java—方法(第五天)

2024-09-23 11:17:47 浏览数 (1)

我们先来学习一下方法是什么

一、方法概述

1.1 方法是什么

方法是一种语法结构,它可以把一段代码封装成一个功能,以便重复调用。这句话什么意思呢?意思是,把一段功能代码围在一起,别人都可以来调用它。

下图是方法的完整格式

我们看一个需求,比如现在张工、李工两个人都需要求两个整数的和。不使用方法,代码如下。

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// 1、李工。
int a = 10;
int b = 20;
int c = a b;
System.out.println("和是:"   c);


// 2、张工。
int a1 = 10;
int b1 = 20;
int c1 = a1 b1;
System.out.println("和是:"   c1);

阅读上面的代码,我们不难发现。两次求和的代码中,除了求和的数据不一样,代码的组织结构完全一样。

像这种做相同事情的代码,就可以用方法进行封装。需要用到这段代码功能时,让别人调用方法就行。代码如下

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//目标:掌握定义方法的完整格式,搞清楚使用方法的好处。
public class MethodDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 需求:假如现在很多程序员都要进行2个整数求和的操作。
        // 1、李工。
        int rs = sum(10, 20);
        System.out.println("和是:"   rs);

        // 2、张工。
        int rs2 = sum(30, 20);
        System.out.println("和是:"   rs2);
    }

    public static int sum(int a,int b) {
        int c = a   b;
        return c;
    }
}

1.2 方法的执行流程

当调用一个方法时,执行流程,按照下图中标注的序号执行。

① 通过sum方法名找到sum方法

② 把10传递给方法中的参数a

③ 把20传递给方法中的参数b;

④ 执行方法中的代码,此时`int c=a b;`; 相当于 `int c = 10 20`; c的值为30

`return c` 的含义是,把c的结果返回给调用处。 也就是调用sum方法的结果为30,

学习完方法的执行流程之后,下面有几个注意事项需要我们写代码时注意一下。

1.3 定义方法的注意点

  1. 方法的修饰符:暂时都使用public static 修饰。(目前看做是固定写法,后面是可以改动的)
  2. 方法申明了具体的返回值类型,内部必须使用return返回对应类型的数据。
  3. 形参列表可以有多个,甚至可以没有; 如果有多个形参,多个形参必须用“,”隔开,且不能给初始化值。

1.4 使用方法的好处

最好,我们总结一下,用方法有什么好处,可以归纳为下面2点:

  1. 提高了代码的复用性,提高了开发效率。
  2. 让程序的逻辑更清晰。

如下图所示:写好一个方法之后,每一个人都可以直接调用,而不用再重复写相同的代码。所以是提高了代码的复用性,不用写重复代码,自然也提高了开发效率。

那么让程序的逻辑更加清晰,是如何体现的呢? 比如,我们后期会用所学习的技术,做一个ATM系统,ATM系统中有查看账户、存钱、取钱、修改密码等功能,到时候我们可以把每一个功能都写成一个方法。如下图所示,这样程序的逻辑就更加清晰了。

好了,关于方法是什么,以及方法的基本使用就学习到这里。

总结一下

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1.什么是方法?
    答:方法是一种语法结构,它可以把一段代码封装成一个功能,以便重复调用
2.方法的完整格式是什么样的?
    //格式如下:
    修饰符  返回值类型  方法名( 形参列表 ){
        方法体代码(需要执行的功能代码)
           return 返回值;
    }
3.方法要执行必须怎么办?
    必须调用才执行; 
    //调用格式:
    方法名(...);

4.使用方法有什么好处?
    答:提高代码的复用性,提高开发效率,使程序逻辑更清晰。

二、方法的其他形式

各位同学,刚才我们学习了定义完整格式的方法。但是实际开发中,需要按照方法解决的实际业务需求,设计出合理的方法形式来解决问题。

实际上设计一个合理的方法,需要重点关注下面两点

设计一个合理的方法的原则如下:

  • 如果方法不需要返回数据,返回值类型必须申明成void(无返回值申明), 此时方法内部不可以使用return返回数据。
  • 方法如果不需要接收外部传递进来的数据,则不需要定义形参,且调用方法时也不可以传数据给方法。
  • 没有参数,且没有返回值类型(void)的方法,称为值无参数、无返回值方法。此时调用方法时不能传递数据给方法。

接下来我们看几个案例代码,练习根据实际需求定义出合理的方法

需求1:写一个方法,打印3个"Hello World"

