2.6　方法

2.6　方法

方法是有名称的 Java 语句序列，可被其他 Java 代码调用。调用方法时，可以传入零个或多个值，这些值叫参数。方法执行一些计算，还可以返回一个值。2.4 节介绍过，方法调用是 Java 解释器计算的表达式。不过，因为方法调用可以有副作用，因此，也能作为表达式语句使用。本节不讨论方法调用，只说明如何定义方法。

2.6.1　定义方法

你已经知道如何定义方法的主体了，方法主体就是放在花括号里的任意语句序列。更有趣的是方法的签名（signature）。3 签名指定下述内容：

3在 Java 语言规范中，术语“signature”有技术层面的意义，和这里使用的稍有不同。本书使用方法签名较不正式的定义。

方法的名称；
方法所用参数的数量、顺序、类型和名称；
方法的返回值类型；
方法能抛出的已检异常（签名还能列出未检异常，不过不是必需的）；
提供方法额外信息的多个方法修饰符。

方法签名定义了调用方法之前需要知道的一切信息，是方法的规范，而且定义了方法的 API。若想使用 Java 平台的在线 API 参考指南，需要知道如何阅读方法签名。若想编写 Java 程序，需要知道如何定义自己的方法。方法都以方法签名开头。

方法签名的格式如下：

modifiers type name ( paramlist ) [ throws exceptions ]

签名（方法规范）后面是方法主体（方法的实现），即放在花括号里的 Java 语句序列。抽象方法（参见第 3 章）没有实现部分，方法主体使用一个分号表示。

方法签名中可能包含类型变量声明，这种方法叫泛型方法（generic method）。泛型方法和类型变量在第 4 章介绍。

下面是一些方法定义示例，都以签名开头，后面跟着方法主体：

// 这个方法传入的是字符串数组，没有返回值
// 所有Java程序的入口都是这个名称和签名
public static void main(String[] args) {
     if (args.length > 0) System.out.println("Hello " + args[0]);
     else System.out.println("Hello world");
}
// 这个方法传入两个double类型的参数，返回一个double类型的数字
static double distanceFromOrigin(double x, double y) {
     return Math.sqrt(x*x + y*y);
}
// 这是抽象方法，没有主体
// 注意，调用这个方法时可能会抛出异常
protected abstract String readText(File f, String encoding)
    throws FileNotFoundException, UnsupportedEncodingException;

modifiers 是零个或多个特殊的修饰符关键字，之间使用空格分开。例如，声明方法时可以使用 public 和 static 修饰符。允许使用的修饰符及其意义在下一节介绍。

方法签名中的 type 指明方法返回值的类型。如果方法没有返回值，type 必须是 void。如果声明方法时指定了返回类型，就必须包含一个 return 语句，返回一个符合（或能转换为）所声明类型的值。

构造方法是一段类似方法的代码，用于初始化新建的对象。第 3 章会介绍，构造方法的定义方式和方法类似，不过签名中没有 type 部分。

方法的修饰符和返回值类型后面是 name，即方法名。方法名和变量名一样，也是 Java 标识符。和所有 Java 标识符一样，方法名可以包含 Unicode 字符集能表示的任何语言的字母。定义多个同名方法是合法的，往往也很有用，只要各方法的参数列表不同就行。定义多个同名方法叫方法重载（method overloading）。

　和某些其他语言不同，Java 没有匿名方法。不过，Java 8 引入了 lambda 表达式，作用类似于匿名方法，但是 Java 运行时会自动把 lambda 表达式转换成适当的具名方法，详情参见 2.7.5 节。

例如，我们见过的 System.out.println() 方法就是重载方法。具有这个名字的某个方法打印字符串，而具有这个名字的其他方法打印各种基本类型的值。Java 编译器根据传入这个方法的参数类型决定调用哪个方法。

定义方法时，方法名后一定是方法的形参列表（parameters list），而且必须放在括号里。形参列表定义零个或多个传入方法的实参（argument）。4 如果有形参的话，每个形参都包含类型和名称，（如果有多个形参）形参之间使用逗号分开。调用方法时，传入的实参值必须和该方法签名中定义的形参数量、类型和顺序匹配。传入的值不一定要和签名中指定的类型一样，但是必须能不经校正转换为对应的类型。

4parameter 是定义方法时声明的参数，argument 是调用方法时传入的参数。如果二者同时出现，parameter 译为“形参”，argument 译为“实参”。在不引起歧义的情况下，则都译为“参数”。——译者注

