " + ret);
        
        int ret2 = add(3,4);
        System.out.println("ret2 = " + ret2);
    }
}

注意：

总结：

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.调用方法的时候，需要使用方法名+参数列表的形式进行调用

3.如果方法有返回值，需要接收返回值结果

3.5方法调用的过程

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

第一次调用方法之前

调用方法中×=10y=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×=30y=50

第二次调用方法之后

ret = 80

代码示例：计算 1!+ 2!+ 3!+ 4!+ 5!

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("n的阶数为"+fac(5));
        System.out.println("n的阶数之和为"+facSum(5));
    }

    public static int facSum (int n){
        int sum = 0;
        for (int j = 1; j <= n; j++) {
            sum += fac(j);
        }
        return sum;
    }

    public static int fac (int n) {
        int ret = 1;
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
           ret *= i;
        }
        return ret;
    }

// 执行结果
//n的阶数为120
//n的阶数之和为153

总结：

1.一个方法可以被多次调用

2.使用方法，避免使用二重循环，让代码更简单清晰.

3.6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)=((1+n)*n) / 2

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。

【传值&传址】

Java中都是传值调用，传址调用实际上也是一种传值

方法的调用需要在栈上开辟空间==>栈帧（开辟的空间）

程序开始执行起来先调main方法。为此先给main方法调用一块空间（栈帧），main方法走后会调用add方法，此时给add方法开辟一块空间（栈帧）

关于a和b，假设add方法中定义了a,b，那么add方法中的a，b是局部变量，main方法中是实参，为此不一样。

return代表方法的结束，结束后add方法就会被系统回收掉。 若有其他方法，会继续开辟栈帧在栈的上方，一次次被调用后回收（从上到下），为此main方法最先被调用，也是最后被结束的。

public class TestMethod {
    public static void main(String[] args) {
        //调⽤⽅法
        int ret = getSum(10); // 10是实参,在⽅法调⽤时，形参N⽤来保存10
        System.out.println("ret = " + ret);
    }
    
    public static int getSum(int N) { // N是形参
        return (1+N)*N / 2;
    }
}

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

上述代码进行修改：

public class TestMethod {
    public static void main(String[] args) {
        
        int ret2 = getSum(10.9); // 此时会编译出错
        System.out.println("ret2 = " + ret2);
    }
   
    public static int getSum(int N) { // N是形参
        return (1+N)*N / 2;
    }
}

注意：实参传值给形参，必须做到类型匹配，顺序匹配，个数匹配

经典案例：交换实参的值

public class TestMethod {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 20;
        System.out.println("交换前: a = " + a + " b = " + b);
        swap(a, b);
        System.out.println("交换后: a = " + a + " b = " + b);
    }
    
    public static void swap(int x, int y) {
        int tmp = x;
        x = y;
        y = tmp;
    }
}

// 运⾏结果
交换前: a = 10 b = 20
交换后: a = 10 b = 20

【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。

在Java当中是无法获取栈上的局部变量的地址的，如果要发生实参的交换，我们需要具备类和对象的知识，后续在类和对象之后，会有解答。

3.7关于返回值

方法的返回值是用来接收方法运行之后，需要传递出去的值的。有的方法有返回值，有的方法没有返回值。

如果有返回值的情况下，我们需要注意返回值的数据类型需要匹配。

public class TestMethod {
    public static void main(String[] args) {
        //调⽤⽅法
        int ret = getSum(10); // 10是实参,在⽅法调⽤时，形参N⽤来保存10
        System.out.println("ret = " + ret);
    }
    
    public static int getSum(int N) { // N是形参
        return (1+N)*N / 2;
    }
}

• 该方法getSum返回值是int，需要使用int来进行接收

如果没有返回值，我们需要注意，不能接受该方法返回值，返回值类型为void

class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 20;
        print(a, b);
        //错误做法
        int ret = print(a, b);//编译报错
    }
    
    public static void print(int x, int y) {
        System.out.println("x = " + x + " y = " + y);
    }
}   

返回值可以支持链式表达式：

题目：计算连续数字1到N之间的和，将其计算得到的结果扩大为2倍

public class TestMethod {
    public static void main(String[] args) {
        //调⽤⽅法
        int ret = getSum(10) * 2;
        System.out.println("ret = " + ret);
    }
    
    public static int getSum(int N) { // N是形参
        return (1+N)*N / 2;
    }
}

上述代码中：getSum（10）*2利用了方法的返回值作为新的表达式的一个值参与了运算

总结：

1.返回值在接收过程当中需要匹配

2.没有返回值的情况下，方法的返回值类型为void

3.一个方法是否有返回值需要视情况而定

4.方法重载

【概述】

方法多个数据类型同时使用，就需要用到方法重载。如inta 和 b最后取a+b和，最后的值也是int类型的，若我需要两个小数相加，就需要采用double数据类型，可是方法被调用数据类型需要一致，这时就需要方法重载。

方法的重载：

1.方法名称一样

2.参数列表不一样（个数、数据类型、顺序）

3.返回值 不影响重载

4.1为什么需要方法重载

问题：当既想计算两个整数相加，也想计算两个小数相加的时候，此时会出现参数类型不匹配的情况

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);

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：

• 提供2个方法，分开计算【如果要返回值比较多，就需要不断定义方法名，为此需要方法重载】

public class TestMethod {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 20;
        int ret = addInt(a, b);
        System.out.println("ret = " + ret);
        
        double a2 = 10.5;
        double b2 = 20.5;
        double ret2 = addDouble(a2, b2);
        System.out.println("ret2 = " + ret2);
    }
    
    public static int addInt(int x, int y) {
        return x + y;
    }
    public static double addDouble(double x, double y) {
        return x + y;
    }
}

4.2 方法重载的概念

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。

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

// 注意：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
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);
    }
        
    public static int add(int x, int y) {
        return x + y;
    }
        
    public static double add(int x, int y) {
        return x + y;
    }
}

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

4.3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，构成方法完整的名字。

官方说明： https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se17/html/jls-8.html#jls-8.4.2

public class TestMethod {
    public static int add(int x, int y){  //完整名字：add int int
        return x + y;
    }
    
    public static double add(double x, double y){ //完整名字：add double double
        return x + y;
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        add(1,2);
        add(1.5, 2.5);
    }
}

【方法重载原理】

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：

5.递归

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。

5.1 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

【常见错误】栈溢出

代码示例：递归求N的阶乘

【思路】

public static int factor(int n) {
    if (n == 1) {  //最初总1开始 && 结果最后由1导入，为此判断 n 是否 = 1
    return 1;   //是的话 返回
    }
    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

5.2 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”

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) {
    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

执行过程

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.