1、方法的概念和使用

1.1、什么是方法

方法（method）是程序中最小的執(zhí)行單元，類似于 C語言中的函數(shù)，方法存在的意義：

1. 是能夠模塊化的組織代碼(當代碼規(guī)模比較復(fù)雜的時候).
2. 做到代碼被重復(fù)使用, 一份代碼可以在多個位置使用.
3. 讓代碼更好理解更簡單.
4. 直接調(diào)用現(xiàn)有方法開發(fā), 不必重復(fù)造輪子

注意：

• 方法必須先創(chuàng)建才可以使用，該過程稱為方法定義。
• 方法創(chuàng)建后并不是直接可以運行的，需要手動使用后，才執(zhí)行，該過程稱為方法調(diào)用

1.2、方法的定義

方法定義語法格式：

//方法定義
修飾符 返回值類型 方法名稱(參數(shù)類型1 形參1,參數(shù)類型2 形參2...){方法體代碼;[return 返回值];
}

類比main函數(shù)：public static void main(String[] args)，其中void是返回值類型；main是方法名稱；String[] args是參數(shù)類型和形參。

例子：

判斷閏年

1、能被4整除且不能被100整除的是閏年

2、能被400整除的是閏年

//判斷閏年方法
public static  boolean isLeapYear(int year){if((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0)){System.out.println(year+"是閏年");return true;}else{System.out.println(year+"不是閏年");return false;}
}

【注意事項】

1. 修飾符：現(xiàn)階段直接使用public static 固定搭配
2. 返回值類型：如果方法有返回值，返回值類型必須要與返回的實體類型一致，如果沒有返回值，必須寫成void
3. 方法名字：采用小駝峰命名（首字母小寫，后續(xù)單詞首字母大寫）
4. 參數(shù)列表：如果方法沒有參數(shù)，()中什么都不寫，如果有參數(shù)，需指定參數(shù)類型，多個參數(shù)之間使用逗號隔開
5. 方法體：方法內(nèi)部要執(zhí)行的語句
6. 在java當中，方法必須寫在類當中
7. 在java當中，方法不能嵌套定義
8. 在java當中，沒有方法聲明一說，方法只有先定義，才能調(diào)用。
9. 方法的返回值類型是void時，可以省略return；但是也可以寫，后面不加數(shù)據(jù)即可。

1.3、方法調(diào)用的執(zhí)行過程

方法的調(diào)用方式：

方法名(參數(shù)1,參數(shù)2,...);

調(diào)用過程：

1. 調(diào)用方法方法名(參數(shù)1,參數(shù)2,...);
2. 傳遞參數(shù)，注意參數(shù)的數(shù)量與類型必須與方法定義中的設(shè)置相匹配，否則程序?qū)箦e 。
3. 找到方法地址
4. 執(zhí)行被調(diào)方法的方法體
5. 被調(diào)方法結(jié)束返回
6. 回到主調(diào)方法繼續(xù)往下執(zhí)行。

例子：

public class Test01 {//判斷閏年方法public static boolean isLeapYear(int year){if((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0)){System.out.println(year+"是閏年");return true;}else{System.out.println(year+"不是閏年");return false;}}public static void main(String[] args) {Scanner scan = new Scanner(System.in);System.out.println("請輸入年份：");int year = scan.nextInt();//方法的調(diào)用boolean ret = isLeapYear(year);}
}

在其他函數(shù)中去調(diào)用方法時的參數(shù)稱為實際參數(shù)（實參）即上述main函數(shù)中的boolean ret = isLeapYear(year);這句代碼中year，在方法定義中的參數(shù)稱為形式參數(shù)（形參）即上述isLeapYear方法中的public static boolean isLeapYear(int year)這句代碼的year。
【注意事項】

• 定義方法的時候，不會執(zhí)行方法的代碼，只有調(diào)用時才會執(zhí)行。
• 一個方法可以多次調(diào)用。

例子：

計算 1! + 2! + 3! + 4! + 5!

