java基本语法4-对象的行为/方法调用栈/调用方法/方法签名/形参与实参/按值调用/方法重载/构造器
方法调用栈
我们从方法如何改变程序的控制流程开始讨论。当一个方法被调用时,将导致控制流程跳转到被调用的方法。然后,控制流程执行方法中的语句。当然,被执行的方法可能会调用其它方法,导致控制流程跳转到其它方法。所有的方法调用都维护在一个称为调用栈的结构中。当前正在执行的方法位于调用栈的顶部。当前方法执行完成后,就从调用栈的顶部移除,控制流程返回栈中的前一个方法。当一个新方法被调用后,这个新的方法就放在调用栈的顶部。
在Java程序中,第一个被调用的方法就是main(),该方法是JVM调用的。因此,main()方法总是在调用栈的底部。
假如main()方法调用了turnOn()方法,然后turnOn()方法又调用了setVolume()方法,最后setVolume()方法又调用println()方法。因为println()方法是在调用栈的顶部,那么控制流程现在就在println()方法中。setVolumn()方法等待println()完成,turnOn()方法等待setVolume()完成,沿着调用栈向下依此类推,如图5.1所示。
调用方法
一个方法被调用时,该方法就被放在调用栈的顶部,直到方法执行完成。当一个方法正在执行时,会发生三种情况:
- 方法返回一个值。在这种情况下,一个基本数据类型或引用类型被传回给方法的调用者。
- 方法不返回一个值。在这种情况下,返回值被声明为void。
- 方法抛出一个异常给方法的调用者。我们将在《异常处理》一章讨论异常。
在三种情况下,控制流程都会跳转给方法的调用者。
注:因为Java是一个严格的面向对象编程语言,所以Java中的方法只能出现在类中。在某些编程语言中,方法可以以全局的形式出现,可以在任何时候调用。在Java中,没有声明为静态(static)的方法只能在类的实例中调用。
如果想编写一个不需要实例化一个类、可以被任何时候任何人调用全局的方法,我们需要使用静态方法。
方法签名
通过查看方法的签名,我们可以了解到调用一个方法时所需知道的一切。方法的签名包括方法名、参数列表、返回值的数据类型等信息。例如,main()方法的签名如下:
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public static void main(String [] args) |
注意,方法的签名不包含方法体内的任何语句。签名只是方法的声明部分。
我们按照在声明方法时出现的顺序,列出方法签名中每个部分如下:
- 访问修饰符。访问修饰符的可能值包括public、private、protected或默认访问修饰符(即没有访问修饰符)。public访问修饰符允许从任何地方调用该方法。private访问修饰符意味着除了在类内部以外,没有人可以调用它。protected以及默认访问修饰符分别适用于继承和包,我们将在后面章节中详细讨论。
- 可选修饰符。方法签名的下一个部分是可选的修饰符,包括static、final、abstract、native以及synchronized。native方法用于编写一个Java访问映射到用不同编程语言编写的方法,本书不做讨论。其它修饰符我们将在后续章节中详细讲解。类的方法可以不使用这些可选修饰符,也可以使用多个修饰符。
- 返回值。方法签名必须包括返回值的类型。如果方法不需要返回一个值,就使用void。否则,就要指定返回值的数据类型。返回值的类型可以是八种基本数据类型之一或者一个引用类型。这意味着我们可以从方法中返回任何类型的数据,因为Java中的变量要么是八种基本数据类型之一,要么是对一个对象的引用。
- 方法名。方法名必须出现在返回值之后。方法名可以是任何有效的Java标识符。Java命名惯例要求方法是混合大小写的驼峰法则,即方法名的第一个单词的第一个字母为小写,其它单词的第一个字母为大写。例如,main、toString、getDay、setPreferredSize。
- 形式参数列表。在方法名的后面必须是用一对括号括起来的形式参数列表。方法被调用时,数据可以通过该方法的调用者传递进来。这个传递进来的数据被复制到形式参数中。一个形式参数由一个数据类型和一个标识符组成。例如,下面的方法签名声明了两个形式参数,一个是int类型,一个是float类型:
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public float divide(int x, float f) |
- 抛出的异常列表。方法可以抛出一个异常给方法的调用者。当方法中出现一个方法本身不能或者不想处理的问题时,就抛出一个异常。如果方法抛出一个受检查的异常,该异常必须在方法签名中使用throws关键字声明。在throws关键字后可以声明多个用逗号分隔的异常。例如,下面的方法签名声明该方法可以抛出两个可能的异常:
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public void readFromFile() throws IOException, SecurityException |
如果一个方法不需要使用throws关键字声明任何异常,那么签名的这部分就可以不写。
形式参数与实际参数
一个方法的签名包括一个形式参数(Parameter)的列表,形式参数列表用于声明传递到方法中的数据的类型。传递给形式参数的数据称为实际参数(Arguement)。当方法被调用时,实际参数必须传递给形式参数列表中的每个形式参数。
例如:
public void readFromFile(int a,String b)
Int a,String b 就是形式参数列表
按值调用
当实际参数传递给形式参数时,实际参数的数据被复制给形式参数。在编程中,在方法调用之间复制数据的过程称为按值调用。
这也就是我们c语言中的值传递,在Java中没有地址(引用)传递
方法重载
Java中允许方法被重载。当一个类有两到多个同名但是有不同参数列表的方法时,就是方法重载。多个方法有相同的名字看起来是不必要的,但是方法重载在Java及其他编程语言中使用却很频繁。
注:
- 只要在方法名相同,只要方法的形式参数列表对编译器来说是截然不同的,从而使编译器能够区分我们想调用的方法是哪一个,重载就有效。
- 如果我们仅仅是改变参数的名称,那么重载就是无效的。
如:
public void setDay(int x, int y, long z);
public boolean setDay(int a, int b, long c) //No!
