Java基础——方法和数组

一.方法设计

1.方法引入

循环操作(while,do while,for循环): 循环操作解决的是代码重复的问题,重复做某一件事情;

此时得重复: 有规律的,语句格式是相同的,有规律的;

注意: 循环操作不能解决针对于某一种功能的重复操作,此时得使用方法;

开发遵循的原则之一:

• DRY原则: Don’t Repeat Yourself(不要重复你自己的代码);
• 原因: 重复意味着维护成本的增大;

2.方法的定义和调用

方法定义,方法(Method),函数(function),其实就指一个特定的功能操作:

程序中完成独立功能,可重复使用的一段代码的集合;

[修饰符] 返回值的类型 方法名称([形参,…….]){

方法体

[return 值]

}

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注意:

• 1.方法必须要调用才能生效
• 2.如果方法使用了static修饰,此时我们使用方法所在的 类的名称.方法名(参数);
• 3.如果方法没有使用static修饰,此时我们得使用方法所在的类的对象来调用;

// main方法专门由JVM来负责调用,我们只管启动JVM

public static void main(String[] args){

// TODO

}

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方法定义的位置:

• 1.在类中定义,在java中最小的程序单元是类;
• 2.方法定义在其他方法以外,方法和方法是兄弟关系;
• 3.方法定义的先后顺序不影响;

示例:

public class MethodDemo{

static void doWork(){

System.out.println(“重复的功能代码”);

}

public static void main(String[] args){

MethodDemo.doWork();//调用方法

}

}

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3.方法中的术语

方法的定义格式:

[修饰符] 返回值类型 方法名称([形参1,形参2,…]){

方法体;

[如果方法需要给调用者一个返回结果,此时使用 [return 值]; ];

}

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方法中的术语:

• 修饰符: public,static等,static修饰符的方法属于类,直接使用类名调用即可,现在都用static修饰;
• 返回值类型 方法其实是在完成一个功能,该功能操作完毕之后,是否需要给调用者返回一个结果;如果不需要给调用者返回结果,此时使用关键字void来声明,无返回的意思;
• 方法名称: 遵循标识符的规范,使用动词表示,首字母小写,若是多个单词组成,使用驼峰表示法,以后的每一个单词首字母都大写;
• 形式参数: 方法圆括号中的变量,仅仅只是占位而已,参数的名称其实无所谓,形式参数可以有多个;
• 参数列表: 参数列表 == 参数的类型 + 参数的个数 + 参数的顺序;
• 方法的签名: 方法签名 == 方法名称 + 方法参数列表;
• 方法体: 方法的{}中的代码,表示具体完成该功能的代码;
• 返回值: 在方法内部,使用return关键字;功能1:给调用者返回一个结果值,此时该方法不能使用void参数;功能2:结束当前方法;
• 实际参数: 调用者在调用某一个具体方法的时候,实际传递的参数值;
• 方法的调用者: 在哪里调用了某一个方法,那么哪里就是该方法的调用者;

4.如何设计方法

1).是否需要定义返回值类型

方法其实就是在完成某一个功能,那么完成该功能之后,是否需要给调用者返回一个结果数据,如果不需要返回结果数据,此时使用void声明( 无返回);

如果需要返回一个结果数据,我们就把该结果数据的类型作为该方法的返回值类型;

打印操作: 我们在乎的是方法执行的过程,而不是结果,所以此时使用void声明;

求两个数之和: 我们在乎的是方法执行的过程,并且执行完毕之后,需要给调用者一个反馈;

2).是否需要形式参数

该方法在完成该功能的过程之中,是否有未知的因数参与,如果有请作为参数传递,如果没有则没有形参;

求两个数之和的时候,这两个数到底是多少,其实对于方法来说是未知的,仅仅是调用者知道,而且不同的调用者传递不同的参数值;

针对有返回的方法,调用者应该定义一个变量去接收返回的结果;

示例:

// 无参数无返回

static void p(){

System.out.println(“无”);