　如果 Java 方法没有实参，其形参列表是 ()，而不是 (void)。C 和 C++ 程序员要特别注意，Java 不把 void 当作一种类型。

Java 允许程序员定义和调用参数数量不定的方法，使用的句法叫变长参数（varargs），本章后面会详细介绍。

方法签名的最后一部分是 throws 子句，列出方法能抛出的已检异常（checked exception）。已检异常是一系列异常类，必须在能抛出它们的方法中使用 throws 子句列出。如果方法使用 throw 语句抛出一个已检异常，或者调用的其他方法抛出一个没有捕获或处理的已检异常，声明这个方法时就必须指明能抛出这个异常。如果方法能抛出一个或多个已检异常，要在参数列表后面使用 throws 关键字指明能抛出的异常类。如果方法不会抛出异常，无需使用 throws 关键字。如果方法抛出的异常类型不止一个，要使用逗号分隔异常类的名称。稍后还会再说明。

2.6.2　方法修饰符

方法的修饰符包含零个或多个修饰符关键字，例如 public、static 或 abstract。下面列出允许使用的修饰符及其意义。

abstract

使用 abstract 修饰的方法没有实现主体。组成普通方法主体的花括号和 Java 语句使用一个分号代替。如果类中有使用 abstract 修饰的方法，类本身也必须使用 abstract 声明。这种类不完整，不能实例化（参见第 3 章）。

final

使用 final 修饰的方法不能被子类覆盖或隐藏，能获得普通方法无法得到的编译器优化。所有使用 private 修饰的方法都隐式添加了 final 修饰符；使用 final 声明的任何类，其中的所有方法也都隐式添加 final 修饰符。

native

native 修饰符表明方法的实现使用某种“本地”语言编写，例如 C 语言，并且开放给 Java 程序使用。native 修饰的方法和 abstract 修饰的方法一样，没有主体：花括号使用一个分号代替。

实现 native 修饰的方法

Java 刚出现时，使用 native 修饰方法有时是为了提高效率。现在几乎不需要这么做了。现在，使用 native 修饰方法的目的是，把 Java 代码集成到现有的 C 或 C++ 库中。native 修饰的方法和所在平台无关，如何把实现和方法声明所在的 Java 类链接起来，取决于 Java 虚拟机的实现方式。本书没有涵盖使用 native 修饰的方法。

public、protected、private

这些访问修饰符指定方法是否能在定义它的类之外使用，或者能在何处使用。这些非常重要的修饰符在第 3 章说明。

static

使用 static 声明的方法是类方法，关联在类自己身上，而不是类的实例身上（第 3 章会详细说明）。

strictfp

在这个很少使用的奇怪修饰符中，fp 的意思是“浮点”（floating point）。一般情况下，Java 会利用运行时所在平台的浮点硬件提供的可用扩展精度。添加这个关键字后，运行 strictfp 修饰的方法时，Java 会严格遵守标准，而且就算结果不精确，也只使用 32 位或 64 位浮点数格式进行浮点运算。

synchronized

synchronized 修饰符的作用是实现线程安全的方法。线程调用 synchronized 修饰的方法之前，必须先为方法所在的类（针对 static 修饰的方法）或对应的类实例（针对没使用 static 修饰的方法）获取一个锁，避免两个线程同时执行该方法。

synchronized 修饰符是实现的细节（因为方法可以通过其他方式实现线程安全），不是方法规范或 API 的正式组成部分。好的文档应该明确说明方法是否线程安全；当编写多线程程序时，不应通过方法中是否有 synchronized 关键词来判断方法是否线程安全。

　注解是特例（注解的详细介绍参见第 4 章）——注解可以看作方法修饰符和额外补充信息的折中方案。

2.6.3　已检异常和未检异常

Java 的异常处理机制会区分两种不同的异常类型：已检异常和未检异常。

已检异常和未检异常之间的区别在于异常在什么情况下抛出。已检异常在明确的特定情况下抛出，经常是应用能部分或完全恢复的情况。

例如，某段代码要在多个可能的目录中寻找配置文件。如果试图打开的文件不在某个目录中，就会抛出 FileNotFoundException 异常。在这个例子中，我们想捕获这个异常，然后在文件可能出现的下一个位置继续尝试。也就是说，虽然文件不存在是异常状况，但可以从中恢复，这是意料之中的失败。

