06-方法

06-方法

  • 6.1 引言
    • 方法可以用于定义可重用的代码以及组织和简化编码。
  • 6.2 定义方法
    • 方法的定义由方法名称、参数、返回值类型以及方法体组成。
    • 定义方法的语法如下所示： 
      修饰符   返回值类型    方法名（参数列表）{
//方法体;
}
    • 方法头是指方法的修饰符、返回值类型、方法名和方法的参数。
    • 方法可以返回一个值。有些方法只是完成某些要求的操作，而不返回值。在System.exit、System.out.println方法中返回值类型也是void。如果方法有返回值，则称为带返回值的方法，否则就称这个方法为void方法。
    • 定义在方法头中的变量称为形式参数或者简称为形参。参数就像是占位符。当调用方法时，就给参数传递一个值，这个值称为实际参数或者实参。参数列表指明方法中参数的类型、顺序和个数。方法名和参数列表一起构成方法签名。参数是可选的，也就是方法可以不包含参数。
    • 为使带返回值的方法能返回一个结果，必须要使用带关键字return的返回语句。执行return语句时方法终止。
    • 在其他语言中，方法称为过程或函数。这些语言中，带返回值的方法称为函数，返回值类型是void的方法称为过程。
    • 在方法头中，需要对每一个参数进行单独的数据类型声明。
    • 定义是指被定义的项是什么，而声明通常是指被声明的项分配内存来存储数据。
  • 6.3 调用方法
    • 为了之用方法，必须使用它。根据方法是否有返回值，调用方法有两种途径。
    • 如果方法返回一个值，对方法的调用通常就当做一个值处理。
    • 如果方法返回void，对方法的调用必须是一条语句。
    • 在Java中，带返回值的方法也可以当做语句调用。这种情况下，函数调用者只需要忽略返回值即可。虽然很少这么做，但是如果调用者对返回值不感兴趣，这样也是允许的。
    • 当调用一个方法时，程序控制就转移到被调用的方法。当执行完return语句或执行到表示方法结束的右括号时，被调用的方法将程序控制返还给调用者。 
      package chapter06;

public class TestMax {
    public static void main(String[] args){
        int i = 5;
        int j = 2;
        int k = max(i,j);
        System.out.println("The maximum of " + i + " and " + j + " is " + k);
    }
    public static int max(int num1,int num2) {
        int result;
        if (num1 > num2)
            result = num1;
        else
            result = num2;
        return result;
    }
}
    • 方法能够带来代码的共享和重用。除了可以在TestMax中调用max方法，还可以在其他类中调用他。如果创建了一个新类，可以通过使用“类名.方法名”来调用max方法。
    • 每当调用一个方法时，系统会创建一个活动记录（也称活动框架），用于保存方法中的参数和变量。活动记录置于一个内存区域中，称为调用栈。调用栈也称为执行栈、运行时栈，或者一个机器栈，常简称为栈。当一个方法调用另一个方法时，调用者的活动记录保持不变，一个新的活动记录被创建用于被调用的新方法。一个方法结束运行返回到调用者，其相应的活动记录也被释放。
    • 调用栈以后进先出的方式来保存活动记录。
  • 6.4 void方法与返回值方法
```java
package chapter06;

public class TestVoidMethod {
    public static void main(String[] args){
        System.out.print("The grade is ");
        printGrade(78.5);
        System.out.print("The grade is ");
        printGrade(59.5);
    }
    public static void printGrade(double score){
        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('F');
        }
    }
}

```
```java
package chapter06;

public class TestReturnGradeMethod {
    public static void main(String[] args){
        System.out.print("The grade is " + getGrade(78.5));
        System.out.print("\nThe grade is " + getGrade(59.5));
    }
    public static char getGrade(double score){
        if (score >= 90.0)
            return 'A';
        else if (score >= 80.0)
            return 'B';
        else if (score >= 70.0)
            return 'C';
        else if (score >= 60.0)
            return 'D';
        else 
            return 'F';
    }
}

