方法
一个class
可以包含多个field
,例如,我们给Person
类就定义了两个field
:
class Person {
public String name;
public int age;
}
但是,直接把field
用public
暴露给外部可能会破坏封装性。比如,代码可以这样写:
Person ming = new Person();
ming.name = "Xiao Ming";
ming.age = -99; // age设置为负数
显然,直接操作field
,容易造成逻辑混乱。为了避免外部代码直接去访问field
,我们可以用private
修饰field
,拒绝外部访问:
class Person {
private String name;
private int age;
}
试试private
修饰的field
有什么效果:
// private field
----
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Person ming = new Person();
ming.name = "Xiao Ming"; // 对字段name赋值
ming.age = 12; // 对字段age赋值
}
}
class Person {
private String name;
private int age;
}
是不是编译报错?把访问field
的赋值语句去了就可以正常编译了。
把field
从public
改成private
,外部代码不能访问这些field
,那我们定义这些field
有什么用?怎么才能给它赋值?怎么才能读取它的值?
所以我们需要使用方法(method
)来让外部代码可以间接修改field
:
// private field
----
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Person ming = new Person();
ming.setName("Xiao Ming"); // 设置name
ming.setAge(12); // 设置age
System.out.println(ming.getName() + ", " + ming.getAge());
}
}
class Person {
private String name;
private int age;
public String getName() {
return this.name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return this.age;
}
public void setAge(int age) {
if (age < 0 || age > 100) {
throw new IllegalArgumentException("invalid age value");
}
this.age = age;
}
}
虽然外部代码不能直接修改private
字段,但是,外部代码可以调用方法setName()
和setAge()
来间接修改private
字段。在方法内部,我们就有机会检查参数对不对。比如,setAge()
就会检查传入的参数,参数超出了范围,直接报错。这样,外部代码就没有任何机会把age
设置成不合理的值。
对setName()
方法同样可以做检查,例如,不允许传入null
和空字符串:
public void setName(String name) {
if (name == null || name.isBlank()) {
throw new IllegalArgumentException("invalid name");
}
this.name = name.strip(); // 去掉首尾空格
}
同样,外部代码不能直接读取private
字段,但可以通过getName()
和getAge()
间接获取private
字段的值。
所以,一个类通过定义方法,就可以给外部代码暴露一些操作的接口,同时,内部自己保证逻辑一致性。
调用方法的语法是实例变量.方法名(参数);
。一个方法调用就是一个语句,所以不要忘了在末尾加;
。例如:ming.setName("Xiao Ming");
。
定义方法
从上面的代码可以看出,定义方法的语法是:
修饰符 方法返回类型 方法名(方法参数列表) {
若干方法语句;
return 方法返回值;
}
方法返回值通过return
语句实现,如果没有返回值,返回类型设置为void
,可以省略return
。
private方法
有public
方法,自然就有private
方法。和private
字段一样,private
方法不允许外部调用,那我们定义private
方法有什么用?
定义private
方法的理由是内部方法是可以调用private
方法的。例如:
// private method
----
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Person ming = new Person();
ming.setBirth(2008);
System.out.println(ming.getAge());
}
}
class Person {
private String name;
private int birth;
public void setBirth(int birth) {
this.birth = birth;
}
public int getAge() {
return calcAge(2019); // 调用private方法
}
// private方法:
private int calcAge(int currentYear) {
return currentYear - this.birth;
}
}
观察上述代码,calcAge()
是一个private
方法,外部代码无法调用,但是,内部方法getAge()
可以调用它。
此外,我们还注意到,这个Person
类只定义了birth
字段,没有定义age
字段,获取age
时,通过方法getAge()
返回的是一个实时计算的值,并非存储在某个字段的值。这说明方法可以封装一个类的对外接口,调用方不需要知道也不关心Person
实例在内部到底有没有age
字段。
this变量
在方法内部,可以使用一个隐含的变量this
,它始终指向当前实例。因此,通过this.field
就可以访问当前实例的字段。
如果没有命名冲突,可以省略this
。例如:
class Person {
private String name;
public String getName() {
return name; // 相当于this.name
}
}
但是,如果有局部变量和字段重名,那么局部变量优先级更高,就必须加上this
:
class Person {
private String name;
public void setName(String name) {
this.name = name; // 前面的this不可少,少了就变成局部变量name了
}
}
方法参数
方法可以包含0个或任意个参数。方法参数用于接收传递给方法的变量值。调用方法时,必须严格按照参数的定义一一传递。例如:
class Person {
...
public void setNameAndAge(String name, int age) {
...
