day04-函数与数组

Posted 2020-09-22

1 函数

1.1  数的概述

发现不断进行加法运算，为了提高代码的复用性，就把该功能独立封装成一段独立的小程序，当下次需要执行加法运算的时候，就可以直接调用这个段小程序即可，那么这种封装形形式的具体表现形式则称作函数。

练习：把两个整数相加：

public class FunctionDemo1{

public static void main(String[] args){

/*

int a = 4+5;

System.out.println("a="+a);

int b = 3+9;

System.out.println("b="+b);

 

  */

add(4,5)

}

public static int add(int a, int b){

return a+b;

}

}

 

举例：地铁自动售票机，接收纸币或硬币，返回车票，该售票机具有独立功能，可以理解为函数。有未知内容参与运算（要投币，纸币硬币，多少钱）。有返回值（返回车票）

举例2：手机，手机具备打电话功能，有未知内容（电话号码），键盘是（形参），输入的号码是实际参数。

1.2 函数的格式

修饰符 返回值类型 函数名(参数类型 形式参数1，参数类型 形式参数2，…)

{

执行语句;

return 返回值;

}

返回值类型： 运行这段程序得出的一个运算结果，结果类型，如果函数没有返回值则用void

            来表示该函数没有返回值。

函数名：仅仅是一个标识符，可以随意起名字。

形式参数：是一个变量，用于存储调用函数传递进来的实际参数。

实际参数：传递给形式参数的具体数值。

返回值:返回给调用者。

 

 

 

定义函数：

1：是否有未知内容参与运算

2：是否有运算结果（返回值）

案例：获取2个整数中的较大的数。

 

public static int getMax(int x, int y) {         int result; if (x > y) { result= x; } else { result= y; } return  result; }

解析：getMax方法

该方法方法名为：getMax,方法的作用是获取找出两个整数中较大的值。该方法有两个int型参数，：x和y，方法返回两个数中较大的一个。

public static 是方法的修饰符

int 是方法的返回值类型

getMax 是方法的方法名

（int x,int y）是参数列表，x和y是形式参数。

{} 花括号内的代码是方法体

return result; result 是返回值。

 

方法定义完成之后，如何调用一个方法？

 

函数调用：

想要使用方法，必须调用它。

public static void main(String[] args) { int max = getMax(5, 7); System.out.println(max); }

一：在main方法中调用getMax()方法，5和7就是给该方法传递的实际参数。如果方法有返回值，可以定义一个变量接收返回值，变量类型和方法返回值类型一致。本例中通过int类型变量max接收了getMax方法的返回值。

完整程序

这里的getMax(i, j); i和j就是实际参数。

public class Demo6 { public static void main(String[] args) { int i=5; int j=7; int max = getMax(i, j); System.out.println(i+"和"+j+"的最大值是："+max); }   public static int getMax(int x, int y) {         int result; if (x > y) { result= x; } else { result= y;  } return  result; } }

二：上述案例中调用getMax方法，并将结果赋值给了max变量。也可以直接打印getMax()方法的结果。

public class Demo6 { public static void main(String[] args) { int i=5; int j=7;         //打印方法的结果 System.out.println(getMax(i, j)); }   public static int getMax(int x, int y) {         int result; if (x > y) { result= x; } else { result= y; } return  result; } }

 

注意：main方法是程序的入口由虚拟机调用，方法和方法之间不能嵌套，方法之间通过调用来使用。

方法什么时候执行完毕：

当执行完return语句，或者执行到方法末尾的花括号时方法结束。

该类中包含了两个方法，main方法和getMax方法。main方法由java虚拟机调用，并且main方法的写法是固定的。Main方法可以调用其他方法。

当调用getMax方法时，变量i的值传递给方法中的x，j的值传递给方法中的y，并开始执行getMax方法中的语句，执行return，并返回运算结果。getMax方法运行完毕。

 

 

 

