方法和数组就是这么简单！

Posted 2021-12-06 ideal-20

第三章 方法和数组

3.1 概述

还记得我们的HelloWorld例程吗？我们现在对于输出语句应该已经很熟悉了，解释：

System 是系统类。

out 是标准输出对象

println() 是一个方法。

如果我们想要在一个类中实现很多功能，但是如果我们想要，多次使用，某一个功能，显然我们需要重复书写这个功能的代码多次，显然，这是不明智的。所以方法就来拯救我们了。

 

? 3.1_1方法的基本定义

定义：方法是定义在类中的一段独立的代码块，用来实现某个功能。

其实我们在编程界中更喜欢叫它们为函数，但是在Java中我们也可以叫做方法

作用：

·函数的主要作用是为了提高代码的复用性。

·使程序简短而清晰，更加利于维护

A：修饰符： public static （暂时了解这一个 后期补充）

B：返回值类型： 就是功能结果的数据类型

有一些方法执行代码中的命令即可，执行后就可以结束了，并没有返回值（void）

有一些方法需要将最后的结果返回给你，从而让开发者使用这个结果

举例更好理解哦：最近有一场周杰伦的演唱会，我通过好多朋友帮忙一起的抢票方法，最后得到了两张票，这两张票就是“抢票”方>法的返回值，我（开发者）可以对这个返回值进行任何操作，例如自己去看，或者送给朋友，甚至可以用来当草稿纸（哭...）

C：参数类型：参数的数据类型

主方法可以调用其他方法，其他方法可以互相调用，但不能调用主方法，主函数是系统调用的。

 

? 3.1_方法（函数）的调用方法：

A：单独使用，一般来说没有意义（不代表有错），所以不推荐

B：输出调用，但是不够好，因为我们可能需要针对结果进行进一步操作

C：赋值语句，推荐方案。

方法的调用优化：

Eg：比较两个数是否相等（在没有熟练之前我们仍然推荐使用初始直观的用法，程序可以正常的跑是我们的底线）

 

? 3.1_3 方法重载

一般来说，我们都是根据作用来命名方法（方法名有意义），但是很多时候会我们会针对不同的数据类型，或者参数个数来进行操作，例如我们所要求几个数字中的最大值问题（如下图）就出现了这两种问题。使用方法重载，既可以保证命名有意义，也可以避免记忆过多的不同名称

定义：用同一方法名定义多个方法，这些方法的参数个数或者参数类型不同

作用：使一个方法名赋予新的含义，使一个方法名可以多用

适用：实现细节不同的同一类功能时候

理解：其实就是使得一个方法拥有了更多的可能性，一个名称解决多种问题。

注意：

\1. 函数的返回类型不同，但参数个数和类型相同，不是重载

\2. 重载函数的的参数个数，参数类型，参数顺序至少有一个需要不同

 

3.2数组

引文：我们在篮球场比赛中，梦之队运动员共有10名，我们分别将每个人定义为几号运动员，这样我们找某一个人的时候，我们就会先找到梦之队这支队伍，然后去找对应编号的人。而数组就像这只队伍的概念一样，而数组中的每一个元素就是每一个球员，当你需要找数组的某一个元素的时候，只需要找到你需要查找的数组（梦之队），再根据数组下标（对应编号）去寻找对应元素（球员）。这样做的好处就是，我们将一批同类型的元素整理归纳到了一起，并且标号记录。既方便了查找与使用，又避免了定义多个变量的麻烦。概念：以存储一个固定大小的相同类型元素的顺序集合。

数组是用来存储一系列数据，但它往往被认为是一系列相同类型的变量。

（所有的数组都是由连续的内存位置组成）

格式：

第一种读法：定义一个 dataType类型的数组 arrayRefvar 变量

第一种可以认为是java风格的定义格式，推荐第一种，不过也只是编程风格不同罢了。

初始化：

A：概念：为数组开辟内存空间，为每个数组元素赋予值（内存分配问题就在下面哦）

B：方式：

a：动态初始化 → 只指定长度，由系统给出初始化值

b: 静态初始化 → 给出初始化值，由系统决定长度

A：动态初始化格式：

数据类型 [] 数组名 = new 数据类型 [数组长度];

Eg： int [] arr = new int [3];

B：静态初始化格式：

数据类型 [] 数组名 = new 数据类型 [] {元素1，元素2，...};

Eg：int [] arr = new int [] {1,2,3};

简化格式：

数据类型 [] 数组名 = {元素1，元素2，...};