分析:需求已经非常明确,打印的是3个HelloWorld,在方法中直接循环3次就可以完成需求。不需要外部给方法传递数据,所以不需要参数。

需求2:写一个方法,打印若干个"Hello World",具体多少个,有调用者指定

分析:需求不明确打印HelloWorld的个数,而是需要调用者指定。也就是说,调用者调用方法时需要给方法传递打印HelloWorld的个数。那么定义方法时,就需要写一个参数,来接收调用者传递过来的个数。

三、方法使用常见的问题

各位同学,自己第一次写方法时,或多或少会可能会出现一些问题。下面把使用方法时,常见的问题整理一下。

目的是让同学们,以后写方法时避免出现这些问题。一旦出现这些问题,要知道是什么原因。

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- 1. 方法在内种没有先后顺序,但是不能把一个方法定义在另一个方法中。

- 2. 方法的返回值类型写void(无返回申明)时,方法内不能使用return返回数据,
    如果方法的返回值类型写了具体类型,方法内部则必须使用return返回对应类型的数据。

- 3. return语句的下面,不能编写代码,属于无效的代码,执行不到这儿。

- 4. 方法不调用就不会执行,  调用方法时,传给方法的数据,必须严格匹配方法的参数情况。

- 5. 调用有返回值的方法,有3种方式:
     ① 可以定义变量接收结果 
     ② 或者直接输出调用,
     ③ 甚至直接调用;

- 6. 调用无返回值的方法,只有1种方式: 只能直接调用。

四、方法的案例

4.1 方法案例1

按照需求:定义方法如下

代码语言:java复制
/*
分析:
    需要求1~n的和,由于n不确定是多少,所以就把n写成形式参数,n的具体值由调用者指定。
    在方法中把n当做一个确定的数据来使用就行。
*/
public static int add(int n){
    int sum = 0;
    for (int i = 1; i <= n; i  ) {
        // i = 1 2 3 ... n
        sum  = i;
    }
    return sum;
}

定义好方法之后,在main方法中调用

代码语言:java复制
public static void main(String[] args) {
    int rs = add(5);
    System.out.println("1-5的和是:"   rs); //15

    int rs = add(6);
    System.out.println("1-6的和是:"   rs); //21
}

4.2 方法案例2

按照需求:定义方法如下

代码语言:java复制
/*
分析:
    需求中,是要判断一个数是奇数还是偶数,但是并没有明确说,是哪一个数。
    也就是说这个数可能是奇数,也可以能是偶数,是一个能够变化的数。
    把这个数写成方法的形式参数,就可以达到这个目的。因为调用方法时,调用者可以给传递      奇数,也可以传递偶数。
*/
public static void judge(int number){
    if(number % 2 == 0){
        System.out.println(number   "是一个偶数!");
    }else {
        System.out.println(number   "是一个奇数!");
    }
}

定义好方法之后,在main方法中调用

代码语言:java复制
public static void main(String[] args) {
    judge(7); //调用后打印:7是一个奇数
    judge(8); //调用后打印:8是一个偶数
}

五、方法在计算机中的执行原理

各位同学,刚才我们已经写了好几个方法并成功调用了。但是不知道同学们奇不奇怪一个问题。方法在计算机的内存中到底是怎么干的呢?

为了让大家更加深刻的理解方法的执行过程,接下来,给同学们讲一下方法在计算机中的执行原理。理解方法的执行原理,对我们以后知识的学习也是有帮助的。

我们知道Java程序的运行,都是在内存中执行的,而内存区域又分为栈、堆和方法区。那Java的方法是在哪个内存区域中执行呢?

答案是栈内存。 每次调用方法,方法都会进栈执行;执行完后,又会弹栈出去。

方法进栈和弹栈的过程,就类似于手枪子弹夹,上子弹和击发子弹的过程。最后上的一颗子弹是,第一个打出来的;第一颗上的子弹,是最后一个打出来的。

假设在main方法中依次调用A方法、B方法、C方法,在内存中的执行流程如下:

  • 每次调用方法,方法都会从栈顶压栈执行没执行
  • 每个方法执行完后,会从栈顶弹栈出去

5.1 有返回值的方法,内存分析

下面我们分析一下,求两个整数和的代码,在内存中的执行原理。

代码语言:java复制
public class MethodDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int rs = sum(10, 20);
        System.out.println(rs);
    }
    public static int sum(int a, int b ){
        int c = a   b; 
        return c;  
    }
}

如下图所示:以上代码在内存中的执行过程,按照①②③④⑤⑥⑦的步骤执行.

