函数和数组

1  、 函数

1.1     数的概述

发现不断进行加法运算,为了提高代码的复用性,就把该功能独立封装成一段独立的小程序,当下次需要执行加法运算的时候,就可以直接调用这个段小程序即可,那么这种封装形形式的具体表现形式则称作函数。

练习:把两个整数相加:

public class FunctionDemo1{

       public static void main(String[] args){

              /*

              int a = 4+5;

              System.out.println("a="+a);

              int b = 3+9;

              System.out.println("b="+b);

 

         */

              add(4,5)

       }

       public static int add(int a, int b){

              return a+b;    

       }

}

举例:地铁自动售票机,接收纸币或硬币,返回车票,该售票机具有独立功能,可以理解为函数。有未知内容参与运算(要投币,纸币硬币,多少钱)。有返回值(返回车票)

举例2:手机,手机具备打电话功能,有未知内容(电话号码),键盘是(形参),输入的号码是实际参数。

1.2    函数的格式

修饰符 返回值类型 函数名(参数类型 形式参数1,参数类型 形式参数2,…)

    {

           执行语句;

           return 返回值;

    }

返回值类型: 运行这段程序得出的一个运算结果,结果类型,如果函数没有返回值则用void

来表示该函数没有返回值。

函数名:仅仅是一个标识符,可以随意起名字。

形式参数:是一个变量,用于存储调用函数传递进来的实际参数。

实际参数:传递给形式参数的具体数值。

返回值:返回给调用者。

定义函数:

   1:是否有未知内容参与运算

   2:是否有运算结果(返回值)

案例:获取2个整数中的较大的数。

public static int getMax(int x, int y) {

        int result;

       if (x > y) {

           result= x;

       } else {

           result= y;

       }

return  result;

    }

该方法方法名为:getMax,方法的作用是获取找出两个整数中较大的值。该方法有两个int型参数,:x和y,方法返回两个数中较大的一个。解析:getMax方法

public static 是方法的修饰符

int 是方法的返回值类型

getMax 是方法的方法名

(int x,int y)是参数列表,x和y是形式参数。

{} 花括号内的代码是方法体                                   

return result; result 是返回值。

方法定义完成之后,如何调用一个方法?

函数调用:

    想要使用方法,必须调用它。

public static void main(String[] args) {

       int max = getMax(5, 7);

       System.out.println(max);

}

完整程序一:在main方法中调用getMax()方法,5和7就是给该方法传递的实际参数。如果方法有返回值,可以定义一个变量接收返回值,变量类型和方法返回值类型一致。本例中通过int类型变量max接收了getMax方法的返回值。

这里的getMax(i, j); i和j就是实际参数。

public class Demo6 {

    public static void main(String[] args) {

       int i=5;

       int j=7;

       int max = getMax(i, j);

       System.out.println(i+"和"+j+"的最大值是:"+max);

    }

 

    public static int getMax(int x, int y) {

        int result;

       if (x > y) {

           result= x;

       } else {

           result= y;

       }

return  result;

    }

}

二:上述案例中调用getMax方法,并将结果赋值给了max变量。也可以直接打印getMax()方法的结果。

public class Demo6 {

    public static void main(String[] args) {

       int i=5;

       int j=7;

        //打印方法的结果

       System.out.println(getMax(i, j));

    }

 

    public static int getMax(int x, int y) {

        int result;

       if (x > y) {

           result= x;

       } else {

           result= y;

       }

return  result;

    }

}

注意:main方法是程序的入口由虚拟机调用,方法和方法之间不能嵌套,方法之间通过调用来使用。

方法什么时候执行完毕:

当执行完return语句,或者执行到方法末尾的花括号时方法结束。

该类中包含了两个方法,main方法和getMax方法。main方法由java虚拟机调用,并且main方法的写法是固定的。Main方法可以调用其他方法。

当调用getMax方法时,变量i的值传递给方法中的x,j的值传递给方法中的y,并开始执行getMax方法中的语句,执行return,并返回运算结果。getMax方法运行完毕。

