4.1　类的方法

如2.3节所述，方法是类定义的主要组成部分，是对类中域变量进行操作的程序单元。Java语言的方法必须在类中，不能有位于类之外的方法。

4.1.1　方法的定义

Java语言中方法定义的一般格式是：

     [修饰符]  返回值类型 方法名(类型 参数名1, 类型 参数名2, …)
     { // 这对大括号内是方法体
         一些变量声明语句
         一些执行语句
         return 表达式;
     }

其中，修饰符是可选的，可以限定该方法的可见范围或其他特性，随后介绍。

（1）返回值类型：方法完成对数据的计算和处理等操作之后获得了处理结果，可能需要将结果返回给请求这个方法的对象，返回值类型告诉该方法会返回什么类型的数据。方法的具体返回值就是return语句后表达式的值。如果没有返回数据，则用void关键字说明，此时return语句后没有表达式部分，或者干脆不要return语句。例如，前面例题中自动生成的事件处理方法（如addNumber）就没有返回值，其返回值类型为void，方法体中没有return语句。

（2）方法名：为该方法取的在该类中的唯一名字，符合Java标识符规则。对象等通过方法名请求该方法。一般方法名的第一个字母小写。

（3）参数表：在方法名后的一对小括号内定义，声明了每个参数的类型和参数名。如果有多个参数，使用逗号“，”分隔。

从Java 5开始还可以在方法参数表中定义一个可变元参数，即参数个数不确定而参数类型确定的参数表。可变元参数必须在整个参数表的最后，形式是：类型…参数名。例如：

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

（4）变量声明：方法体中声明的变量一般是计算过程中使用的一些中间变量，它的使用范围是在该方法体内，出了这个方法的最后一个大括号“}”，这些变量就不能使用了，因此叫作局部变量。

事实上，在任何一个语句块内定义的变量都是局部变量，出了这个语句块范围就不能使用。局部变量必须在使用之前初始化，如果没有赋初值则不能获得一个默认值，而是保存有一个随机值。

Java 10中可以采用“var变量名=初值；”的方式定义局部变量，Java 10会根据初值的类型推断此变量的类型，此后在其作用域范围内会保持其类型。例如，语句“var x=10；”则使变量x为int类型，此后若执行语句“x=10.1；”会发生类型不兼容错误。应注意，在定义字段变量，方法的参数及方法返回值的类型时，不能使用保留字var。

（5）执行语句：方法体中的执行语句对类的域变量、方法体中的局部变量及参数变量进行操作，可以是赋值语句、流程控制语句以及调用其他方法的语句等。方法体内可以直接使用它本身定义的局部变量、该方法的参数变量以及方法所在类中的域变量。

例如，例3.4四则运算计算器程序中“=”按钮的鼠标单击事件处理方法（见图4.1），方法名是calcOpr；void表示该方法无返回值；参数表中只有一个参数——参数类型是java.awt.event.ActionEvent类，参数名是evt；118行称为方法头。该方法体中定义了6个局部变量，strNum1、strNum2和opr是String类型，num1、num2和result是int类型；其中，strNum1和strNum2的作用范围是整个calcOpr方法，其余4个局部变量作用范围是122～143行的if语句块；使用if、if-else-if语句、赋值语句、jTextFieldResult对象的setText和getText等方法调用以及jComboBoxOpr对象的getSelectedItem方法调用等执行语句根据用户选择的运算种类获得运算结果，并将结果使用文本字段组件显示出来。

4.1.2　方法的调用及参数传递

对类的对象中方法的执行请求就是对该方法的调用。请求执行方法的对象是调用者，而被请求执行的方法是被调用方法。例如，在book.ifdemos.ArithmeticClac类的calcOpr方法中调用了jTextFieldNum1对象的getText方法（见图4.1第120行语句），方法调用者就是calcOpr方法所属的对象；又如，chap03项目的ArithmeticClac.java文件中的以下程序段：

在第53行调用了calcOpr方法，方法调用者和被调用方法属于同一个对象。

方法调用的一般形式是：

     对象名.方法名(参数表);

（1）对象名：该对象名是被调用方法所属的对象。例如，图4.1第120行语句的对象名jTextFieldNum1指明调用的getText方法是第一个文本字段组件（对象）的方法，而不是第二个文本字段组件或显示运算结果文本字段组件的getText方法。如果被调用方法与调用者是同一个对象，则可以省略方法名前面的对象名，例如上段代码的第53行。

（2）参数表：此参数表是一些表达式、常量或变量组成的列表，每个参数都有一个确定值，与方法定义时的参数表所列的参数的类型、次序和个数一一对应，多个参数之间用逗号“，”分隔。方法定义时的参数称为形式参数，简称形参，参数表也叫形参表；方法调用时给出的参数称为实际参数，简称实参，参数表也叫实参表。例如，如图4.1所示calcOpr方法定义的形参表只有一个形参evt，形参类型是java.awt.event.ActionEvent类，上段代码第53行调用calcOpr方法时给出的实参是变量evt，evt是第52行声明的java.awt.event.ActionEvent类的对象。