然而，在 Java 环境中有些失败是无法预料的，这些失败可能是由运行时条件或滥用库代码导致的。例如，无法正确预知 OutOfMemoryError 异常；又如，把无效的 null 传给使用对象或数组的方法，会抛出 NullPointerException 异常。

这些是未检异常。基本上任何方法在任何时候都可能抛出未检异常。这是 Java 环境中的墨菲定律：“会出错的事总会出错。”从未检异常中恢复，虽说不是不可能，但往往很难，因为完全不可预知。

若想区分已检异常和未检异常，记住两点：异常是 Throwable 对象，而且异常主要分为两类，通过 Error 和 Exception 子类标识。只要异常对象是 Error 类，就是未检异常。Exception 类还有一个子类 RuntimeException，RuntimeException 类的所有子类都属于未检异常。除此之外，都是已检异常。

处理已检异常

Java 为已检异常和未检异常制定了不同的规则。如果定义的方法会抛出已检异常，就必须在方法签名的 throws 子句中声明这个异常。Java 编译器会检查方法签名，确保的确声明了；如果没声明，会导致编译出错（所以才叫“已检异常”）。

就算自己从不抛出已检异常，有时也必须使用 throws 子句声明已检异常。如果方法中调用了会抛出已检异常的方法，要么加入异常处理代码处理这个异常，要么使用 throws 子句声明这个方法也能抛出这个异常。

例如，下述方法使用标准库中的 java.net 和 URL 类（第 10 章会介绍）访问网页，尝试估算网页的大小。所用的方法和构造方法会抛出各种 java.io.IOException 异常对象，所以在 throws 子句中声明了：

public static int estimateHomepageSize(String host) throws IOException {
    URL url = new URL("htp://"+ host +"/");
    try (InputStream in = url.openStream()) {
        return in.available();
    }
}

其实，上述代码有个问题：协议名拼写错了——没有名为 htp:// 的协议。所以，estimateHomepageSize() 方法会一直失败，抛出 MalformedURLException 异常。

你怎么知道要调用的方法会抛出已检异常呢？可以查看这个方法的签名。如果签名中没有，但又必须处理或声明调用的方法抛出的异常时，Java 编译器会（通过编译错误消息）告诉你。

2.6.4　变长参数列表

方法可以声明为接受数量不定的参数，调用时也可以传入数量不定的参数。这种方法一般叫作变长参数方法。格式化打印方法 System.out.printf() 和 String 类相关的 format() 方法，以及 java.lang.reflect 中反射 API 的一些重要方法，都使用变长参数。

变长参数列表的声明方式为，在方法最后一个参数的类型后面加上省略号（…），指明最后一个参数可以重复零次或多次。例如：

public static int max(int first, int... rest) {
    /* 暂时省略主体 */
}

变长参数方法纯粹由编译器处理，把数量不定的参数转换为一个数组。对 Java 运行时来说，上面的 max() 方法和下面这个没有区别：

public static int max(int first, int[] rest) {
    /* 暂时省略主体 */
}

把变长参数方法的签名转换为真正的签名，只需把 … 换成 []。记住，参数列表中只能有一个省略号，而且只能出现在最后一个参数中。

下面填充 max() 方法的主体：

public static int max(int first, int... rest) {
    int max = first;
    for(int i : rest) { // 合法，因为rest其实就是数组
        if (i > max) max = i;
    }
    return max;
}

声明这个 max() 方法时指定了两个参数，第一个是普通的 int 类型值，但是第二个可以重复零次或多次。下面对 max() 方法的调用都是合法的：

max(0)
max(1, 2)
max(16, 8, 4, 2, 1)

因为变长参数方法被编译成接受数组参数的方法，所以在编译对这类方法的调用得到的代码中，包含创建和初始化这个数组的代码。因此，调用 max(1,2,3) 被编译成：

max(1, new int[] { 2, 3 })

其实，如果参数的方法已经存储在数组中，完全可以直接把数组传给变长参数方法，而不用把数组中的元素取出来一个一个传入。… 参数可以看成一个数组。不过，反过来就不行了：只有使用省略号声明为变长参数方法，才能使用变长参数方法调用的句法。

2.6 方法

2.6 方法

2.6.1 定义方法

2.6.2 方法修饰符

2.6.3 已检异常和未检异常

2.6.4 变长参数列表

2.6　方法

2.6　方法

2.6.1　定义方法

2.6.2　方法修饰符

2.6.3　已检异常和未检异常

2.6.4　变长参数列表