1.3    函数的特点

1、定义函数可以将功能代码进行封装

2、便于对该功能进行复用

3、函数只有被调用才会被执行

4、函数的出现提高了代码的复用性

5、对于函数没有具体返回值的情况,返回值类型用关键字void表示,那么该函数中的return语句如果在最后一行可以省略不写。

注意:

函数中只能调用函数,不可以在函数内部定义函数。

定义函数时,函数的结果应该返回给调用者,交由调用者处理。

函数的返回值void

需求:根据学生考试成绩划分ABCD   A90-100  B80-89 C70-79 D60-69 E0-59,建议成绩使用double。将该程序使用函数定义。

public static void main(String[] args) {

       printGrade(90);

       printGrade(59.5);

    }

 

    public static void printGrade(double score) {

       char grade;

       if (score >= 90.0)

           System.out.println("A");

       else if (score >= 80.0)

           System.out.println("B");

       else if (score >= 70.0)

           System.out.println("C");

       else if (score >= 60.0)

           System.out.println("D");

       else

           System.out.println("E");

 

    }
public static void main(String[] args) {

       getResult(5);

    }

    public static int  getResult(int x){

        System.out.println(return x*8);  

        //调用该函数会报错.缺少返回值类型.

    }

    /*

     * 该方法没有具体的返回值,那么返回值的类型 是不可以写int 了

     * 但是又和函数的格式不符合了,怎么解决?

     * 当函数运算后, 没有具体的返回值时,这时返回值类型用一个特殊的关键字做标志.

     * 该关键字就是void void 表示没有具体的返回值类型.

     * 当函数的返回值类型是void 时,函数中的return语句可以省略不写.

     */

 注意: 函数中只能调用函数,不可以在函数内部定义函数。函数之间是平级的,相互之间是调用的关系.

错误写法

public static void main(String[] args) {

       public static void getResult(int x) {

           System.out.println(x * 8);

           // 主函数,里边嵌套函数。错误!

       }

}

1.4    函数的应用

案例一:画矩形。

/*

      为了提高代码的复用性

      定义一个画矩形的函数

          1、确定函数的运算结果的数据类型,void

          2、确定没有未知参数。

    */

   public static void  draw(int width , int height){

      for(int i = 0 ; i< height ; i++){

          for(int j = 0 ; j < width ; j++){

             System.out.print("*");

          }

          System.out.println();

      }

   }

案例二:两个数字对比是否相等

  /*

       1、确定函数的运算结果的数据类型,boolean

       2、确定没有未知参数。a,b

    */

   public static boolean  equlas(int a , int b){

      /**

      if(a==b){

          return true;

      }else{

          return false;

      }

      **/

      return a==b?true:false;

     

   }

案例三:比较两个数的大小

  /*

   比较两个整数谁大.

   */

   public static int max(int a,int b)

   {

      /*

      if(a>b)

          return a;

      else

          return b;

      */

 

      return a>b?a:b;

   }

函数的使用注意事项:

  1. 函数中只能调用函数,不能定义函数,没有定义函数之前,不能调用函数。
  2. 输出语句只能对有具体返回结果的函数的进行打印。
  3. 返回值类型是void的函数,是不可以被输出语句打印的。
  4. 函数需要实现功能,那么函数只实现所需功能即可,不要实现不需要的功能。

1.5    函数的重载

1、函数重载的定义:在同一个类中,有一个以上的同名函数,只要函数的参数列表或参数类型不一样即可,与返回值无关, 这些统称为方法的重载。

2、函数的重载存在的原因:为了增强方法的阅读性,优化了程序设计。

案例1:九九乘法表

private static void print99() {

      for(int i = 1 ; i<= 9 ; i ++){

          for(int j = 1 ; j<=i ; j++){

             System.out.print(i+"*"+j+"="+(i*j)+" ");

          }

          System.out.println();

