Java方法詳解

Java方法是一段可重複使用的代碼塊，它接受傳入的參數併產生一個結果。Java方法被廣泛應用於各種對象導向的程序設計領域，通過方法，程序員可以將功能模塊化，以減少代碼冗餘，提高代碼的可重用性、可維護性和可讀性，同時也使代碼更加簡潔。

一、方法的定義和語法

Java方法的定義語法如下所示：

修飾符 返回類型 方法名(參數列表) {
    方法體
}

其中，修飾符可以是public、protected、private或default，這裡不再詳述。返回類型可以是各種Java數據類型，也可以是對象類型或void類型。方法名用於標識方法，參數列表是指在方法調用時傳入的參數，方法體是方法的具體實現。

下面是一個例子：

public class Example {
    public int add(int x, int y) {
        return x + y;
    }
}

該例子中，add()方法的返回類型是int，方法名是add，參數列表是x和y，方法體是return x + y。

二、Java方法的調用

Java方法的調用可以通過以下兩種方式進行：

1. 對象調用

如果方法屬於一個對象，那麼我們必須先創建該對象，然後才能調用它的方法。如下例所示：

public class Example {
    public int add(int x, int y) {
        return x + y;
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Example example = new Example();
        int result = example.add(1, 2);
        System.out.println(result);
    }
}

該例子中，我們先創建了一個Example對象，然後通過對象調用add()方法，傳入參數1和2，最終得到結果3。

2. 類調用

如果方法屬於一個類，我們可以使用類名直接調用它的方法，如下例所示：

public class Example {
    public static int add(int x, int y) {
        return x + y;
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int result = Example.add(1, 2);
        System.out.println(result);
    }
}

該例子中，我們直接使用Example類名調用add()方法，傳入參數1和2，最終得到結果3。

三、方法傳值機制

Java方法的參數傳遞方式是“傳值”，也就是說，在調用方法時，實參（即傳入的參數）值會被複制到形參中，方法中對形參的修改不會影響實參。

由於Java中所有的對象都是指針類型的，因此涉及對象類的參數傳遞時，傳遞的是對象地址的指針值。

下面是一個示例程序：

public class Example {
    public void changeValue(int value) {
        value++;
    }
    
    public void changeReferenceValue(StringBuilder str) {
        str.append("World");
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Example example = new Example();
        
        int value = 1;
        example.changeValue(value);
        System.out.println(value); // output: 1
        
        StringBuilder str = new StringBuilder("Hello");
        example.changeReferenceValue(str);
        System.out.println(str.toString()); // output: HelloWorld
    }
}

該例子中，我們定義了兩個方法changeValue()和changeReferenceValue()，分別傳遞int類型和StringBuilder類型的參數。在main()方法中，分別傳遞了一個int類型的值和一個StringBuilder對象。我們發現，調用changeValue()方法後，實參value並沒有被改變；而調用changeReferenceValue()方法後，實參str所引用的StringBuilder對象中的值被修改了。

四、方法的重載

方法的重載是指在一個類中，可以定義名字相同但參數類型或個數不同的多個方法。Java編譯器會根據方法調用時傳遞的參數類型和個數，選擇調用對應的方法。

下面是一個示例程序：

public class Example {
    public void print() {
        System.out.println("Hello, world!");
    }
    
    public void print(int num) {
        System.out.println("Num: " + num);
    }
    
    public void print(String str) {
        System.out.println("String: " + str);
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Example example = new Example();
        example.print(); // output: Hello, world!
        example.print(123); // output: Num: 123
        example.print("Hello"); // output: String: Hello
    }
}

該例子中，我們定義了三個名字相同但參數類型不同的方法print()，分別接受無參、int和String類型的參數。在main()方法中，我們分別調用這三個方法，Java編譯器會根據我們傳遞的參數類型和個數選擇調用相應的方法。

五、方法的覆蓋

方法的覆蓋是指在子類中，定義與父類中同名、同參數的方法，以覆蓋父類中的方法。Java會在運行時確定實際所調用的方法，即在運行時調用子類的方法。需要注意的是，方法的返回類型、訪問修飾符、throws異常類型必須與父類方法一致或者更為寬鬆。

下面是一個示例程序：

class Animal {
    public void move() {
        System.out.println("Animal can move");
    }
}

class Dog extends Animal {
    public void move() {
        System.out.println("Dog can walk and run");
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Animal();
        animal.move(); // output: Animal can move

        Dog dog = new Dog();
        dog.move(); // output: Dog can walk and run
    }
}

該例子中，我們定義了Animal父類和Dog子類，它們都有一個同名、同參數的move()方法。在main()方法中，我們先創建了一個Animal對象，調用父類的move()方法，輸出“Animal can move”；接着創建了一個Dog對象，調用子類中的move()方法，輸出“Dog can walk and run”。

六、方法的遞歸

方法的遞歸指的是方法調用自身，分為直接遞歸和間接遞歸兩種。遞歸的應用廣泛，它為解決許多問題帶來了便利。

下面是一個計算n的階乘的遞歸程序：

public class Example {
    public static int factorial(int n) {
        if(n == 0) // 遞歸終止條件
            return 1;
        else
            return n * factorial(n - 1); // 遞歸調用
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int result = Example.factorial(5);
        System.out.println(result); // output: 120
    }
}

該例子中，我們定義了一個名為factorial()的遞歸方法，該方法計算一個數的階乘。在方法內，首先判斷遞歸終止條件（當n等於0時），然後在遞歸調用中，將參數n減1，再乘以factorial(n – 1)的值。