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:
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:
1.3 方法调用的执行过程
基本规则:
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:
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
总结