      }

   }

练习:判断那个方法是重载

void  show(int  w, double c, char b){}    

void show(int x, char y, double z){}   true       

 void show(int a, double c, char b){}     false  

 

void show(int a, char b){}   true

void show(double c){}   true

double show(int x, char y, double z){}   true  

2   、 数组

概念

同一种类型数据的集合。其实数组就是一个容器。

数组的好处

可以自动给数组中的元素从0开始编号,方便操作这些元素。

格式1:

元素类型[] 数组名 = new 元素类型[元素个数或数组长度]; 示例:int[] arr = new int[5];

格式2:

元素类型[] 数组名 = new 元素类型[]{元素,元素,……}; int[] arr = new int[]{3,5,1,7}; int[] arr = {3,5,1,7};

如果需要存储大量的数据,例如如果需要读取100个数,那么就需要定义100个变量,显然重复写100次代码,是没有太大意义的。如何解决这个问题,Java语言提供了数组(array)的数据结构,是一个容器可以存储相同数据类型的元素,可以将100个数存储到数组中。

1数组的概念

    同一种类型数据的集合。其实数组就是一个容器。运算的时候有很多数据参与运算,那么首先需要做的是什么.不是如何运算而是如何保存这些数据以便于后期的运算,那么数组就是一种用于存储数据的方式,能存数据的地方我们称之为容器,容器里装的东西就是数组的元素, 数组可以装任意类型的数据,虽然可以装任意类型的数据,但是定义好的数组只能装一种元素, 也就是数组一旦定义,那么里边存储的数据类型也就确定了。

2 数组的好处

    存数据和不存数据有什么区别吗?数组的最大好处就是能都给存储进来的元素自动进行编号. 注意编号是从0开始。方便操作这些数据。

例如 学生的编号,使用学号就可以找到对应的学生。

3数组的格式

     元素类型[] 数组名 = new 元素类型[元素个数或数组长度];

示例:int[] arr = new int[5];

案例:

需求: 想定义一个可以存储3个整数的容器

实现:

1声明数组变量

为了使用数组必须在程序中声明数组,并指定数组的元素类型

=左半部分:

    先写左边明确了元素类型 是int ,容器使用数组,那么如何来标识数组?.那么用一个特殊的符号[]中括号来表示。想要使用数组是需要给数组起一个名字的,那么我们在这里给这个数组起名字为x .接着跟上等号。

代码体现: 

int [] x

注意:int x[] 也是一种创建数组的格式。推荐使用int [] x 的形式声明数组。

2创建数组

=右半部分:

要使用一个新的关键字.叫做new。new 用来在内存中产生一个容器实体,数据要存储是需要有空间的,存储很多数据的空间用new 操作符来开辟,new int[3]; 这个3是元素的个数。右边这部分就是在内存中定义了一个真实存在的数组,能存储3个元素。

new int[3] 做了两件事情,首先使用new int[3] 创建了一个数组,然后把这个数组的引用赋值给数组变量x。

int [] x=new int[3];

x 是什么类型?

任何一个变量都得有自己的数据类型。注意这个x 不是int 类型的 。int 代表的是容器里边元素的类型。那么x 是数组类型的。

数组是一种单独的数据类型。数据类型分为2大派,分为基本数据类型和引用数据类型。 第二大派是引用数据类型。那么大家现在已经接触到了引用数据类型三种当中的一种。就是数组类型 [] 中括号就代表数组。

4、int[] arr = new int[5];在内存中发生了什么?

内存任何一个程序,运行的时候都需要在内存中开辟空间.int[] arr = new int[5]; 这个程序在内存中是什么样?这就涉及到了java虚拟机在执行程序时所开辟的空间,那么java开辟启动了多少空间呢?继续学习java的内存结构。

1.    数组的定义

格式1:

元素类型[] 数组名 = new 元素类型[元素个数或数组长度]; 示例:int[] arr = new int[5];

格式2:

元素类型[] 数组名 = new 元素类型[]{元素,元素,……}; int[] arr = new int[]{3,5,1,7}; int[] arr = {3,5,1,7};