在调用具有可变元参数的方法时，实参也要与形参对应。例如，前面定义的方法calcAvg，调用时第一个实参必须是float类型的，后面是多个int类型的实参，如“calcAvg(3.2f, 3, 5, 10, 40);”是正确的，但是“calcAvg(3.2f, 3, 5, 10.0, 40);”则是错误的，因为第4个实参类型并不是int。

Java程序中方法的调用是按值调用，即调用者将实参的值传递给被调方法对应的形参。如果方法的参数是基本数据类型，则实参向形参传值的过程十分直观，就是形参复制了实参的值，在方法中对形参的改变不会影响实参。

例4.1　编写方法swap交换两个int型变量的值，并显示交换前后形参和实参的值。

解：按照以下步骤操作。

（1）在NetBeans IDE中创建一个Java应用程序项目，项目名称为chap04。

（2）创建包book.methoddemos，并在该包中新建JFrame窗体，类名为VarSwap。

（3）设计如图4.2所示的界面，其中，文本字段组件jTextFieldVar1和jTextFieldVar2分别用于输入两个整数，jTextFieldVar1A和jTextFieldVar2A分别显示调用交换方法swap后实参的值，jTextFieldArg1和jTextFieldArg2分别显示调用交换方法swap前形参的值，jTextFieldArg1A和jTextFieldArg2A分别显示调用交换方法swap后形参的值。这8个文本字段组件的columns属性值设置为8，除jTextFieldVar1和jTextFieldVar2之外的其他6个editable属性值都设置为false。其余组件按照图4.2导航器窗口中内容命名。

（4）在VarSwap类中设计方法swap，源代码如下。

（5）为“交换”按钮jButtonSwap组件添加actionPerformed事件处理方法swapVars，该方法源代码如下。

（6）为“清除”按钮jButtonClear组件添加actionPerformed事件处理方法clearAll，该方法源代码如下。

     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("");
     }

完成上述步骤后运行程序，在var1和var2右边的文本框中输入两个整数后单击“交换”按钮，发现两个实参变量在调用交换方法swap后仍然保持原值不变，而两个形参的值则在执行交换操作后确实进行了交换（见图4.3）。

如果方法调用所传递的参数是引用类型的变量，则将实参的引用值复制给形参的引用变量。此时，相对应的实参和形参链接到同一个对象，在方法中改变了形参引用对象时，其实就是改变了实参引用的对象。

例4.2　TwoInt类中有两个int类型的属性，编写方法swap交换该类对象的两个属性的值，并显示交换前后形参引用对象和实参引用对象的属性值。

解：按照以下步骤操作。

（1）右击book.methoddemos包中VarSwap.java文件名，在快捷菜单中单击“复制”菜单项。右击book.methoddemos包名，在快捷菜单中单击“粘贴”|“重构复制”菜单项，新名称输入“ObjSwap”，单击“重构”按钮。

（2）将“var 1：”“var2：”“arg 1：”“arg2：”标签上的文字（text属性）修改为“var.var1：”“var.var2：”“var.arg1：”“var.arg2：”。

（3）右击book.methoddemos包名，在快捷菜单中单击“新建”|“Java类”菜单项，类名输入“TwoInt”，单击“完成”按钮。

（4）在TwoInt类中添加两个整型域，完成后该类的源代码如下（空行和注释部分省略）。

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

（5）修改ObjSwap类中的swap方法。完成修改后该方法的源代码如下。

     void swap(TwoInt arg) {
         // 显示交换前形参的值
         jTextFieldArg1.setText(arg.var1+"");
         jTextFieldArg2.setText(arg.var2+"");
         // 执行交换
         int t = arg.var1;
         arg.var1 = arg.var2;
         arg.var2 = t ;
         // 显示交换后形参的值
         jTextFieldArg1A.setText(arg.var1+"");
         jTextFieldArg2A.setText(arg.var2+"");
     }

（6）修改ObjSwap类中的swapVars方法。完成修改后该方法的源代码如下。

完成上述步骤后运行ObjSwap.java文件，在var.var1和var.var2右边的文本框中输入两个整数后单击“交换”按钮，发现实参变量所引用的对象在调用交换方法swap后发生改变——对象的两个属性值发生了交换，形参所引用的对象在执行交换操作后两个属性值也进行了交换（见图4.4）。

