《JavaSE》---8.＜基础语法（Java方法的定义详解&方法的递归）＞

用户11288958

发布于 2024-09-24 14:50:15

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发布于 2024-09-24 14:50:15

本篇博客主要讲解Java基础语法中的方法的定义详解，方法的调用执行过程，方法形参和实参的关系，方法的重载，方法签名，方法的递归，递归过程的剖析，以及递归的代码练习

大家好，本人是普通一本的在校大学生一枚，目前在学习java。之前也学了一段时间，但是没有发布博客。本人现在已经大二结束了，开学就大三了，时间过的真的很快。我会利用好这个暑假，来复习之前学过的内容，并整理好之前写过的博客进行发布。如果博客中有错误或者没有读懂的地方。热烈欢迎大家在评论区进行讨论！！！喜欢我文章的兄弟姐妹们可以点赞，收藏和评论我的文章。喜欢我的兄弟姐妹们以及也想复习一遍java知识的兄弟姐妹们可以关注我呦，我会持续更新滴，并且追求完整。望支持！！！！！！一起加油呀！！！！

语言只是工具，不能决定你好不好找工作，决定你好不好找工作的是你的能力！！！！！

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一、简单方法的剖析

java中的方法，其实就是c语言中所说的函数。

方法的存在的意义如下。（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.

1.1方法的定义

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]; }

代码示例1：

实现两个整数相加的方法

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

代码示例2：

实现一个函数，检测一个年份是否为闰年

    public static boolean isLeapYear(int year){
        if((0 == year % 4 && 0 != year % 100) || 0 == year % 400){
            return true;
        }else{
            return false;
        }
    }

1.2对于方法的详细说明

1. 修饰符：

创建一个方法，我们首先是去定义这个方法的访问修饰符。现阶段直接使用public static 固定搭配（public static意思就是这个方法可以被所有类访问，并且这个方法是属于类的，而不是实例。可以不创建对象的实例而直接被类调用。），其实修饰符还有许多。如下表格。大家简单了解即可。随着学习的深入。我们会一一理解。

2. 返回值类型：

接下来就是这个方法的返回值类型。到时候我们可以使用变量来接收这个返回值。

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

下表是所有返回值类型。大家简单了解。

3. 方法名字：

接下来就是方法名字。

我们采用小驼峰命名，一般便于理解这个方法是干什么的，我们使用对应的英文组合来定义方法名字。比如两数相加我们使用add作为方法名。判断是否是闰年我们使用isLeapYear来作为方法名。

4. 参数列表：

在方法名后面，紧跟着就是参数列表。

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。参数的定义与变量的定义是一样的。

5. 方法体：

用{}包裹。方法内部要执行的语句

注意事项：

java中，方法必须写在类当中
java中，方法不能嵌套定义
java中，没有方法声明一说

1.3 方法调用的执行过程

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

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1：

计算两个整数相加

public class Main {
        public static void main(String[] args) {
            int a = 10;
            int b = 20;
            int ret = add(a, b);
            System.out.println("ret = " + ret);

            ret = add(30, 50);
            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;
        }
}

我们在Main类中创建了add方法。这个方法是公共的，并且属于类，可以被直接调用。我们在主方法中调用了add方法，并且用ret来接收add方法的返回值。并通过println方法来打印出变量ret的值。

代码示例2：

计算 1! + 2! + 3! + 4! + 5!

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int sum = 0;
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            sum += fac(i);
        }
        System.out.println("sum = " + sum);
    }

    public static int fac(int n) {
        System.out.println("计算 n 的阶乘中n! = " + n);
        int result = 1;
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            result *= i;
        }
        return result;
    }
}

1.4 实参和形参的关系(重点)

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

Java中方法的形参就相当于自变量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。

实参

是实际传递给方法的值，当你调用一个方法并提供数据时，这些数据会对应到方法的形参位置。

代码示例1：

两数之和

public static int add(int a, int b){    //a和b是形参
    return a + b;
}
add(2, 3);   // 2和3是实参，在调用时传给形参a和b

//a和b是形参 // 2和3是实参，在调用时传给形参a和b

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2：

交换变量a和b

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

我们发现我们创建的swap方法并没有把a和b交换成功。只是把内部的形参x和y的值进行了交换

原因分析

实参a和b是main方法中的两个变量，放置在main方法的栈中。形参x和y是swap方法中的两个变量，放置在swap方法运行时的栈中。 因此：实参a和b 与形参x和y其实是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：

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) 数组在下一文章会被讲解到。

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

我们发现，通过定义一个数组。开始arr[0] = 10、arr[1] = 20 我们定义一个swap方法。传入数组arr的地址。在内部我们将arr[0]与arr[1]进行交换结果arr[0] = 20、arr[1] = 10

注：我们定义的数组的变量就是引用类型。类似于c语言中的地址。而java中不存在地址的修改。

1.5方法的重载

方法的重载其实就是多个方法名相同，参数列表不同，则称这几个方法重载了。可以理解会同一个方法被重新载入了不同的参数。但实际上我们定义了多个方法。只是参数列表不同。

代码示例：

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;
 }
}

我们定义了多个add方法，他们的返回值可以相同，也可以不同，方法名相同。参数列表不同。我们可以根据我们的需要，传入不同类型的参数。来实现我们的需求。

总结

方法的重载 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

后面我们会学习方法的重写，大家要区别开方法的重载和方法的重写。

1.6 方法签名

这其实是一个相对比较陌生的概念。即便我们学完了java语法，数据结构等等知识。因为这是跟编译器有关的概念。我们提出这样一个问题：在同一个作用域中不能定义两个相同名称的标识符。 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？

要回答这个问题，就与方法签名有着很大的关系。

方法签名的概念

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+返回值类型，构成方法完整的名字。

代码示例：

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

我们通过这个代码，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

我们就可以看到如下内容。

方法签名中的一些

特殊符号说明：

二、方法的递归

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. 求 N! , 直接不好求, 可以把问题转换成递归公式: N! => N * (N-1)!

递归的两个必要条件：

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. 需要有递归出口

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) {
    if (n == 1) {
        return 1;
   }
    return n * factor(n - 1); // factor 调用函数自身
}
 
// 执行结果
ret = 120

执行过程图

程序按照序号中标识的 (1) -> (8) 的顺序执行.

我们尤其是要理解 "方法执行结束之后, 回到调用位置继续往下执行".

也就是如上图，从第五步开始往后。

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.

三、递归练习

练习1（例如 1234 打印出 1 2 3 4）

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);
}

练习2（递归求 1 + 2 + 3 + ... + 10）

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

练习3（输入 1729, 则应该返回 1+7+2+9，它的和是19）

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);
}

练习4（求斐波那契数列的第 N 项）

斐波那契数列简介

public static int ﬁb(int n) {
    if (n == 1 || n == 2) {
        return 1;
   }
    return ﬁb(n - 1) + ﬁb(n - 2);
}

当我们求 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. 因此使用递归虽然代码很少看起来更简单，实际上开销很大
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.

public static int ﬁb(int n) {
    int last2 = 1;
    int last1 = 1;
    int cur = 0;
    for (int i = 3; i <= n; i++) {
        cur = last1 + last2;
        last2 = last1;
        last1 = cur;
   }
    return cur;
}