4.1　類的方法

如2.3節所述，方法是類定義的主要組成部分，是對類中域變量進行操作的程序單元。Java語言的方法必須在類中，不能有位于類之外的方法。

4.1.1　方法的定義

Java語言中方法定義的一般格式是：

     [修飾符]  返回值類型 方法名(類型 參數名1, 類型 參數名2, …)
     { // 這對大括號內是方法體
         一些變量聲明語句
         一些執行語句
         return 表達式;
     }

其中，修飾符是可選的，可以限定該方法的可見范圍或其他特性，隨后介紹。

（1）返回值類型：方法完成對數據的計算和處理等操作之后獲得了處理結果，可能需要將結果返回給請求這個方法的對象，返回值類型告訴該方法會返回什么類型的數據。方法的具體返回值就是return語句后表達式的值。如果沒有返回數據，則用void關鍵字說明，此時return語句后沒有表達式部分，或者干脆不要return語句。例如，前面例題中自動生成的事件處理方法（如addNumber）就沒有返回值，其返回值類型為void，方法體中沒有return語句。

（2）方法名：為該方法取的在該類中的唯一名字，符合Java標識符規則。對象等通過方法名請求該方法。一般方法名的第一個字母小寫。

（3）參數表：在方法名后的一對小括號內定義，聲明了每個參數的類型和參數名。如果有多個參數，使用逗號“，”分隔。

從Java 5開始還可以在方法參數表中定義一個可變元參數，即參數個數不確定而參數類型確定的參數表。可變元參數必須在整個參數表的最后，形式是：類型…參數名。例如：

     int calcAvg(float avg, int...values) {
        // …
        return avg;
     }

（4）變量聲明：方法體中聲明的變量一般是計算過程中使用的一些中間變量，它的使用范圍是在該方法體內，出了這個方法的最后一個大括號“}”，這些變量就不能使用了，因此叫作局部變量。

事實上，在任何一個語句塊內定義的變量都是局部變量，出了這個語句塊范圍就不能使用。局部變量必須在使用之前初始化，如果沒有賦初值則不能獲得一個默認值，而是保存有一個隨機值。

Java 10中可以采用“var變量名=初值；”的方式定義局部變量，Java 10會根據初值的類型推斷此變量的類型，此后在其作用域范圍內會保持其類型。例如，語句“var x=10；”則使變量x為int類型，此后若執行語句“x=10.1；”會發生類型不兼容錯誤。應注意，在定義字段變量，方法的參數及方法返回值的類型時，不能使用保留字var。

（5）執行語句：方法體中的執行語句對類的域變量、方法體中的局部變量及參數變量進行操作，可以是賦值語句、流程控制語句以及調用其他方法的語句等。方法體內可以直接使用它本身定義的局部變量、該方法的參數變量以及方法所在類中的域變量。

例如，例3.4四則運算計算器程序中“=”按鈕的鼠標單擊事件處理方法（見圖4.1），方法名是calcOpr；void表示該方法無返回值；參數表中只有一個參數——參數類型是java.awt.event.ActionEvent類，參數名是evt；118行稱為方法頭。該方法體中定義了6個局部變量，strNum1、strNum2和opr是String類型，num1、num2和result是int類型；其中，strNum1和strNum2的作用范圍是整個calcOpr方法，其余4個局部變量作用范圍是122～143行的if語句塊；使用if、if-else-if語句、賦值語句、jTextFieldResult對象的setText和getText等方法調用以及jComboBoxOpr對象的getSelectedItem方法調用等執行語句根據用戶選擇的運算種類獲得運算結果，并將結果使用文本字段組件顯示出來。

4.1.2　方法的調用及參數傳遞

對類的對象中方法的執行請求就是對該方法的調用。請求執行方法的對象是調用者，而被請求執行的方法是被調用方法。例如，在book.ifdemos.ArithmeticClac類的calcOpr方法中調用了jTextFieldNum1對象的getText方法（見圖4.1第120行語句），方法調用者就是calcOpr方法所屬的對象；又如，chap03項目的ArithmeticClac.java文件中的以下程序段：