//求階乘
public static int fac(int n){if(n == 1 || n == 0){return 1;}else {return n * fac(n - 1);}
}
public static void main(String[] args) {//計算 1! + 2! + 3! + 4! + 5!int sum = 0;for (int i = 1; i <= 5 ; i++) {sum += fac(i);}System.out.println(sum);
}

1.4、實參和形參的關(guān)系

1. 形參：方法定義中的參數(shù)
   1. 等同于規(guī)定了變量定義的格式。
2. 實參：方法調(diào)用中的參數(shù)
   1. 等同于使用變量或常量。

形參只是拿到了實參的值，形參的名字可以隨意取，對方法沒有影響；形參和實參的名字也可以相同。

方法放在main前或者后都可以，與 C語言不同（自頂向下編譯）。在 java 中，實參的值永遠都是賦值到形參中，形參和實參本質(zhì)是兩個實體。

例子1：

//交換兩個數(shù)值
public static void swap(int x, int y){int tmp =x;x = y;y = tmp;
}public static void main(String[] args) {int a = 10,b = 20;System.out.println("交換前："+ a +" "+b);swap(a,b);System.out.println("交換后："+ a +" "+b);
}

【運行結(jié)果】

交換前：10 20
交換后：10 20

【分析】
實參a和b是main方法中的兩個變量，其分配的內(nèi)存空間在main方法的棧(一塊特殊的內(nèi)存空間)中，而形參x和y是swap方法中的兩個變量，x和y的內(nèi)存空間在swap方法運行時的棧中，因此：實參a和b 與 形參x和y是兩個沒有任何關(guān)聯(lián)性的變量，在swap方法調(diào)用時，只是將實參a和b中的值拷貝了一份傳遞給了形參x和y，因此對形參x和y操作不會對實參a和b產(chǎn)生任何影響。
對于基本數(shù)據(jù)類型來說，形參相當于實參的拷貝，即傳值調(diào)用。

【解決辦法】

傳引用數(shù)據(jù)類型參數(shù)（如數(shù)組）因為引用數(shù)據(jù)類型在內(nèi)存中存儲的是地址值，指向在堆內(nèi)存中申請的一片內(nèi)存。

例子2：

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;}
}// 運行結(jié)果
arr[0] = 20 arr[1] = 10

2、方法重載

2.1、為什么需要方法重載

首先，如果我們定義一個函數(shù)add()實現(xiàn)兩個整數(shù)的相加，但后面如果想實現(xiàn)兩個浮點數(shù)的相加時，會因為參數(shù)的數(shù)據(jù)類型的不同導致報錯。

例子1：

只有我們重新寫一個方法，定義形參的數(shù)據(jù)類型是double的方法才能實現(xiàn)，但是這種形式的缺點就是需要命名不同的方法名，并且容易記憶混亂，那么可以直接使用同一個方法名嗎？由此引出方法重載。

2.2、方法重載概念

在日常交流中，一個詞語如果有多重含義，比如：喜歡，情侶之間說喜歡與子女對父母說喜歡，這個詞語的含義是不同的，這個時候我們可以認為該詞語含義被重載，具體代表什么意思就需要結(jié)合具體的場景。

java 中，如果多個方法的方法名相同，參數(shù)列表不同，與返回值無關(guān)，則稱這幾種方法被重載了。

其中參數(shù)列表不同包括：個數(shù)不同，類型不同，順序不同。

例子：

之后調(diào)用該方法時通過 IDEA 會有提示，根據(jù)需要傳入的實參類型，選擇相應(yīng)的方法。

【注意事項】

• 方法名必須相同。
• 參數(shù)列表必須不同（參數(shù)個數(shù)/參數(shù)類型/參數(shù)的次序）。
• 多個方法必須定義在同一個類中。
• 與返回值類型是否相同無關(guān)。
• 如果僅僅因為返回值類型不同，是不能構(gòu)成重載的。
• 
• 編譯器在編譯代碼時，會對實參類型進行推演，根據(jù)推演的結(jié)果來確定調(diào)用哪個方法。