1.3 函数的特点

1、定义函数可以将功能代码进行封装

2、便于对该功能进行复用

3、函数只有被调用才会被执行

4、函数的出现提高了代码的复用性

5、对于函数没有具体返回值的情况，返回值类型用关键字void表示，那么该函数中的return语句如果在最后一行可以省略不写。

注意：

函数中只能调用函数，不可以在函数内部定义函数。

定义函数时，函数的结果应该返回给调用者，交由调用者处理。

 

函数的返回值void

需求：根据学生考试成绩划分ABCD   A90-100  B80-89 C70-79 D60-69 E0-59，建议成绩使用double。将该程序使用函数定义。

public static void main(String[] args) { printGrade(90); printGrade(59.5); }   public static void printGrade(double score) { char grade; 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("E");   }

 

 

 

public static void main(String[] args) { getResult(5); } public static int  getResult(int x){          System.out.println(return x*8);             //调用该函数会报错.缺少返回值类型.     } /*  * 该方法没有具体的返回值,那么返回值的类型 是不可以写int 了  * 但是又和函数的格式不符合了,怎么解决？  * 当函数运算后, 没有具体的返回值时,这时返回值类型用一个特殊的关键字做标志.  * 该关键字就是void void 表示没有具体的返回值类型.  * 当函数的返回值类型是void 时,函数中的return语句可以省略不写.  */

注意: 函数中只能调用函数，不可以在函数内部定义函数。函数之间是平级的,相互之间是调用的关系.

 

错误写法

public static void main(String[] args) { public static void getResult(int x) { System.out.println(x * 8); // 主函数，里边嵌套函数。错误！ } }

 

 

1.4 函数的应用

案例一：画矩形。

/*

  为了提高代码的复用性

  定义一个画矩形的函数

  1、确定函数的运算结果的数据类型，void

  2、确定没有未知参数。

 */

public static void  draw(int width , int height){

for(int i = 0 ; i< height ; i++){

for(int j = 0 ; j < width ; j++){

System.out.print("*");

}

System.out.println();

}

}

案例二：两个数字对比是否相等

    /*

  1、确定函数的运算结果的数据类型，boolean

  2、确定没有未知参数。a,b

 */

public static boolean  equlas(int a , int b){

/**

if(a==b){

return true;

}else{

return false;

}

**/

return a==b?true:false;

 

}

 

 

 

案例三：比较两个数的大小

    /*

比较两个整数谁大.

*/

public static int max(int a,int b)

{

/*

if(a>b)

return a;

else

return b;

*/

 

return a>b?a:b;

}

 

 

函数的使用注意事项：

1. 函数中只能调用函数，不能定义函数，没有定义函数之前，不能调用函数。
2. 输出语句只能对有具体返回结果的函数的进行打印。
3. 返回值类型是void的函数，是不可以被输出语句打印的。
4. 函数需要实现功能，那么函数只实现所需功能即可，不要实现不需要的功能。

1.5 函数的重载

1、函数重载的定义：在同一个类中，有一个以上的同名函数，只要函数的参数列表或参数类型不一样即可，与返回值无关， 这些统称为方法的重载。

2、函数的重载存在的原因：为了增强方法的阅读性，优化了程序设计。

案例1：九九乘法表

private static void print99() {

for(int i = 1 ; i<= 9 ; i ++){

for(int j = 1 ; j<=i ; j++){

System.out.print(i+"*"+j+"="+(i*j)+" ");

}

System.out.println();

}

}

 

 

private static void print99(int num) {

for(int i = 1 ; i<= num ; i ++){

for(int j = 1 ; j<=i ; j++){

System.out.print(i+"*"+j+"="+(i*j)+" ");

}

System.out.println();

}

}

 

 

练习：判断那个方法是重载

 

void  show(int  w, double c, char b){}     

 

 

void show(int x, char y, double z){}   true       

 void show(int a, double c, char b){}     false  

 

void show(int a, char b){}   true

void show(double c){}   true

double show(int x, char y, double z){}   true

 

