进一步理解函数

函数的定义和基本调用应该是比较容易理解的，但有很多细节可能令初学者困惑，包括参数传递、返回、函数命名、调用过程等，我们逐个介绍。

1.参数传递
有两类特殊类型的参数：数组和可变长度的参数。
（1）数组
数组作为参数与基本类型是不一样的，基本类型不会对调用者中的变量造成任何影响，但数组不是，在函数内修改数组中的元素会修改调用者中的数组内容。我们看个例子：
public static void reset(int[] arr){
for(int i=0;i<arr.length;i++){
arr[i] = i;
}
}
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {10,20,30,40};
reset(arr);
for(int i=0;i<arr.length;i++){
System.out.println(arr[i]);
}
}
在reset函数内给参数数组元素赋值，在main函数中数组arr的值也会变。
这个其实也容易理解，我们在1.2节介绍过，一个数组变量有两块空间，一块用于存储数组内容本身，另一块用于存储内容的位置，给数组变量赋值不会影响原有的数组内容本身，而只会让数组变量指向一个不同的数组内容空间。
在上例中，函数参数中的数组变量arr和main函数中的数组变量arr存储的都是相同的位置，而数组内容本身只有一份数据，所以，在reset中修改数组元素内容和在main中修改是完全一样的。
（2）可变长度的参数
前面介绍的函数，参数个数都是固定的，但有时候可能希望参数个数不是固定的，比如求若干个数的最大值，可能是两个，也可能是多个。Java支持可变长度的参数，如下例所示：
public static int max(int min, int ... a){
int max = min;
for(int i=0;i<a.length;i++){
if(max<a[i]){
max = a[i];
}
}
return max;
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(max(0));
System.out.println(max(0,2));
System.out.println(max(0,2,4));
System.out.println(max(0,2,4,5));
}这个max函数接受一个最小值，以及可变长度的若干参数，返回其中的最大值。可变长度参数的语法是在数据类型后面加三个点“...”，在函数内，可变长度参数可以看作是数组。可变长度参数必须是参数列表中的最后一个，一个函数也只能有一个可变长度的参数。
可变长度参数实际上会转换为数组参数，也就是说，函数声明max（int min，int...a）实际上会转换为max（int min，int[]a），在main函数调用max（0，2，4，5）的时候，实际上会转换为调用max（0，new int[]{2，4，5}），使用可变长度参数主要是简化了代码书写。

2.理解返回
对初学者，我们强调下return的含义。函数返回值类型为void时，return不是必需的，在没有return的情况下，会执行到函数结尾自动返回。return用于显式结束函数执行，返回调用方。
return可以用于函数内的任意地方，可以在函数结尾，也可以在中间，可以在if语句内，可以在for循环内，用于提前结束函数执行，返回调用方。
函数返回值类型为void也可以使用return，即“return；”，不用带值，含义是返回调用方，只是没有返回值而已。
函数的返回值最多只能有一个，那如果实际情况需要多个返回值呢？比如，计算一个整数数组中的最大的前三个数，需要返回三个结果。这个可以用数组作为返回值，在函数内创建一个包含三个元素的数组，然后将前三个结果赋给对应的数组元素。
如果实际情况需要的返回值是一种复合结果呢？比如，查找一个字符数组中所有重复出现的字符以及重复出现的次数。这个可以用对象作为返回值，我们在第3章介绍类和对象。虽然返回值最多只能有一个，但其实一个也够了。

3.重复的命名
每个函数都有一个名字，这个名字表示这个函数的意义，名字可以重复吗？在不同的类里，答案是肯定的，在同一个类里，要看情况。
同一个类里，函数可以重名，但是参数不能完全一样，即要么参数个数不同，要么参数个数相同但至少有一个参数类型不一样。
同一个类中函数名相同但参数不同的现象，一般称为函数重载
。为什么需要函数重载呢？一般是因为函数想表达的意义是一样的，但参数个数或类型不一样。比如，求两个数的最大值，在Java的Math库中就定义了4个函数，如下所示：
public static double max(double a, double b)
public static float max(float a, float b)
public static int max(int a, int b)
public static long max(long a, long b)

4.调用的匹配过程
在之前介绍函数调用的时候，我们没有特别说明参数的类型。这里说明一下，参数传递实际上是给参数赋值，调用者传递的数据需要与函数声明的参数类型是匹配的，但不要求完全一样。什么意思呢？Java编译器会自动进行类型转换，并寻找最匹配的函数，比如：
char a = 'a';
char b = 'b';
System.out.println(Math.max(a,b));

参数是字符类型的，但Math并没有定义针对字符类型的max函数，这是因为char其实是一个整数（我们在2.4节会说明），Java会自动将char转换为int，然后调用Math.max（int a，int b），屏幕会输出整数结果98。
如果Math中没有定义针对int类型的max函数呢？调用也会成功，会调用long类型的max函数。如果long也没有呢？会调用float型的max函数。如果float也没有，会调用double型的。Java编译器会自动寻找最匹配的。
在只有一个函数的情况下，即没有重载，只要可以进行类型转换，就会调用该函数，在有函数重载的情况下，会调用最匹配的函数。

5.递归函数
函数大部分情况下都是被别的函数调用的，但其实函数也可以调用它自己，调用自己的函数就叫递归函数
。为什么需要自己调用自己呢？我们来看一个例子，求一个数的阶乘，数学中一个数n的阶乘，表示为n！，它的值定义是这样的：
0！=1
n！=（n-1）！×n
0的阶乘是1，n的阶乘的值是n-1的阶乘的值乘以n，这个定义是一个递归的定义，为求n的值，需先求n-1的值，直到0，然后依次往回退。用递归表达的计算用递归函数容易实现，代码如下：
public static long factorial(int n){
if(n==0){
return 1;
}else{
return n*factorial(n-1);
}
}
看上去应该是比较容易理解的，和数学定义类似。递归函数形式上往往比较简单，但递归其实是有开销的，而且使用不当，可能会出现意外的结果，比如说这个调用：
System.out.println(factorial(100000));

系统并不会给出任何结果，而会抛出异常。异常我们在第6章介绍，此处理解为系统错误就可以了。异常类型为java.lang.StackOverflowError，这是什么意思呢？这表示栈溢出错误，要理解这个错误，我们需要理解函数调用的实现原理，我们1.7节介绍。
那递归不可行的情况下怎么办呢？递归函数经常可以转换为非递归的形式，通过循环实现。比如，求阶乘的例子，其非递归形式的定义是：
n！=1×2×3×…×n
这个可以用循环来实现，代码如下：
public static long factorial(int n){
long result = 1;
for(int i=1; i<=n; i++){
result=result*i;
}
return result;
}

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