注意:给数组分配空间时,必须指定数组能够存储的元素个数来确定数组大小。创建数组之后不能修改数组的大小。可以使用length 属性获取数组的大小。

遍历数组

2.    数组初始化

数组的格式

int[] x = new int[3];        x[0] = 1;        x[1] = 2;

另一种定义:该形式可以直接明确数组的长度,以及数组中元素的内容

int[] x = { 1, 2, 3 };

int[] x=new int[]{1,2,3};

初始化方式1:不使用运算符new int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5 }; int[] arr2 = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5 }; 初始化方式2:      int[] arr3=new int[3]; arr3[0]=1; arr3[1]=5; arr3[2]=6;

如果数组初始化中不使用运算符new。需要注意:下列写法是错误的。

int[] arr; arr={1,2,3,4,5};

此时初始化数组,必须将声明,创建,初始化都放在一条语句中个,分开会产生语法错误。

所以只能如下写:

int[] arr={1,2,3,4,5};

3.    数组遍历

public static void main(String[] args) {        int[] x = { 1, 2, 3 };        for (int y = 0; y < 3; y++) {            System.out.println(x[y]);            // System.out.println("x["+y+"]="+x[y]); 打印效果 x[0]=1;        } // 那么这就是数组的第一个常见操作.遍历     }

数组中有一个属性可以获取到数组中元素的个数,也就是数组的长度. 数组名.length

public static void main(String[] args) {        int[] x = { 1, 2, 3 };        for (int y = 0; y < x.length; y++) {            System.out.println(x[y]);            // System.out.println("x["+y+"]="+x[y]); 打印效果 x[0]=1;        } // 那么这就是数组的第一个常见操作.遍历     }

4.    数组的常见异常

一数组角标越界异常:,注意:数组的角标从0开始。

public static void main(String[] args) {        int[] x = { 1, 2, 3 };        System.out.println(x[3]);        //java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException }

二 空指针异常:

public static void main(String[] args) {        int[] x = { 1, 2, 3 };        x = null;        System.out.println(x[1]);        // java.lang.NullPointerException     }

数组:

什么时候使用数组:当元素较多时为了方便操作这些数组,会先进行来临时存储,所使用的容器就是数组。

特点:

数组长度是固定的。

5.    数组的内存分析

案例分析一:

案例分析二:

6.    数组的常见操作

6.1案例一个数组取出最大值

 /*定义一个获取最大值的功能:

      1、确定结果 :返回值类型 int

      2、未知内容:要获取哪个数组的最大值没有确定,则是数组没有确定

  

   思路:

      1、定义一个变量,记录住数组的比较大的元素。

      2、遍历整个数组,让数组的每一个元素都和该变量进行对比即可。

      3、当变量遇到比它大的元素,则让该变量记录该元素的值,当循环结束时,最大        值产生了

   */

  

   public static int getMax(int[] arr)

   {

      //定义变量记录较大的值,初始化为数组中的任意一个元素。

      int max = arr[0];

 

      for(int x=1; x<arr.length; x++)

      {

          if(arr[x]>max)

             max = arr[x];

      }

      return max;

 

              }

6.2直接排序

案例二:使用直接排序对数组进行排序:

  /*

   选择排序。

   以一个角标的元素和其他元素进行比较。

   在内循环第一次结束,最值出现的头角标位置上。

   */

   public static void selectSort(int[] arr)

   {

      for(int x=0; x<arr.length-1; x++)

      {

          for(int y=x+1; y<arr.length; y++)//为什么y的初始化值是 x+1?       因为每一次比较,

                                   //都用x角标上的元素和下一个元素进       行比较。

          {

             if(arr[x]>arr[y])

             {

                int temp = arr[x];

                arr[x] = arr[y];

                arr[y] = temp;

             }

          }

      }

      }

6.3冒泡排序

案例三:冒泡排序

  /*

   冒泡排序。

   比较方式:相邻两个元素进行比较。如果满足条件就进行位置置换。

   原理:内循环结束一次,最值出现在尾角标位置。

   */

   public static void bubbleSort(int[] arr)

   {

      for(int x=0; x<arr.length-1; x++)