2 数组

概念

同一种类型数据的集合。其实数组就是一个容器。

数组的好处

可以自动给数组中的元素从0开始编号，方便操作这些元素。

格式1：

元素类型[] 数组名 = new 元素类型[元素个数或数组长度]; 示例：int[] arr = new int[5];

格式2：

元素类型[] 数组名 = new 元素类型[]{元素，元素，……}; int[] arr = new int[]{3,5,1,7}; int[] arr = {3,5,1,7};

 

如果需要存储大量的数据，例如如果需要读取100个数，那么就需要定义100个变量，显然重复写100次代码，是没有太大意义的。如何解决这个问题，Java语言提供了数组（array）的数据结构，是一个容器可以存储相同数据类型的元素，可以将100个数存储到数组中。

1数组的概念

    同一种类型数据的集合。其实数组就是一个容器。运算的时候有很多数据参与运算,那么首先需要做的是什么.不是如何运算而是如何保存这些数据以便于后期的运算，那么数组就是一种用于存储数据的方式，能存数据的地方我们称之为容器，容器里装的东西就是数组的元素, 数组可以装任意类型的数据，虽然可以装任意类型的数据,但是定义好的数组只能装一种元素， 也就是数组一旦定义，那么里边存储的数据类型也就确定了。

2 数组的好处

    存数据和不存数据有什么区别吗？数组的最大好处就是能都给存储进来的元素自动进行编号. 注意编号是从0开始。方便操作这些数据。

例如 学生的编号，使用学号就可以找到对应的学生。

3数组的格式

     元素类型[] 数组名 = new 元素类型[元素个数或数组长度];

示例：int[] arr = new int[5];

案例：

需求: 想定义一个可以存储3个整数的容器

实现：

1声明数组变量

为了使用数组必须在程序中声明数组，并指定数组的元素类型

=左半部分：

    先写左边明确了元素类型 是int ，容器使用数组，那么如何来标识数组？.那么用一个特殊的符号[]中括号来表示。想要使用数组是需要给数组起一个名字的,那么我们在这里给这个数组起名字为x .接着跟上等号。

代码体现：  

int [] x

注意：int x[] 也是一种创建数组的格式。推荐使用int [] x 的形式声明数组。

2创建数组

=右半部分：

要使用一个新的关键字.叫做new。new 用来在内存中产生一个容器实体，数据要存储是需要有空间的，存储很多数据的空间用new 操作符来开辟，new int[3]; 这个3是元素的个数。右边这部分就是在内存中定义了一个真实存在的数组，能存储3个元素。

new int[3] 做了两件事情，首先使用new int[3] 创建了一个数组，然后把这个数组的引用赋值给数组变量x。

 

int [] x=new int[3];

x 是什么类型？

任何一个变量都得有自己的数据类型。注意这个x 不是int 类型的 。int 代表的是容器里边元素的类型。那么x 是数组类型的。

数组是一种单独的数据类型。数据类型分为2大派，分为基本数据类型和引用数据类型。 第二大派是引用数据类型。那么大家现在已经接触到了引用数据类型三种当中的一种。就是数组类型 [] 中括号就代表数组。

4、int[] arr = new int[5];在内存中发生了什么？

内存任何一个程序,运行的时候都需要在内存中开辟空间.int[] arr = new int[5]; 这个程序在内存中是什么样?这就涉及到了java虚拟机在执行程序时所开辟的空间,那么java开辟启动了多少空间呢？继续学习java的内存结构。

数组的定义

格式1：

元素类型[] 数组名 = new 元素类型[元素个数或数组长度]; 示例：int[] arr = new int[5];

格式2：

元素类型[] 数组名 = new 元素类型[]{元素，元素，……}; int[] arr = new int[]{3,5,1,7}; int[] arr = {3,5,1,7};

注意：给数组分配空间时，必须指定数组能够存储的元素个数来确定数组大小。创建数组之后不能修改数组的大小。可以使用length 属性获取数组的大小。

遍历数组

数组初始化

数组的格式

int[] x = new int[3]; x[0] = 1; x[1] = 2;