Eg：int [] arr = {1,2,3};

数组的访问：

数组的元素是通过索引访问的。数组索引从 0 开始，所以索引值从 0 到 数组长度-1。（这只球队可是有0号选手的哦吼~）

进阶补充知识：

在Java中，数组是一种效率最高的存储和随机访问对象的引用序列的方式。数组就是一个简单的线性序列，这使得元素访问非常快速。但是为这种速度所付出的代价是数组对象的大小被固定，并且在其生命周期中不可改变。你可能会建议使用ArrayList，它可以通过创建一个新实例，然后把旧实例中所有的引用到移到新实例中，从而实现更多空间的自动分配。尽管通常应该首选ArrayList而不是数组、但是这种弹性需要开销，因此，ArrayList的效率比数组低很多。

——Thinking in Java 第16章

 

? 3.2_1 java中的内存分配

Java为了对数据进行空间分配而划分的5个内存空间

栈区（stack area）	函数中定义的基本类型变量，对象的引用变量（对象在堆上的地址）都在函数的栈内存中分配。
栈内存特点，数数据一执行完毕，变量会立即释放，节约内存空间。
栈内存中的数据，没有默认初始化值，需要手动设置。
堆区（heap area）	堆内存用来存放new创建的对象和数组。
堆内存中所有的实体都有内存地址值。
堆内存中的实体是用来封装数据的，这些数据都有默认初始化值。
堆内存中的实体不再被指向时，JVM启动垃圾回收机制，自动清除，这也是JAVA优于C++的表现之一（C++中需要程序员手动清除）。
方法区（**Method Area）**	存储所有类（class）和静态变量（static）
本地方法区 （**Native Method Area）**	后期补充
寄存器	后期补充

 

? 3.2_2常见数组练习

（一）遍历数组

理解：**简单来说就是把数组中的每一个元素都读一遍**，你可以对数组中的每一个数进行处理，又或者找到数组中那个你需要的数。

但是有时候就想鸭，每一次我的数组元素数量较少的时候还可以，我数一数有多少个元素也就知道我需要遍历多少次了，但是如果数组元素太多呢，又或者我把遍历数组编写成一个方法，参数就是一个数组，不同的数组（元素数量不同），很显然需要遍历的次数是不灵活的，所以我们介绍一个更为灵活的属性——length

针对元素数量较多的数组 可以使用 length属性 获取数组的长度

（二）获取数组中的最小值或最大值

思路：

从数组中任意找一个元素作为参照物

然后遍历其他的元素

一次获取和参照物进行比较，如果大就留下来，如果小就离开

（三）数组逆序

 

? 3.2_3 For-Each 循环

JDK 1.5 引进了一种新的循环类型，被称为 For-Each 循环或者增强For循环， 它能在不使用下标的情况下遍历数组。

格式：

它的功能强大就在于不必为了下标的起始值和终止值而分心，代码更加简洁，更不容易出错。

事物总是有两面性的，虽然增强for循环带来了简洁和快速，但是并不是万能的，有的时候我们必须使用传统的for循环，例如不希望遍历每一个元素，或者在循环内部需要使用下标等。

补充：

如果仅仅是想要打印数组中的所有值，我们可以利用Arrays类中的toString方法

输出后格式如下：“[1，3，6，5，6]”

 

? 3.2_4排序方法

贫穷使我面目全非……〒_〒

假如我想在某宝买一本五年高考，三年模拟（搞笑脸），又担心买到的不是正版印刷（再次搞笑），我们可以选择销量优先展示商品，而我们又嫌贵又渴望知识的时候（哈哈哈~），我们又可以选择价格从低到高排序展示商品。

那么，网站是如何做到快速将商品按照某种规则排序的呢？

下面我们就来介绍几种常见的排序方法

数组是用来存储一些数据的“容器”，可能我们需要将其中的元素，按照我们一定的规则进行处理，使其成为有序的序列。

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（一）冒泡排序

我们先通过一个直观的例子来看一这种排序方法是如何操作的呢

要排序的数组 int[] = {3, 9, 6, 5};

第一趟排序：

第一次排序：3和9比较，3小于9，不交换位置：3 9 6 5

第二次排序：9和6比较，9大于6，交换位置：3 6 9 5

第二次排序：9和5比较，9大于5，交换位置：3 6 5 9

————————————————————————————

第二趟排序：

第一次排序：3和6比较，3小于6，不交换位置：3 6 5 9

第二次排序：6和5比较，6大于5，交换位置：3 5 6 9

————————————————————————————

第三趟排序：

第一次排序：3和5比较，3小于5，不交换位置：3 5 6 9

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根据上图的规律，我们得到了冒泡排序的原理：

重复地走访要排列的元素列，一次比较两个相邻的元素，如果它们的顺序错误则交换

走访元素的工作是重复地进行直到没有相邻元素需要交换，也就是说该元素列已经排序 完成。

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为了理解这个看起来很复杂的定义，我们来梳理一下上面的例子：