在第53行調用了calcOpr方法，方法調用者和被調用方法屬于同一個對象。

方法調用的一般形式是：

     對象名.方法名(參數表);

（1）對象名：該對象名是被調用方法所屬的對象。例如，圖4.1第120行語句的對象名jTextFieldNum1指明調用的getText方法是第一個文本字段組件（對象）的方法，而不是第二個文本字段組件或顯示運算結果文本字段組件的getText方法。如果被調用方法與調用者是同一個對象，則可以省略方法名前面的對象名，例如上段代碼的第53行。

（2）參數表：此參數表是一些表達式、常量或變量組成的列表，每個參數都有一個確定值，與方法定義時的參數表所列的參數的類型、次序和個數一一對應，多個參數之間用逗號“，”分隔。方法定義時的參數稱為形式參數，簡稱形參，參數表也叫形參表；方法調用時給出的參數稱為實際參數，簡稱實參，參數表也叫實參表。例如，如圖4.1所示calcOpr方法定義的形參表只有一個形參evt，形參類型是java.awt.event.ActionEvent類，上段代碼第53行調用calcOpr方法時給出的實參是變量evt，evt是第52行聲明的java.awt.event.ActionEvent類的對象。

在調用具有可變元參數的方法時，實參也要與形參對應。例如，前面定義的方法calcAvg，調用時第一個實參必須是float類型的，后面是多個int類型的實參，如“calcAvg(3.2f, 3, 5, 10, 40);”是正確的，但是“calcAvg(3.2f, 3, 5, 10.0, 40);”則是錯誤的，因為第4個實參類型并不是int。

Java程序中方法的調用是按值調用，即調用者將實參的值傳遞給被調方法對應的形參。如果方法的參數是基本數據類型，則實參向形參傳值的過程十分直觀，就是形參復制了實參的值，在方法中對形參的改變不會影響實參。

例4.1　編寫方法swap交換兩個int型變量的值，并顯示交換前后形參和實參的值。

解：按照以下步驟操作。

（1）在NetBeans IDE中創建一個Java應用程序項目，項目名稱為chap04。

（2）創建包book.methoddemos，并在該包中新建JFrame窗體，類名為VarSwap。

（3）設計如圖4.2所示的界面，其中，文本字段組件jTextFieldVar1和jTextFieldVar2分別用于輸入兩個整數，jTextFieldVar1A和jTextFieldVar2A分別顯示調用交換方法swap后實參的值，jTextFieldArg1和jTextFieldArg2分別顯示調用交換方法swap前形參的值，jTextFieldArg1A和jTextFieldArg2A分別顯示調用交換方法swap后形參的值。這8個文本字段組件的columns屬性值設置為8，除jTextFieldVar1和jTextFieldVar2之外的其他6個editable屬性值都設置為false。其余組件按照圖4.2導航器窗口中內容命名。

（4）在VarSwap類中設計方法swap，源代碼如下。

（5）為“交換”按鈕jButtonSwap組件添加actionPerformed事件處理方法swapVars，該方法源代碼如下。

（6）為“清除”按鈕jButtonClear組件添加actionPerformed事件處理方法clearAll，該方法源代碼如下。

     private void clearAll(java.awt.event.ActionEvent evt) {
         // TODO add your handling code here:
         jTextFieldVar1.setText("");
         jTextFieldVar2.setText("");
         jTextFieldVar1A.setText("");
         jTextFieldVar2A.setText("");
         jTextFieldArg1.setText("");
         jTextFieldArg2.setText("");
         jTextFieldArg1A.setText("");
         jTextFieldArg2A.setText("");
     }

完成上述步驟后運行程序，在var1和var2右邊的文本框中輸入兩個整數后單擊“交換”按鈕，發現兩個實參變量在調用交換方法swap后仍然保持原值不變，而兩個形參的值則在執行交換操作后確實進行了交換（見圖4.3）。

如果方法調用所傳遞的參數是引用類型的變量，則將實參的引用值復制給形參的引用變量。此時，相對應的實參和形參鏈接到同一個對象，在方法中改變了形參引用對象時，其實就是改變了實參引用的對象。