另一种定义：该形式可以直接明确数组的长度,以及数组中元素的内容

int[] x = { 1, 2, 3 };

 

int[] x=new int[]{1,2,3};

 

 

初始化方式1：不使用运算符new int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5 }; int[] arr2 = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5 }; 初始化方式2： int[] arr3=new int[3]; arr3[0]=1; arr3[1]=5; arr3[2]=6;

如果数组初始化中不使用运算符new。需要注意：下列写法是错误的。

int[] arr; arr={1,2,3,4,5};

此时初始化数组，必须将声明，创建，初始化都放在一条语句中个，分开会产生语法错误。

所以只能如下写：

int[] arr={1,2,3,4,5};

 

数组遍历

public static void main(String[] args) { int[] x = { 1, 2, 3 }; for (int y = 0; y < 3; y++) { System.out.println(x[y]); // System.out.println("x["+y+"]="+x[y]); 打印效果 x[0]=1; } // 那么这就是数组的第一个常见操作.遍历 }

数组中有一个属性可以获取到数组中元素的个数,也就是数组的长度. 数组名.length

public static void main(String[] args) { int[] x = { 1, 2, 3 }; for (int y = 0; y < x.length; y++) { System.out.println(x[y]); // System.out.println("x["+y+"]="+x[y]); 打印效果 x[0]=1; } // 那么这就是数组的第一个常见操作.遍历 }

 

数组的常见异常

一数组角标越界异常:，注意：数组的角标从0开始。

public static void main(String[] args) { int[] x = { 1, 2, 3 }; System.out.println(x[3]); //java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException }

 

 

 

二 空指针异常:

public static void main(String[] args) { int[] x = { 1, 2, 3 }; x = null; System.out.println(x[1]); // java.lang.NullPointerException }

 

数组:

什么时候使用数组:当元素较多时为了方便操作这些数组,会先进行来临时存储，所使用的容器就是数组。

特点:

数组长度是固定的。

 

数组的内存分析

案例分析一：

 

 

案例分析二：

 

数组的常见操作

6.1案例一个数组取出最大值 

 

/*定义一个获取最大值的功能:

1、确定结果 ：返回值类型 int

2、未知内容：要获取哪个数组的最大值没有确定，则是数组没有确定

 

思路：

1、定义一个变量，记录住数组的比较大的元素。

2、遍历整个数组，让数组的每一个元素都和该变量进行对比即可。

3、当变量遇到比它大的元素，则让该变量记录该元素的值，当循环结束时，最大 值产生了

*/

 

public static int getMax(int[] arr)

{

//定义变量记录较大的值，初始化为数组中的任意一个元素。

int max = arr[0];

 

for(int x=1; x<arr.length; x++)

{

if(arr[x]>max)

max = arr[x];

}

return max;

 

}

 

6.2直接排序

案例二：使用直接排序对数组进行排序：

/*

选择排序。

以一个角标的元素和其他元素进行比较。

在内循环第一次结束，最值出现的头角标位置上。

*/

public static void selectSort(int[] arr)

{

for(int x=0; x<arr.length-1; x++)

{

for(int y=x+1; y<arr.length; y++)//为什么y的初始化值是 x+1？ 因为每一次比较，

//都用x角标上的元素和下一个元素进 行比较。

{

if(arr[x]>arr[y])

{

int temp = arr[x];

arr[x] = arr[y];

arr[y] = temp;

}

}

}

      }

 

6.3冒泡排序

案例三：冒泡排序

    /*

冒泡排序。

比较方式：相邻两个元素进行比较。如果满足条件就进行位置置换。

原理：内循环结束一次，最值出现在尾角标位置。

*/

public static void bubbleSort(int[] arr)

{

for(int x=0; x<arr.length-1; x++)

{

for(int y=0; y<arr.length-x-1; y++)//-x:让每次参与比较的元减。

//-1:避免角标越界。

{

if(arr[y]>arr[y+1])

{

int temp = arr[y];

arr[y] = arr[y+1];

arr[y+1] = temp;