      {

          for(int y=0; y<arr.length-x-1; y++)//-x:让每次参与比较的元减。

                                      //-1:避免角标越界。

          {

             if(arr[y]>arr[y+1])

             {

                int temp = arr[y];

                arr[y] = arr[y+1];

                arr[y+1] = temp;

             }

          }

      }

}

6.4折半查找(二分法)

案例四:

/*

   为了提高查找效率,可使用折半查找的方式,注意:这种查找只对有序的数组有效。

   这种方式也成为二分查找法。

   */

   public static int halfSeach(int[] arr,int key)

   {

      int min,mid,max;

      min = 0;

      max = arr.length-1;

      mid = (max+min)/2;

 

      while(arr[mid]!=key)

      {

          if(key>arr[mid])

             min = mid + 1;

          else if(key<arr[mid])

             max = mid - 1;

         

          if(min>max)

             return -1;

  

          mid = (max+min)/2;

      }

      return mid;

   }

案例五:数组翻转

   /*

   反转其实就是头角标和尾角标的元素进行位置的置换,

   然后在让头角标自增。尾角标自减。

   当头角标<尾角标时,可以进行置换的动作。

   */

   public static void reverseArray(int[] arr)

   {

      for(int start=0,end=arr.length-1; start<end; start++,end--)

      {

          swap(arr,start,end);

      }

   }

   //对数组的元素进行位置的置换。

   public static void swap(int[] arr,int a,int b)

   {

      int temp = arr[a];

      arr[a] = arr[b];

      arr[b] = temp;

           }

3    、 二维数组

Arrays的使用

遍历: toString()    将数组的元素以字符串的形式返回

排序: sort()        将数组按照升序排列

查找: binarySearch()在指定数组中查找指定元素,返回元素的索引,如果没有找到返回(-插入点-1) 注意:使用查找的功能的时候,数组一定要先排序。

二维数组:

     吸烟: 

       没钱       零买   1根                 一个变量

       稍微有钱   一包   一维数组                 20根变量

          很有钱     一条   10包(二维数组)        二维数组

二维数组:实质就是存储是一维数组。

数组定义:

数组类型[][] 数组名 = new 数组类型[一维数组的个数][每一个一维数组中元素的个数];

疑问: 为什么a.length = 3, a[0].length = 4?

数组的初始化:

       静态初始化:

              int [][] a = new int[][]{ {12,34,45,89},{34,56,78,10},{1,3,6,4} };

       动态初始化:

二维数组常见的操作:

  1. 遍历二维数组
  2. 对二维数组求和

class Demo3 {     // 定义一个遍历二维数组的功能函数     public static void printArr2( int [][] a ){        // 1. 拆开二维数组        for ( int i = 0 ; i < a.length ; i++ )        {           // 2. 拆开一维数组获取数据           for ( int j = 0 ; j < a[i].length ; j++ )           {               System.out.print( a[i][j]+" ," );           }        }         }     // 定义一个函数计算二维数组中的元素的累加和     public static long getSum( int [][] a ){        // 0. 定义一个结果变量         long sum = 0L;        // 1. 拆开二维数组        for ( int i = 0 ; i < a.length ; i++ )        {           // 2. 拆开一维数组获取数据           for ( int j = 0 ; j < a[i].length ; j++ )           {               sum+=a[i][j];           }        }        return sum;     }         // 统计二维数组中元素的个数     public static int getDataCount( int [][] a ){        // 0. 记录元素个数        int  count = 0;        // 1. 拆开二维数组        for ( int i = 0 ; i < a.length ; i++ )        {           // 2. 拆开一维数组获取数据           for ( int j = 0 ; j < a[i].length ; j++ )           {               count++;           }        }       return count;     }     public static void main(String[] args)     {               int [][] a = new int[][]{ {23,4,5},{2},{4,5,78,56,90} };        printArr2( a );         System.out.println();        System.out.println("累加和是: "+getSum( a ) );        System.out.println("统计元素个数: "+getDataCount( a ) );        System.out.println("Hello World!");                   } }

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