}
}
调用这个setNameAndAge()
方法时,必须有两个参数,且第一个参数必须为String
,第二个参数必须为int
:
Person ming = new Person();
ming.setNameAndAge("Xiao Ming"); // 编译错误:参数个数不对
ming.setNameAndAge(12, "Xiao Ming"); // 编译错误:参数类型不对
可变参数
可变参数用类型...
定义,可变参数相当于数组类型:
class Group {
private String[] names;
public void setNames(String... names) {
this.names = names;
}
}
上面的setNames()
就定义了一个可变参数。调用时,可以这么写:
Group g = new Group();
g.setNames("Xiao Ming", "Xiao Hong", "Xiao Jun"); // 传入3个String
g.setNames("Xiao Ming", "Xiao Hong"); // 传入2个String
g.setNames("Xiao Ming"); // 传入1个String
g.setNames(); // 传入0个String
完全可以把可变参数改写为String[]
类型:
class Group {
private String[] names;
public void setNames(String[] names) {
this.names = names;
}
}
但是,调用方需要自己先构造String[]
,比较麻烦。例如:
Group g = new Group();
g.setNames(new String[] {"Xiao Ming", "Xiao Hong", "Xiao Jun"}); // 传入1个String[]
另一个问题是,调用方可以传入null
:
Group g = new Group();
g.setNames(null);
而可变参数可以保证无法传入null
,因为传入0个参数时,接收到的实际值是一个空数组而不是null
。
参数绑定
调用方把参数传递给实例方法时,调用时传递的值会按参数位置一一绑定。
那什么是参数绑定?
我们先观察一个基本类型参数的传递:
// 基本类型参数绑定
----
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Person p = new Person();
int n = 15; // n的值为15
p.setAge(n); // 传入n的值
System.out.println(p.getAge()); // 15
n = 20; // n的值改为20
System.out.println(p.getAge()); // 15还是20?
}
}
class Person {
private int age;
public int getAge() {
return this.age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
}
运行代码,从结果可知,修改外部的局部变量n
,不影响实例p
的age
字段,原因是setAge()
方法获得的参数,复制了n
的值,因此,p.age
和局部变量n
互不影响。
结论:基本类型参数的传递,是调用方值的复制。双方各自的后续修改,互不影响。
我们再看一个传递引用参数的例子:
// 引用类型参数绑定
----
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Person p = new Person();
String[] fullname = new String[] { "Homer", "Simpson" };
p.setName(fullname); // 传入fullname数组
System.out.println(p.getName()); // "Homer Simpson"
fullname[0] = "Bart"; // fullname数组的第一个元素修改为"Bart"
System.out.println(p.getName()); // "Homer Simpson"还是"Bart Simpson"?
}
}
class Person {
private String[] name;
public String getName() {
return this.name[0] + " " + this.name[1];
}
public void setName(String[] name) {
this.name = name;
}
}
注意到setName()
的参数现在是一个数组。一开始,把fullname
数组传进去,然后,修改fullname
数组的内容,结果发现,实例p
的字段p.name
也被修改了!
结论:引用类型参数的传递,调用方的变量,和接收方的参数变量,指向的是同一个对象。双方任意一方对这个对象的修改,都会影响对方(因为指向同一个对象嘛)。
有了上面的结论,我们再看一个例子:
// 引用类型参数绑定
----
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Person p = new Person();
String bob = "Bob";
p.setName(bob); // 传入bob变量
System.out.println(p.getName()); // "Bob"
bob = "Alice"; // bob改名为Alice
System.out.println(p.getName()); // "Bob"还是"Alice"?
}
}
class Person {
private String name;
public String getName() {
return this.name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
不要怀疑引用参数绑定的机制,试解释为什么上面的代码两次输出都是"Bob"
。
练习
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Person ming = new Person();
ming.setName("小明");
ming.setAge(12);
System.out.println(ming.getAge());
}
}
----
class Person {
private String name;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
小结
-
方法可以让外部代码安全地访问实例字段;
-
方法是一组执行语句,并且可以执行任意逻辑;
-
方法内部遇到return时返回,void表示不返回任何值(注意和返回null不同);
-
外部代码通过public方法操作实例,内部代码可以调用private方法;
-
理解方法的参数绑定。