}

}

}

}

 

 

6.4折半查找(二分法)

案例四：

/*

为了提高查找效率，可使用折半查找的方式，注意：这种查找只对有序的数组有效。

这种方式也成为二分查找法。

*/

public static int halfSeach(int[] arr,int key)

{

int min,mid,max;

min = 0;

max = arr.length-1;

mid = (max+min)/2;

 

while(arr[mid]!=key)

{

if(key>arr[mid])

min = mid + 1;

else if(key<arr[mid])

max = mid - 1;

 

if(min>max)

return -1;

 

mid = (max+min)/2;

}

return mid;

}

 

 

案例五：数组翻转

/*

反转其实就是头角标和尾角标的元素进行位置的置换，

然后在让头角标自增。尾角标自减。

当头角标<尾角标时，可以进行置换的动作。

*/

public static void reverseArray(int[] arr)

{

for(int start=0,end=arr.length-1; start<end; start++,end--)

{

swap(arr,start,end);

}

}

//对数组的元素进行位置的置换。

public static void swap(int[] arr,int a,int b)

{

int temp = arr[a];

arr[a] = arr[b];

arr[b] = temp;

}

3 二维数组

Arrays的使用

 

遍历： toString()    将数组的元素以字符串的形式返回

排序： sort()        将数组按照升序排列

查找： binarySearch()在指定数组中查找指定元素，返回元素的索引，如果没有找到返回（-插入点-1） 注意：使用查找的功能的时候，数组一定要先排序。

二维数组:

 

  吸烟：  

       没钱       零买   1根                 一个变量

       稍微有钱   一包   一维数组      20根变量

   很有钱     一条   10包(二维数组)        二维数组

 

二维数组：实质就是存储是一维数组。

数组定义：

       数组类型[][] 数组名 = new 数组类型[一维数组的个数][每一个一维数组中元素的个数];

 

疑问： 为什么a.length = 3, a[0].length = 4?

 

数组的初始化：

静态初始化:

int [][] a = new int[][]{ {12,34,45,89},{34,56,78,10},{1,3,6,4} };

动态初始化：

 

二维数组常见的操作:

1. 遍历二维数组
2. 对二维数组求和

 

class Demo3  {     // 定义一个遍历二维数组的功能函数 public static void printArr2( int [][] a ){    // 1. 拆开二维数组    for ( int i = 0 ; i < a.length ; i++ )    {    // 2. 拆开一维数组获取数据    for ( int j = 0 ; j < a[i].length ; j++ )    { System.out.print( a[i][j]+" ," );    }    }   } // 定义一个函数计算二维数组中的元素的累加和 public static long getSum( int [][] a ){        // 0. 定义一个结果变量         long sum = 0L;    // 1. 拆开二维数组    for ( int i = 0 ; i < a.length ; i++ )    {    // 2. 拆开一维数组获取数据    for ( int j = 0 ; j < a[i].length ; j++ )    { sum+=a[i][j];    }    }    return sum; }      // 统计二维数组中元素的个数 public static int getDataCount( int [][] a ){    // 0. 记录元素个数    int  count = 0;    // 1. 拆开二维数组    for ( int i = 0 ; i < a.length ; i++ )    {    // 2. 拆开一维数组获取数据    for ( int j = 0 ; j < a[i].length ; j++ )    { count++;    }    }   return count; } public static void main(String[] args) {   int [][] a = new int[][]{ {23,4,5},{2},{4,5,78,56,90} }; printArr2( a );         System.out.println(); System.out.println("累加和是： "+getSum( a ) ); System.out.println("统计元素个数： "+getDataCount( a ) ); System.out.println("Hello World!");     } }

 

作业

1. 如何理解函数（方法）？
2. 怎么定义一个函数？
3. 函数重载什么时候使用？
4. 数组是什么和数组的特点是什么？
5. java的内存(栈和堆)的特点？
6. 定义一个长度为10的int数组,统计数组的最大值、最小值、奇数和偶数的个数。