如果例4.1中的swap方法修改为swap(javax.swing.JTextField arg1, javax.swing.JTextField arg2)，在事件处理方法swapVars中调用swap(jTextFieldVar1, jTextFieldVar2)，即传递接收用户输入的两个文本字段组件的引用，则arg1也链接到第一个文本字段组件，arg2链接到第二个文本字段组件。在swap方法体内交换arg1和arg2的值，那么只是arg1链接到第二个文本字段组件，arg2链接到第一个文本字段组件，实参变量jTextFieldVar1仍然链接到第一个文本字段组件，jTextFieldVar2仍然链接到第二个文本字段组件。显然，在被调方法中无法改变调用者实参引用。要在被调方法中改变实参引用对象的状态，可以将该对象引用传递给形参，使形参也链接到这个对象，之后就可以通过形参引用修改该对象的状态。

4.1.3　方法的重载

在例4.1和例4.2中看到了两个同名方法swap，其作用都是交换两个变量的值，但是由于是在两个不同的类中，有不同的作用范围，因此方法名字相同并没有什么不妥。有时候会遇到在同一个类中作用相同的两个或多个方法的情形，如果它们也可以使用相同的方法名，则可以减轻该类的使用者的记忆负担。例如，需要设计方法实施两个数相加，但是这两个数可能是整数，也可能是浮点数，甚至是两个byte类型数；又如，还需要设计方法实施两个数、三个数、四个数相加。为此，Java语言提供了方法重载机制，可以定义多个具有相同方法名但参数表不同的方法——可以是参数个数相同但类型不同，也可以是参数个数不同。重载的方法应该有相同的返回值类型。

1. 参数个数相同类型不同的重载方法

例如，String类中以下valueOf方法分别使用不同类型的一个参数，而形成方法重载。

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

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

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

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

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

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

又如，String类中以下两个indexOf方法参数个数相同，但第一个参数类型不同，而第二个参数类型相同，从而形成方法重载。

indexOf(int ch, int fromIndex)：返回在该字符串中指定字符ch第一次出现处的索引，从指定的索引fromIndex开始搜索。

indexOf(String str, int fromIndex)：返回指定子字符串在此字符串中第一次出现处的索引，从指定的索引开始。

再如，以下OverloadDemo1类中的三个addNums方法都有两个参数，但参数类型不同从而形成重载。

2. 参数个数不同的重载方法

例如，String类中以下substring方法是参数个数不同的两个重载方法。

public String substring(int beginIndex)返回一个新的字符串，它是此字符串的一个子字符串。该子字符串从指定索引beginIndex处的字符开始，直到此字符串末尾。

public String substring(int beginIndex, int endIndex)返回一个新字符串，它是此字符串的一个子字符串。该子字符串是从指定的beginIndex处开始，直到索引endIndex − 1处的字符序列。因此，该子字符串的长度为endIndex−beginIndex。

再如，在OverloadDemo1类中设计以下两个方法可以查找计算2～n和m～n自然数中的素数。其中，第一个方法只需给出结束的那个自然数，而第二个方法则需要给出起始和结束的两个自然数，由于方法参数个数不同而方法名相同构成重载。

4.1.4　构造方法

类的对象中包含域变量，创建了对象就需要对它的域变量进行初始化，尽管没有明确初始化的域变量会有默认初值，但是大部分情况下默认初值是不能满足需求的。Java语言允许且鼓励为类定义构造方法以实现对类对象的初始化。

构造方法与一般方法的结构一样，但构造方法名与类名相同，不能有返回值，也无返回值类型声明，参数表可以为空或定义多个参数。根据需要可以为一个类定义多个重载的构造方法。在创建类的对象时自动调用它的构造方法，跟在new操作符之后的就是相应构造方法的调用形式——给出对应的实参表。

例4.3　为例2.7完成的用户登录程序界面（见图2.58）编写用户信息类，其中，用户信息包括用户名、密码和用户身份三个方面的内容。

解：按照以下步骤操作。

（1）右击book.methoddemos包名，在快捷菜单中单击“新建”|“Java类”菜单项，类名输入“User”，单击“完成”按钮。

（2）在生成的User类体中添加三个域变量，输入以下代码。

     String name;
     String password;
     int job;

（3）单击主菜单中的“源”|“插入代码”|“构造函数”菜单项，在“生成构造函数”对话框中单击“全选”按钮，然后单击“生成”按钮（见图4.5）。

（4）在“源”代码编辑窗口右击，在快捷菜单中单击“插入代码”|“getter和setter”菜单项，在“生成getter和setter”对话框中单击“全选”按钮，单击“封装字段”前面的复选框选取该项，然后单击“生成”按钮（见图4.6）。

（5）在“源”代码编辑窗口右击，在快捷菜单中单击“插入代码”|“equals ()和hashCode()”菜单项，在“生成equals ()和hashCode()”对话框中单击两个“全选”按钮，然后单击“生成”按钮（见图4.7）。

（6）单击主菜单中的“源”|“插入代码”|“构造函数”菜单项，在“生成构造函数”对话框中单击name : String前面的复选框选择该项，然后单击“生成”按钮。

完成上述操作步骤后即生成了User类的代码。该类的源代码如程序清单4.1所示（省略空行和注释），可以看到有两个重载的构造方法。

程序清单4.1：