- 在形参列表相同的情况下,改变形式参数的顺序与改变形式参数列表的效果一样。
构造器
构造器是类中的一个特殊的方法,该方法在对象实例化时(new时)被调用。构造器的用途是当对象实例化时,初始化对象中的成员变量。
当对象使用new关键字实例化时,JVM为对象分配内存,并初始化。如果没有构造器,我们就得自己初始化所有的成员变量,以确保对象的数据是有意义的。在对象实例化时,构造器给我们提供了构造对象的机会,以确保对象的成员变量都含有有意义的数据。
构造器与方法不同之处在于构造器必须满足如下两个属性:
- 构造器的名称必须与类名相同。
- 构造器不能声明返回值,也不能返回void。
当为类添加多个构造器时,应用了方法重载的规则。每个构造器必须有一个唯一的形式参数列表,以与其它构造器相区别。
注:对象在实例化(new时)必须写进参数,不然就错误,在没有自己写构造器时,系统会默认生成一个没有参数列表的空构造器,实例化对象时就不需要写进参数
默认构造器
如果我们编写了一个类,但是在类中没有添加构造器,编译器会给类添加一个默认的构造器。这个默认的构造器用public访问修饰符限定,没有形式参数,而且不做任何事情。
默认的构造器仍然遵循构造器的规则:构造器的名称与类名相同,没有返回值。同时,默认的构造器不包含任何语句。
如果我们自己在类中添加了一到多个构造器,那么编译器就不会为类添加默认构造器。例如,下面的类就没有默认构造器。
如:public Radio(){}
构造器的使用
当一个对象使用关键字new实例化时,构造器就被调用了。一个类可以有多个构造器,这种情况下,要调用哪个构造器就取决于new运算符所用的实际参数。
如:
public class Student
{
public Student(int a,int b){} //构造器1
public Student(int a){} //构造器2
}
现在我要去调用这个类: Student student1 = new Student(5,6);//调用第一个构造器
Student student2 = new Student(5);//调用第二个构造器
在构造器中使用this
1、在构造器中使用this主要是区分传入参数与类中定义变量名相同的情况下
如:
public class Student
{
Int a,b;
public Student(int a,int b){
this.a = a;
this.b = b;
} //构造器1
public Student(int a){} //构造器2
}
2、在构造函数中调用本类其他构造函数必须是第一行代码,用this()指代
如:
public class Student
{
Int a,b;
public Student(int a,int b){
this(5); //调用本身的构造器2
this.a = a;
this.b = b;
} //构造器1
public Student(int a){} //构造器2
}
总结:
本章涉及的知识点总结如下:
- 在Java中,方法必须出现在类中。方法的签名描述方法的名称、访问修饰符、返回值、要传递给方法的形式参数以及方法可能会抛出的任何可检查的异常。
- 在Java中,实际参数通过按值调用的方法传递给方法,即实际参数的一份拷贝传给方法。
- 方法可以被重载,允许类有多个同名的方法,同时形式参数列表是不同的。
- 每个类至少有一个构造器,构造器是一个类实例化时被调用的特殊类型的方法。构造器的名称必须与类的名称匹配,并且没有返回值声明。
- 如果一个类没有声明构造器,编译器将为该类添加一个默认的构造器。默认的构造器没有形式参数,并且不做任何事情。
- 一个构造器可以使用this()语句,来调用同类中的其它构造器。这种情况下,this()语句必须是构造器的第一条语句。