5.2 无返回值的方法,内存分析

刚才我们分析的是有有参数有返回值的方法内存原理。下面再分析一个无返回值、无参数的内存原理。

代码语言:java复制
public class Demo2Method {
    public static void main(String[] args) {
        study();
    }

    public static void study(){
        eat();
        System.out.println("学习");
        sleep();
    }
    public static void eat(){
        System.out.println("吃饭");
    }

    public static void sleep(){
        System.out.println("睡觉");
    }
}

总结一下

代码语言:java复制
1.方法的运行区域在哪里?
    答:栈内存。

2.栈有什么特点?方法为什么要在栈中运行自己?
    答:先进后出。保证一个方法调用完另一个方法后,可以回来继续执行。

六、方法参数的传递机制

各位同学,刚才我们学习了方法运行的原理,相信大家对方法的运行过程有更加深刻的认识。但是方法参数的传递过程还需要,还需要进一步学习一下。

因为我们刚才演示的一些方法中传递的参数都是基本类型,实际上参数还可以是传递引用类型。接下来,学习一下当参数是基本类型时、和参数是引用类型时的区别。

先记住一个结论:Java的参数传递机制都是:值传递

所谓值传递:指的是在传递实参给方法的形参的时候,传递的是实参变量中存储的值的副本。 同学们肯定想知道,形参是什么?实参又是什么呢? 请看下面这个张图

6.1 参数传递的基本类型数据

接下来,看一下方法参数传递是基本类型数据时,内存中是怎么执行的。

我们把参数传递的结论再复习一下:Java的参数传递机制都是:值传递,传递的是实参存储的值的副本。

6.3 参数传递的是引用数据类型

接下来,看一下方法的参数是引用类型的数据时,内存中是怎么执行的。

我们发现调用change方法时参数是引用类型,实际上也是值传递,只不过参数传递存储的地址值。此时change方法和main方法中两个方法中各自有一个变量arrs,这两个变量记录的是同一个地址值[I@4c873330,change方法把数组中的元素改了,main方法在访问时,元素已经被修改了。

总结一下:

代码语言:java复制
1.基本类型和引用类型的参数在传递的时候有什么不同?
    = 都是值传递
    - 基本类型的参数传递存储的数据值。
    - 引用类型的参数传递存储的地址值。

七、方法参数传递案例

7.1 方法参数传递案例1

代码语言:java复制
需求:输出一个int类型的数组内容,要求输出格式为:[11, 22, 33, 44, 55]。

分析:
     1.方法是否需要接收数据进行处理?
         方法要打印int类型数组中的元素,打印哪一个数组需求并不明确;
        所以可以把int数组写成参数,让调用者指定

     2.方法是否需要返回数据?
         方法最终的目的知识打印数组中的元素。
         不需要给调用者返回什么,所以不需要返回值,返回值类型写void

     3.方法内部的业务:遍历数组,并输出相应的内容

代码如下

代码语言:java复制
public class MethodTest3 {
    public static void main(String[] args) {
        // 目标:完成打印int类型的数组内容。
        int[] arr = {10, 30, 50, 70};
        printArray(arr);

        int[] arr2 = null;
        printArray(arr2);

        int[] arr3 = {};
        printArray(arr3);
    }

    /*
        参数:int[] arr表示要被打印元素的数组,需要调用者传递
    */
    public static void printArray(int[] arr){
        if(arr == null){
            System.out.println(arr); // null
            return; // 跳出当前方法
        }

        System.out.print("[");
        // 直接遍历接到的数组元素
        for (int i = 0; i < arr.length; i  ) {
            if(i == arr.length - 1){
                System.out.print(arr[i]);
            }else {
                System.out.print(arr[i]   ", ");
            }
        }
        System.out.println("]");
    }
}

7.2 方法参数传递案例2

代码语言:java复制
需求:比较两个int类型的数组是否一样,返回true或者false

分析:
    1.方法是否需要接收数据进行处理?
        因为,方法中需要两个int数组比较,但是需求并不明确是哪两个数组;
        所以,需要接收两个int类型的数组,形参声明为:int[] arr1,int[] arr2 