```
- return语句对于void方法不是必须的，但他能用于方法并返回到方法的调用者。他的语法是：
    ```java
    return;
    ```
- 这种用法很少，对视对于改变void方法中的正常流程控制是很有用的。

  • 6.5 按值传参

    • 调用方法的时候是通过传值的方式将实参传递给形参的。
    • 方法的最强大之处在于他处理参数的能力。调用方法时，需要提供参数，他们必须与方法签名中所对应的形参次序相同。这称为参数顺序匹配。
    • 实参必须与方法签名中定义的形参在次序和数量上匹配，在类型上兼容。类型兼容是指不需要经过显式的类型转换，实参的值就可以传递给形参。
    • 当调用参数的方法时，实参的值传递给形参，这个过程称为按值传递。如果实参是变量而不是字面值，则将该变量的值传递给形参。无论形参在方法中是否改变，该变量都不受影响。 
      package chapter06;

public class Increment {
    public static void main(String[] args){
        int x = 1;
        System.out.println("Before the call,x is " + x);
        increment(x);
        System.out.println("After the call,x is " + x);
    }
    public static void increment(int n){
        n++;
        System.out.println("n inside the method is " + n);
    }
}


      package chapter06;

public class TestPassByValue {
    public static void main(String[] args){
        int num1 = 1;
        int num2 = 2;
        System.out.println("Before invoking the swap method,num1 is " + num1 + "and num2 is " + num2);
        swap(num1,num2);
        System.out.println("After invoking the swap method,num1 is " + num1 + "and num2 is " + num2);
    }
    public static void swap(int n1,int n2){
        System.out.println("\tInside the swap method");
        System.out.println("\t\tBefore swapping, n1 is " + n1 + "and n2 is " + n2);
        int temp = n1;
        n1 = n2;
        n2 = temp;
        System.out.println("\t\tAfter swapping, n1 is " + n1 + "and n2 is " + n2);
    }
}

  • 6.6 模块化代码

    • 模块化的代码是的代码易于维护和调试，并且是的代码可以被调用。 
      package chapter06;

import java.util.Scanner;

public class GreatestCommonDivisorMethod {
    public static void main(String[] args){
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        System.out.print("Enter first integer: ");
        int n1 = input.nextInt();
        System.out.print("Enter second integer: ");
        int n2 = input.nextInt();
        System.out.println("The greatest common divisor for " + n1 + " and " + n2 + " is " + gcd(n1,n2));
    }
    public static int gcd(int n1,int n2){
        int gcd = 1;
        int k = 2;
        while (k <= n1 && k <= n2){
            if (n1 % k == 0 && n2 % k == 0)
                gcd = k;
            k++;
        }
        return gcd;
    }
}
    • 通过将求最大公约数的代码封装在一个方法中，这个程序就具备以下几个优点：
      • 1、他将计算最大公约数的问题和main方法中的其他代码分隔开，这样做会使得逻辑更加清晰而且程序的可读性更强。
      • 2、将计算最大公约数的错误限定在gcd方法中，这样就缩小了调试的范围。
      • 3、现在，其他程序可以重复使用gcd方法。
    package chapter06;

public class PrimeNumberMethod {
    public static void main(String[]  args){
        System.out.println("The first 50 prime numbers are \n");
        printPrimeNumbers(50);
    }
    public static void printPrimeNumbers(int numberOfPrime){
        final int NUMBER_OF_PRIME_PER_LINE = 10;
        int count = 0;
        int number = 2;
        while (count < numberOfPrime){
            if (isPrime(number)){
                count++;
                if (count % NUMBER_OF_PRIME_PER_LINE == 0){
                    System.out.printf("%-5d\n",number);
                }
                else 
                    System.out.printf("%-5d",number);
            }
            number++;
        }
    }
    public static boolean isPrime(int number){
        for (int divisor = 2;divisor <= number / 2;divisor++){
            if (number % divisor == 0){
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
}