例4.2　TwoInt類中有兩個int類型的屬性，編寫方法swap交換該類對象的兩個屬性的值，并顯示交換前后形參引用對象和實參引用對象的屬性值。

解：按照以下步驟操作。

（1）右擊book.methoddemos包中VarSwap.java文件名，在快捷菜單中單擊“復制”菜單項。右擊book.methoddemos包名，在快捷菜單中單擊“粘貼”|“重構復制”菜單項，新名稱輸入“ObjSwap”，單擊“重構”按鈕。

（2）將“var 1：”“var2：”“arg 1：”“arg2：”標簽上的文字（text屬性）修改為“var.var1：”“var.var2：”“var.arg1：”“var.arg2：”。

（3）右擊book.methoddemos包名，在快捷菜單中單擊“新建”|“Java類”菜單項，類名輸入“TwoInt”，單擊“完成”按鈕。

（4）在TwoInt類中添加兩個整型域，完成后該類的源代碼如下（空行和注釋部分省略）。

     package book.methoddemos;
     public class TwoInt {
         int var1;
         int var2;
     }

（5）修改ObjSwap類中的swap方法。完成修改后該方法的源代碼如下。

     void swap(TwoInt arg) {
         // 顯示交換前形參的值
         jTextFieldArg1.setText(arg.var1+"");
         jTextFieldArg2.setText(arg.var2+"");
         // 執行交換
         int t = arg.var1;
         arg.var1 = arg.var2;
         arg.var2 = t ;
         // 顯示交換后形參的值
         jTextFieldArg1A.setText(arg.var1+"");
         jTextFieldArg2A.setText(arg.var2+"");
     }

（6）修改ObjSwap類中的swapVars方法。完成修改后該方法的源代碼如下。

完成上述步驟后運行ObjSwap.java文件，在var.var1和var.var2右邊的文本框中輸入兩個整數后單擊“交換”按鈕，發現實參變量所引用的對象在調用交換方法swap后發生改變——對象的兩個屬性值發生了交換，形參所引用的對象在執行交換操作后兩個屬性值也進行了交換（見圖4.4）。

如果例4.1中的swap方法修改為swap(javax.swing.JTextField arg1, javax.swing.JTextField arg2)，在事件處理方法swapVars中調用swap(jTextFieldVar1, jTextFieldVar2)，即傳遞接收用戶輸入的兩個文本字段組件的引用，則arg1也鏈接到第一個文本字段組件，arg2鏈接到第二個文本字段組件。在swap方法體內交換arg1和arg2的值，那么只是arg1鏈接到第二個文本字段組件，arg2鏈接到第一個文本字段組件，實參變量jTextFieldVar1仍然鏈接到第一個文本字段組件，jTextFieldVar2仍然鏈接到第二個文本字段組件。顯然，在被調方法中無法改變調用者實參引用。要在被調方法中改變實參引用對象的狀態，可以將該對象引用傳遞給形參，使形參也鏈接到這個對象，之后就可以通過形參引用修改該對象的狀態。

4.1.3　方法的重載

在例4.1和例4.2中看到了兩個同名方法swap，其作用都是交換兩個變量的值，但是由于是在兩個不同的類中，有不同的作用范圍，因此方法名字相同并沒有什么不妥。有時候會遇到在同一個類中作用相同的兩個或多個方法的情形，如果它們也可以使用相同的方法名，則可以減輕該類的使用者的記憶負擔。例如，需要設計方法實施兩個數相加，但是這兩個數可能是整數，也可能是浮點數，甚至是兩個byte類型數；又如，還需要設計方法實施兩個數、三個數、四個數相加。為此，Java語言提供了方法重載機制，可以定義多個具有相同方法名但參數表不同的方法——可以是參數個數相同但類型不同，也可以是參數個數不同。重載的方法應該有相同的返回值類型。