2.3、方法簽名（了解）

在同一個作用域中不能定義兩個相同名稱的標識符，但是在類中可以定義方法名相同的方法。

是因為有方法簽名的存在。

方法簽名即是：經(jīng)過編譯器編譯修改之后方法最終的名字。具體方式：方法全路徑名+參數(shù)列表+返回值類型，構(gòu)成方法完整的名字。每一個方法都有簽名。

將編寫的代碼經(jīng)過編譯后，會生成.class文件，在該文件所在的目錄下打開命令行窗口，輸入javap -v 字節(jié)碼文件名即可

例子：

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);}
}

生成的字節(jié)碼文件：

方法簽名中的一些特殊符號說明：

3、遞歸

3.1、遞歸的概念

一個方法在執(zhí)行過程中調(diào)用自身，就稱為“遞歸”。遞歸相當于數(shù)學的“數(shù)學歸納法”，有一個起始條件，然后有一個遞推公式。

遞歸條件：將原問題劃分成其子問題，子問題。

3.2、遞歸練習

按順序打印一個數(shù)字的每一位(例如 123打印出 1 2 3 )

public class Test03 {//按順序打印一個數(shù)字的每一位(例如 1234 打印出 1 2 3 4)public static void print(int n){if(n > 9){print(n / 10);}System.out.print(n % 10+" ");}public static void  main(String[] args) {print(123);}
}

【分析】

遞歸求 1 + 2 + 3 + … + 10

//遞歸求 1 + 2 + 3 + ... + 10
public static int fac(int n){if(n == 1){return 1;}else{return n+fac(n-1);}
}

寫一個遞歸方法，輸入一個非負整數(shù)，返回組成它的數(shù)字之和.

例如，輸入 1729, 則應(yīng)該返回1+7+2+9，它的和是19

public static int sum(int n){while(n > 9){return n % 10 + sum(n/10);}return n % 10;
}

求斐波那契數(shù)列第 n 項

第一項從 1 開始：1 1 2 3 5 8…

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

非遞歸：

if(n == 1){return 1;
}
if(n == 2){return 1;
}
int n1 = 1;
int n2 = 1;
int n3 = 0;
while(n > 2){n3 = n1 + n2;n1 = n2;n2 = n3;n--;
}
return n3;

第 1 項從 0 開始 ：0 1 1 2 3 5 8

public static int fib(int n){if(n == 1){return 0;}if(n == 2){return 1;}return fib(n-1)+fib(n-2);
}

非遞歸：

if(n == 1){return 0;
}
if(n == 2){return 1;
}
int n1 = 0;
int n2 = 1;
int n3 = 0;
while(n > 2){n3 = n1 + n2;n1 = n2;n2 = n3;n--;
}
return n3;

遞歸求解漢諾塔問題

有3根柱子，A，B，C；A柱上放N個盤子，上面小，下面大

問題：

把A柱上所有盤子挪到C柱上（可以借助B柱）

過程中：所有柱子上的盤子，也要下面大，上面小，且一次只能移動一個盤子。

// 定義一個方法用于解決漢諾塔問題
public static void hanoi(int n, char source, char auxiliary, char target){// 如果只有一個圓盤，直接將其從源柱移動到目標柱if (n == 1) {System.out.println("Move disk 1 from "+source+" to "+target);return;}// 先將 n - 1 個圓盤從源柱借助目標柱移動到輔助柱hanoi(n - 1, source, target, auxiliary);// 再將第 n 個圓盤從源柱移動到目標柱System.out.println("Move disk "+ n +" from "+source+" to "+target);// 最后將 n - 1 個圓盤從輔助柱借助源柱移動到目標柱hanoi(n - 1, auxiliary, source, target);
}

分析：

1. 把n-1個盤子從源柱子借助目標柱子移動到輔助柱子。
2. 把第n個盤子從源柱子移動到目標柱子。
3. 把n-1個盤子從輔助柱子借助源柱子移動到目標柱子。

時間復(fù)雜度：O(2<sup>n</sup>)

---

如n=4時，

將上面 3 個盤子從源柱 A 借助目標柱 C 移動到輔助柱 B：

將第 4 個盤子從源柱 A 移動到目標柱 C：

將輔助柱 B 上的 3 個盤子借助源柱 A 移動到目標柱 C