  • 6.7 示例学习：将十六进制数转换为十进制数

    package chapter06;

import java.util.Scanner;

public class Hex2Dec {
    public static void main(String[] args){
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        System.out.print("Enter a hex number: ");
        String hex = input.nextLine();
        System.out.println("The decimal value for hex number " + hex + " is " + hexToDecimal(hex.toUpperCase()));
    }
    public static int hexToDecimal(String hex){
        int decimalValue = 0;
        for (int i = 0;i < hex.length();i++){
            char hexChar = hex.charAt(i);
            decimalValue = decimalValue * 16 + hexCharToDecimal(hexChar);
        }
        return decimalValue;
    }
    public static int hexCharToDecimal(char ch){
        if (ch >= 'A' && ch <= 'F')
            return 10 + ch - 'A';
        else 
            return ch - '0';
    }
}

  • 6.8 重载方法

    • 重载方法使得你可以使用同样的名字来定义不同方法，只要他们的参数列表是不同的。 
      package chapter06;

public class TestMethodOverloading {
    public static void main(String[] args){
        System.out.println("The maximum of 3 and 4 is " + max(3,4));
        System.out.println("The maximum of 3.0 and 5.4 is " + max(3.0,5.4));
        System.out.println("The maximum of 3.0, 5.4 and 10.14 is " + max(3.0,5.4,10.14));
    }
    public static int max(int num1,int num2){
        if (num1 > num2)
            return num1;
        else 
            return num2;
    }
    public static double max(double num1,double num2){
        if (num1 > num2)
            return num1;
        else 
            return num2;
    }
    public static double max(double num1,double num2,double num3){
        return max(max(num1,num2),num3);
    }
}
    • 重载方法可以使得程序更加清晰，以及更加具有可读性。执行同样功能但是具有不同参数类型的方法应该使用同样的方法。
    • 被重载的方法必须具有不同的参数列表。不能基于不同修饰符或返回值类型来重载方法。
    • 有时调用一个方法时，会有两个或更多可能的匹配，但是，编译器无法判断哪个是最精确的匹配。这称为歧义调用。歧义调用会产生一个编译错误。

  • 6.9 变量的作用域

    • 在方法中定义的变量称为局部变量。局部变量的作用域是从变量声明的地方开始，知道包含该变量的块结束为止。局部变量都必须在使用之前进行声明和赋值。
    • 可以在一个方法中的不同块里声明同名的局部变量，但是，不能再嵌套块中或同意块中两次声明同一个变量。
    • 一种常见的错误是在for循环中国声明一个变量，然后试图在循环外使用它。

  • 6.10 示例学习：生成随机字符

    package chapter06;

public class TestRandomCharacter {
    public static void main(String[] args){
        final int NUMBER_OF_CHARS = 175;
        final int CHARS_PER_LINE = 25;
        for (int i = 0;i < NUMBER_OF_CHARS;i++){
            char ch = RandomCharacter.getRandomLowerCaseLetter();
            if ((i + 1) % CHARS_PER_LINE == 0)
                System.out.println(ch);
            else
                System.out.print(ch);
        }
    }
}


    package chapter06;

public class RandomCharacter {
    public static char getRandomCharacter(char ch1,char ch2){
        return (char)(ch1 + Math.random() * (ch2 - ch1 + 1));
    }
    public static char getRandomLowerCaseLetter(){
        return getRandomCharacter('a','z');
    }
    public static char getRandomUpperCaseLetter(){
        return getRandomCharacter('A','Z');
    }
    public static char getRandomDigitCharacter(){
        return getRandomCharacter('0','9');
    }
    public static char getRandomCharacter(){
        return getRandomCharacter('\u0000','\uFFFF');
    }
}

  • 6.11 方法抽象和逐步求精

    方法抽象是通过将方法的使用和他的实现分离来实现的。
    当编写一个程序时，可以使用“分治”策略，也称为逐步求精，将大问题分解成小问题，子问题又分解成更小、更容易处理的问题。

    • 6.11.1 自顶向下的设计
    • 6.11.2 自定向下和自顶向上的实现
    • 6.11.3 实现细节
    • 6.11.4 逐步求精的优势
      • 1、更简单的程序
      • 2、重用方法
      • 3、易于开发、调试和测试
      • 4、更方便团队合作
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