}

// 有参数无返回

static void pValue(val){

System.out.println(val);

}

// 无参数有返回

static int getAge(){

return 17;

}

//有参数有返回

static int getSum(int a,int b){

return a + b;

}

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5.方法特点-执行流程

// 求两个数之和

static int getSum(int a,int b){

return a + b;

}

public static void main(String[] args){

int sum = MethodDemo.getSum(3,4);// 调用方法并传递两个实际参数

}

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6.方法设计练习

// 发送短信,本身就是一个功能

// 方法名称: sendMsg

/*

0 : 发送失败

1 : 发送成功

2 : 对方已接受

……

*/

static int sendMsg(String phoneNumber,String content){

// TODO

// 发送短信的逻辑代码

retrun int 类型的值;

}

// 调用

…… main ……

{

int ret = sendMsg(“10086″,”你好”);

ret = sendMsg(“10010″,”Hello”);

}

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7.方法重载设计

方法重载的作用: 屏蔽了同一功能的方法由于参数不同所造成方法名称不同;

方法重载判断原则: 两同一不同;

两同: 同类中,方法名相同;

一不同: 方法参数列表不同(参数类型,参数个数,参数顺序);

只要参数类型,参数个数,参数顺序有一个不同,参数列表就不同;

注意: 方法重载和方法的返回值类型无关,只是一般要求返回值类型一致;

参数列表和参数的名称没关系,方法的重载和形参没关系;

示例:

// 求两个整数之和

// 重载两个方法

static int getSum(int x,int y){

return x + y;

}

// 求两个小数之和

static double getSum(double x,double y){

return x + y;

}

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8.方法递归操作

// 斐波那契数列的代码实现

static int fn(int n){

if(n == 0){

return 0;

}else if(n == 1){

return 1;

}else{

// n不等于0和1

return fn(n -1) + fn(n -2);// 方法的递归(自己调用自己)

}

}

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二.JVM内存模型

1.内存模型分布

JVM内存划分,人为的根据不同的内存空间的存储特点以及存储的数据:

• 程序计数器: 当前线程所执行的字节码的行号指示器;
• 本地方法栈: 为虚拟机使用的native方法服务;
• Java虚拟机栈: 描述Java方法执行的内存模型,每个方法被执行的时候都会同时创建一个栈帧用于存储局部变量表,操作栈,动态链接,方法出口等信息;
• Java堆: 被所有线程共享的一块内存区域,在虚拟机启动时创建;所有的对象实例以及数组都要在堆上分配(使用new关键字,就表示在堆中开辟一块新的存储空间);
• 方法区: 线程共享的内存区域,存储已被虚拟机加载的类信息,常量,静态变量即时编译器编译后的代码数据等(这个区域的内存回收目标主要是针对常量池的回收和对类型的卸载);

Java虚拟机栈

每一个方法,创建一个栈帧,栈帧存放了当前方法的数据信息(局部变量),当方法调用完毕,该方法的栈帧就被销毁了;

堆:

new在堆中开辟新空间

栈:

每一个方法存在栈帧

2.简述GC

GC:垃圾回收器

Java的自动垃圾回收机制,当JVM发觉内存资源紧张的时候,就是自动地去清理无用对象(没有被引用到的对象)所占用的内存空间;

注意:

Java的垃圾回收器,自动回收的是堆空间的内存,而栈空间内存会随着该方法的执行结束,自动释放该方法的栈帧内存;

三.一维数组

1.引出数组和数组定义

数组是在程序设计中,为了方便处理,把具有相同类型的若干变量按有序的形式组织起来的一种数据形式;这些按一定顺序排列的同类型数据的集合称为数组;而数组中的每一个数据称为数据元素;数组中的元素以索引来表示其存放的位置,索引从0开始,步长是1;

基本数据类型: byte,short,int,long,char,float,double,boolean

引用数据类型: 类,接口,数组

变量的定义:

数据类型 变量名; 如: int age

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数组的定义:

方式1: 数组元素的类型[] 数组名; int[] ages; 推荐的;可以把int看成是一种数据类型,int类型的数组类型;

方式2: 数组元素的类型 数组名[]; int ages[];

注意:

数组必须先初始化,才能使用,因为初始化表示在内存中分配空间;

2.数组初始化

Java中数组必先初始化后才能使用,所谓初始化就是给数组元素分配内存,并为每个元素赋初始值;

初始化数组的两种方式:

• 静态初始化
• 动态初始化

无论,以哪种方式初始化数组,一旦初始化完成,数组的长度就固定了,不能改变;除非重新初始化;也就是说数组是定长的;

数组是定长的: 数组一旦初始化成功,数组中的元素个数就已经固定了,不能更改,如果需要更改,只能重新做初始化;

1).静态初始化和内存分析

特点: 有我们自己来为每一个数组元素设置初始化值,而数组的长度有系统决定;

语法:

数组元素类型[] 数组名 = new 数组元素类型[]{元素1,元素2,元素3,……};

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示例:

int[] nums = new int[]{1,3,4,5};

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2).动态初始化和内存分析

特点: 有我们来设置数组的元素个数(数组的长度),而每个数组元素的初始值由系统决定;

语法:

数组元素类型[] 数组名 = new 数组元素类型[length]

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示例:

int[] ages = new int[100];

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1>.不同数据类型的初始值

类型初始值byte,short,int0long0Lfloat0.0Fdouble0.0Dbooleanfalsechar‘\u0000’(表示空)引用数据类型null

3.数组基本操作

1).获取/设置/遍历元素

数组的基本操作:

获取元素: 元素类型 变量= 数组名[index];

设置元素: 数组名[index] = 值;

遍历数组元素: 建议使用for循环,事先知道循环的次数;

数组的长度: int len = 数组名.length; length是属性,不是方法;

索引范围: 从0开始,逐一递增: [0,数组名.length – 1];

示例:

for(int index = 0;index < num.length;index ++){

System.out.println(num[index]);

}

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2).操作数组常见异常

NullPointerException: 空指针异常(空引用);

当数组还未初始化,就是接操作数据;

ArrayIndexOutOfBoundsException: 数组的索引越界异常;

超出数组索引范围之外取值;

3).获取数组最大最小元素

class ArrayOptrateDemo{

// 获取数组最大元素

static int getMax(int[] nums){

// 假设第一个元素是最大值

int max = nums[0];

for(int index = 1;index < nums.length;index ++){

if(nums[index] > max){

max = nums[index];

}

}

return max;

}

// 获取数组最小元素

static int getMin(int[] nums){

// 假设第一个元素是最小值

int min = nums[0];

for(int index = 1;index < nums.length;index ++){

if(nums[index] < min){

min = nums[index];

}

}

return min;

}

}

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4).打印数组元素

// 打印数组元素

static void printArray(String[] arr){

if(arr == null){

System.out.println(null);

}

String ret = “[“;

for(int index = 0;index < arr.length;index ++){

ret = ret + arr[index];

// 如果当前index不是最后一个索引,则拼接”, “

if(index != arr.length -1){

ret = ret + “, “;

}

}

ret = ret + “]”;

System.out.println(ret);

}

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5).逆序排列数组元素

// 逆序排列数组元素

static String[] reverse(String[] oldArr){

// 创建一个新的数组,存储颠倒之后的元素

String[] newArray = new String[oldArr.length];

for(int index = oldArr.length -1;index >= 0;index –){

newArray[oldArr.length -1 – index] = oldArr[index];

}

return newArray;

}

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6).元素出现索引(第一次/最后一次)

// 元素出现索引第一次

static int indexOf(int[] arr,int key){

for(int index = 0;index < arr.length;index ++){

if(arr[index] == key){

return index;

}

}

return -1;

}

// 元素出现索引最后一次

static int lastindexOf(int[] arr,int key){

for(int index = arr.length -1;index >= 0;index –){

if(arr[index] == key){

return index;

}

}

return -1;

}