第一趟：经过三次排序，得到结果：3 6 5 9

第二趟：经过两次排序，得到结果：3 5 6 9

第三趟：经过一次排序，得到结果：3 6 5 9

（第三趟也是存在的只不过是，在第二趟的时候结果已经符合规定，）

我们通过梳理可以看到

我们在第一趟中，4个数字，经历了3次排序，确定了最大值

在第二趟中，3个数字（最后一位已经确定，所以不计），经历了2次排序，确定了最大值

在第三趟中，2个数字（倒数两位已经确定，所以不计），经历了1次排序，确定了最大值

慢慢的最大值或者最小值（根据排序规则）会像气泡一样浮到数列的顶端，故得名冒泡排序

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思路

1：**外层循环：控制它要走几次。** 假设你有5个数，那就要走4次，最后一次不用走，最后那个数已 经在它位置了所以就要length-1次。

2：内层循环：**控制逐一比较，如果发现前一个数比后一个数大，则交换。** 注意！因为越比较长度就越小了，所以长度要length-1-i。

所以：n个元素进行排序，我们需要进行n-1 趟，每一趟循环 lenght-1-i次

Ps：length-1代表最后一项，数组下标从0开始

冒泡排序只是我们众多排序中的一种比较简单的方法（效率不是很高，但入门必须学习）

其他的排序方法，我们放到板块数据结构与算法中详细讲解

要想对数值型数组进行排序，可以使用Array类中的sort方法

格式：int[] arr = new int [520];

........

Array.sort(arr)

sort方法本质是快速排序算法（高效快速）

 

? 3.2_5二维数组

具有两个下标的数组称为二维数组。有些数据要依赖于两个因素才能惟一地确定

例如我们下面的这个案例一个班级有三个学生，每个学生又对应四科成绩，所以我们必须用一个二维数组来存储，第一项储存学生信息，第二项存储成绩信息

Student Number	Course1	Course2	Course3	Course4
Student1	55	66	58	77
Student2	87	58	48	64
Student3	65	78	70	56

Java中，二维数组中元素排列的顺序是：

定义格式：

A:

B：

从最高维开始，分别为每一维分配空间

如果想要在定义的时候就直接赋值，格式见例题中的示例

 

? 3.26 常见二维数组练习

（一）遍历二维数组

（一）普通for循环版

（**二）增强for循环版**

（**三）Arrays类中的deepToString()方法**

这个方法可以快速 打印一个二维数组的数据元素列表

（二）输出杨辉三角

 

3.3补充问题

? 3.3_1参数传递问题

开局一张图，内容全靠编~

有了前面知识的一些铺垫，我们终于可以引出这个问题了,诺，下面题目中利用方法重载给出了两个不同参数的change方法，分别在主函数中输出调用方法前和后的数据，看一看输出的数据和我们所想的一样吗？

小白：变量a和b在change方法中已经被重新赋值了，第二局输出那必然是 a=20, b=40</br>大佬：错！错！错！正确结果为输出 a=10, b=20

小白：虽然我也不太明白，但是有了第一个的经验，那我第二个我还不会吗，arr[1] 当然是2了</br>大佬：em......答案是4.......

 

（绝望脸...）

然后我们通过一张图来分析一下这个问题

解释：

当基本类型作为形式参数的时候，实际参数（也就是主方法中的10和20）的值传到了 这个方法中，无论其如何操作运算，均只是对被传入的值进行操作，方法结束后即消失， 不会对实际参数有任何的影响

当引用类型作为形式参数的时候，实际参数和形式参数均指向了同一个地址，所以形式 参数的改变会直接影响到实际参数

总结：

基本类型：形式参数的改变对实际参数没有影响

引用类型：形式参数的改变直接影响实际参数

 

? 3.3_2 加密问题（作为练习）

加密规则： 将数据倒序，然后将每位数字都加上5，再用和除以10的余数 代替该数字，最后将第一位和最后一位数字交换

 

结尾：

如果内容中有什么不足，或者错误的地方，欢迎大家给我留言提出意见, 蟹蟹大家 ！^_^

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