Java基础整理--方法、方法执行内存分析、重载与递归

方法

1. 方法产生的机制

• 某个功能代码只需要写一遍
• 要使用这个功能只需要给这个功能传递具体的数据
• 这个功能完成之后返回一个最终的结果
  这样代码就可以重复利用，提高代码复用性

2. 在返回值类型是void的方法中使用 return 语句用于终止方法的执行

public static void fun(){
        for(int i = 0; i < 6; i++){
            if(i == 3)
                return ; //此处的 return相当于 break
            System.out.println("Hello");
        }
    }

方法执行内存分析

方法在执行过程当中，在JVM中的内存是如何分配的呢，内存是如何变化的？

1. 方法只定义，不调用，是不会执行的，并且在JVM中也不会给该方法分配“运行所属”的内存空间。只有在调用这个方法的时候，才会动态地给这个方法分配所属的内存空间。
2. 在JVM内存划分上有这样三块主要的内存空间（当然除了这三块之外还有其他的内存空间）：
   方法区内存、堆内存、栈内存
3. 数据结构栈的特点？
   

1. 栈帧永远指向栈顶元素
2. 栈顶元素处于活跃状态，其他元素静止
3. 术语： 压栈/入栈/push ； 弹栈/出栈/pop
4. 栈数据结构存储数据的特点：先进后出，后进先出

4. 方法代码片段存在哪里？方法执行的时候执行过程的内存在哪里分配？

• 方法代码片段属于.class字节码文件的一部分，字节码文件在类加载的时候将其放到了方法区内存当中，所以JVM中的三块主要的内存空间中方法区内存最先有数据。存放了代码片段。
• 代码片段虽然在方法区内存当中只有一份，但是可以被重复利用。每一次调用这个方法的时候，需要给该方法分配独立的活动场所，在栈内存中分配。【栈内存中分配方法运行所属的内存空间】

5. 方法在调用的瞬间，会给该方法分配内存空间，会在栈中发生压栈动作，方法执行结束之后，给该方法分配的内存空间全部释放，此时发生弹栈动作。

• 压栈：给方法分配内存
• 弹栈：释放该方法的内存空间

6. 局部变量在方法体中声明，局部变量运行阶段内存在栈中分配。

【案例1】
分析以下程序运行时的内存空间分配

public class MyTest {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 20;
        int retValue = sumInt(a, b); //等于号先执行完右边，然后分配retValue的内存空间
        System.out.println("retValue = " + retValue);
    }

    public static int sumInt(int i, int j) {
        int result = i + j;
        int num = 3;
        int retValue = divide(result, num);
        return retValue;
    }

    public static int divide(int x, int y) {
        int z = x / y;
        return z;
    }
}

分析：

1. 按照程序自上而下执行的顺序，查看哪些字节码文件会被加载到方法区内存，分别是本类编译后的字节码文件，String.class以及System.class，三者依次加载到方法区内存中
2. 在执行方法的时候给方法分配栈内存空间，为局部变量分配内存空间。如main方法中的a和b变量，然后为sumInt方法分配栈内存空间，依次为i, j, result, num分配内存空间，然后分配divide的内存空间；继续依次分配x, y和z的内存空间，return z;语句执行结束后分配sumInt方法中的retValue内存，执行完return retValue;语句后分配main方法中的retValue空间。

【案例2】
分析以下程序的内存空间分配

public class MyTest {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 10;
        method(i);
        System.out.println("main -->" + i); // i=10
    }

    public static void method(int i) {
        i++;
        System.out.println("method -->" + i);// i=11
    }
}

方法重载

1. 方法重载又被称为：overload
2. 什么时候考虑使用方法重载？

• 功能相似的时候，尽可能让方法名相同。但是：功能不同/不相似的时候，尽可能让方法名不同。

3. 什么条件满足之后构成了方法重载？

• 在同一个类中
• 方法名相同
• 参数列表不同：数量不同，顺序不同，类型不同

4. 方法重载和什么有关系，和什么没有关系？

• 方法重载和方法名+参数列表有关系
• 方法重载和返回值类型无关
• 方法重载和修饰列表无关

方法递归

1. 什么是递归？
   递归就是方法自身调用自身
2. 递归是很耗费栈内存的，递归算法可以不用时尽量别用
3. 栈内存溢出的结果是JVM停止工作
   栈内存发生溢出错误，错误时无法挽回的，只有一个结果，就是JVM停止工作
   以下程序会发生栈内存溢出错误（java.lang.StackOverflowError）【不是异常，是错误】

    public static void main(String[] args) {
        dosome();
    }

    public static void dosome() {
        System.out.println("dosome begin");
        dosome();
        System.out.println("dosome end");
    }

4. 递归必须有结束条件，没有结束条件一定会发生栈内存溢出错误
5. 递归即使有了结束条件，即使结束条件是正确的，也有可能发生栈内存溢出错误，因为递归的太深了。
   【案例】
   用递归实现求1+2+…+n

   public static void main(String[] args) {
        int n = 4;
        System.out.println(doSum(n));
    }

    public static int doSum(int n){
        if(n==1)
            return 1;
        else
            return n+doSum(n-1);
    }
	//思路：
	//n+sum(n-1)
	//4+sum(3)
	//4+3+sum(2)
	//4+3+2+sum(1)
	//4+3+2+1

上述程序的内存空间分配情况：

用一个更形象的图来表示递归调用过程，就是如下图所示，将该图逆时针旋转90度就是一个栈。