     2.方法是否需要返回数据?
         因为,方法最终的结果需要true或者false;
        所以,返回值类型是boolean

    3. 方法内部的业务:判断两个数组内容是否一样。

代码如下

代码语言:java复制
public class MethodTest4 {
    public static void main(String[] args) {
        // 目标:完成判断两个int类型的数组是否一样。
        int[] arr1 = {10, 20, 30};
        int[] arr2 = {10, 20, 30};
        System.out.println(equals(arr1, arr2));
    }

    /*
        参数:
            int[] arr1, 参与比较的第一个int数组
            int[] arr2  参与比较的第二个int数组
        返回值:
            返回比较的结果true或者false
    */
    public static boolean equals(int[] arr1, int[] arr2){
        // 1、判断arr1和arr2是否都是null.
        if(arr1 == null && arr2 == null){
            return true; // 相等的
        }

        // 2、判断arr1是null,或者arr2是null.
        if(arr1 == null || arr2 == null) {
            return false; // 不相等
        }

        // 3、判断2个数组的长度是否一样,如果长度不一样,直接返回false.
        if(arr1.length != arr2.length){
            return false; // 不相等
        }

        // 4、两个数组的长度是一样的,接着比较它们的内容是否一样。
        // arr1 = [10, 20, 30]
        // arr2 = [10, 20, 30]
        for (int i = 0; i < arr1.length; i  ) {
            // 判断当前位置2个数组的元素是否不一样,不一样直接返回false
            if(arr1[i] != arr2[i]){
                return false; // 不相等的
            }
        }
        return true; // 两个数组是一样的。
    }
}

八、方法重载

接下来,我们学习一个开发中很重要的一个方法的形式——叫方法重载。

所谓方法重载指的是:一个类中,出现多个相同的方法名,但是它们的形参列表是不同的,那么这些方法就称为方法重载了。

我们在这里要能够认识,哪些是重载的方法。

下面案例中有多个test方法,但是参数列表都不一样,它们都是重载的方法。调用时只需要通过参数来区分即可。

代码语言:java复制
public class MethodOverLoadDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 目标:认识方法重载,并掌握其应用场景。
        test();
        test(100);
    }

    public static void test(){
        System.out.println("===test1===");
    }

    public static void test(int a){
        System.out.println("===test2==="   a);
    }

    void test(double a){

    }

    void test(double a, int b){
    }

    void test(int b, double a){
    }

    int test(int a, int b){
        return a   b;
    }
}

我们认识了方法重载,那么方法重载有哪些应用场景呢?

一般在开发中,我们经常需要为处理一类业务,提供多种解决方案,此时用方法重载来设计是很专业的。

比如,我们现在看一个案例

代码语言:java复制
需求:开发武器系统,功能需求如下:
    可以默认发一枚武器。
    可以指定地区发射一枚武器。
    可以指定地区发射多枚武器。

上面的几个需求中,不管以什么样的方式发武器,其实最终的目的都是发武器。

所以我们可以设计几个名称相同的方法,这样调用者调用起来就不用记那么多名字了

代码如下:

代码语言:java复制
public class MethodTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 目标:掌握方法重载的应用场景。
        fire();
        fire("岛国2");
        fire("米国", 999);
    }

    public static void fire(){
        fire("岛国");
    }

    public static void fire(String country){
        fire(country, 1);
    }

    public static void fire(String country, int number){
        System.out.println("发射了"   number   "枚武器给"   country);
    }
}

总结一下:

代码语言:java复制
1.什么是方法重载?
    答:一个类中,多个方法的名称相同,但它们形参列表不同。
2.方法重载需要注意什么?
    - 一个类中,只要一些方法的名称相同、形参列表不同,那么它们就是方法重载了,
      其它的都不管(如:修饰符,返回值类型是否一样都无所谓)。

    - 形参列表不同指的是:形参的个数、类型、顺序不同,不关心形参的名称。

3、方法重载有啥应用场景?
    答:开发中我们经常需要为处理一类业务,提供多种解决方案,此时用方法重载来设计是很    专业的。

九、return单独使用

各位同学,关于方法的定义,我们还剩下最后一种特殊用法,就是在方法中单独使用return语句,可以用来提前结束方法的执行。

如,下面的chu方法中,当除数为0时,就提前结束方法的执行。

代码语言:java复制
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("开始");
        chu(10 , 0);
        System.out.println("结束");
    }

    public static void chu(int a , int b){
        if(b == 0){
            System.err.println(“您的数据有误!!不执行!!”);
            return; // 直接跳出并结束当前chu方法的执行
        }
        int c = a / b;
        System.out.println("除法结果是:" c); 
    }
}

今天的课程就到此结束了

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