1. 參數個數相同類型不同的重載方法

例如，String類中以下valueOf方法分別使用不同類型的一個參數，而形成方法重載。

public static String valueOf(boolean b)：返回boolean參數的字符串表示形式。

public static String valueOf(char c)：返回char參數的字符串表示形式。

public static String valueOf(int i)：返回int參數的字符串表示形式。

public static String valueOf(long l)：返回long參數的字符串表示形式。

public static String valueOf(float f)：返回float參數的字符串表示形式。

public static String valueOf(double d)：返回double參數的字符串表示形式。

又如，String類中以下兩個indexOf方法參數個數相同，但第一個參數類型不同，而第二個參數類型相同，從而形成方法重載。

indexOf(int ch, int fromIndex)：返回在該字符串中指定字符ch第一次出現處的索引，從指定的索引fromIndex開始搜索。

indexOf(String str, int fromIndex)：返回指定子字符串在此字符串中第一次出現處的索引，從指定的索引開始。

再如，以下OverloadDemo1類中的三個addNums方法都有兩個參數，但參數類型不同從而形成重載。

2. 參數個數不同的重載方法

例如，String類中以下substring方法是參數個數不同的兩個重載方法。

public String substring(int beginIndex)返回一個新的字符串，它是此字符串的一個子字符串。該子字符串從指定索引beginIndex處的字符開始，直到此字符串末尾。

public String substring(int beginIndex, int endIndex)返回一個新字符串，它是此字符串的一個子字符串。該子字符串是從指定的beginIndex處開始，直到索引endIndex ? 1處的字符序列。因此，該子字符串的長度為endIndex?beginIndex。

再如，在OverloadDemo1類中設計以下兩個方法可以查找計算2～n和m～n自然數中的素數。其中，第一個方法只需給出結束的那個自然數，而第二個方法則需要給出起始和結束的兩個自然數，由于方法參數個數不同而方法名相同構成重載。

4.1.4　構造方法

類的對象中包含域變量，創建了對象就需要對它的域變量進行初始化，盡管沒有明確初始化的域變量會有默認初值，但是大部分情況下默認初值是不能滿足需求的。Java語言允許且鼓勵為類定義構造方法以實現對類對象的初始化。

構造方法與一般方法的結構一樣，但構造方法名與類名相同，不能有返回值，也無返回值類型聲明，參數表可以為空或定義多個參數。根據需要可以為一個類定義多個重載的構造方法。在創建類的對象時自動調用它的構造方法，跟在new操作符之后的就是相應構造方法的調用形式——給出對應的實參表。

例4.3　為例2.7完成的用戶登錄程序界面（見圖2.58）編寫用戶信息類，其中，用戶信息包括用戶名、密碼和用戶身份三個方面的內容。

解：按照以下步驟操作。

（1）右擊book.methoddemos包名，在快捷菜單中單擊“新建”|“Java類”菜單項，類名輸入“User”，單擊“完成”按鈕。

（2）在生成的User類體中添加三個域變量，輸入以下代碼。

     String name;
     String password;
     int job;

（3）單擊主菜單中的“源”|“插入代碼”|“構造函數”菜單項，在“生成構造函數”對話框中單擊“全選”按鈕，然后單擊“生成”按鈕（見圖4.5）。

（4）在“源”代碼編輯窗口右擊，在快捷菜單中單擊“插入代碼”|“getter和setter”菜單項，在“生成getter和setter”對話框中單擊“全選”按鈕，單擊“封裝字段”前面的復選框選取該項，然后單擊“生成”按鈕（見圖4.6）。

（5）在“源”代碼編輯窗口右擊，在快捷菜單中單擊“插入代碼”|“equals ()和hashCode()”菜單項，在“生成equals ()和hashCode()”對話框中單擊兩個“全選”按鈕，然后單擊“生成”按鈕（見圖4.7）。

（6）單擊主菜單中的“源”|“插入代碼”|“構造函數”菜單項，在“生成構造函數”對話框中單擊name : String前面的復選框選擇該項，然后單擊“生成”按鈕。

完成上述操作步驟后即生成了User類的代碼。該類的源代碼如程序清單4.1所示（省略空行和注釋），可以看到有兩個重載的構造方法。

程序清單4.1：