Java процедуры и функции

Методы Java — как вызывать и использовать

В объектно-ориентированном программировании метод — это именованный блок кода, который объявляется внутри класса и может быть использован многократно. Если вы знакомы с процедурным программированием (Pascal, Basic), вспомните, что такое функция — по принципу работы у неё и метода много общего.

Хорошо написанный метод решает одну практическую задачу: находит квадратный корень из числа (как штатный метод sqrt() в Java), преобразует число в строку (метод toString()), присваивает значения полям объекта и так далее.

Новый метод сначала объявляют и определяют, затем вызывают для нужного объекта или класса.

Штатные — встроенные — методы языка работают со служебными объектами. Например, метод print в Java выводит значения в консоль. Вызывают его так:

Обратите внимание на структуру: у класса System есть поле out — поток ввода/вывода. Поле — тоже объект, и у него есть метод print(), который мы вызываем.

Ещё есть метод println(), который при выводе значений автоматически переводит каретку на следующую строку. Это избавляет от необходимости ставить «n» в месте переноса строки.

Чтобы Java-приложение могло работать, в его базовом классе обязательно нужно объявить метод main.

Как видите, в качестве параметра main принимает массив строк, в данном случае — параметров запуска.

Объявление и определение метода в Java

Методы могут возвращать или не возвращать значения, могут вызываться с указанием параметров или без. Тип возвращаемых данных указывают при объявлении метода — перед его именем.

В примере ниже метод должен найти большее из двух целых чисел, поэтому тип возвращаемого значения — int:

В заголовке метода сначала идут модификаторы, определяющие, на каких условиях он доступен для вызова. Об этом чуть ниже. Вернёмся к заголовку: int — возвращаемый тип, maxFinder — имя метода, в скобках — параметры.

В теле метода заводим переменную max, куда потом запишем большее число. Далее сравниваем значения, фиксируем большее в max и возвращаем.

Обратите внимание, return может работать не только с одной переменной, но и с выражением. Если бы мы не сравнивали значения, а складывали, результат можно было бы вернуть без дополнительной внутренней переменной. В теле метода была бы всего одна строка:

Когда метод не должен ничего возвращать, тип возвращаемого значения указывают как void. А если методу для работы не нужны входные параметры, скобки оставляют пустыми:

Как вызвать метод в Java

Метод с модификатором public можно вызывать из любого класса, в том числе размещенного во внешнем файле. Если нужно, чтобы метод был доступен исключительно внутри своего класса, применяют модификатор private. Есть и более мягкий вариант ограничения доступа: методы с модификатором protected доступны подклассам своего класса и другим классам из того же пакета. Чем сложнее получить доступ к методу извне, тем безопаснее — ниже риск ошибок.

Статический метод в Java принадлежит классу, а не объектам (и экземплярам) класса. Поэтому его вызывают без создания экземпляра.

Для простоты мы сделали методы публичными и статическими и разместили их в главном классе программы.

Вызывают методы двумя способами — в зависимости от того, возвращают они что-то или нет. Если да, подставляем значение, куда нам нужно:

Мы вызвали maxFinder и сразу вывели результат его работы на экран. Для примера числа заданы вручную, как неименованные константы, но в реальных приложениях обычно сравнивают значения переменных.

После вызова метод управляет программой до окончания своей работы: пока в его теле не сработает оператор возврата или прерывания, либо пока не будут выполнены все находящиеся в нём инструкции.

Вызовем theWarning, который ничего не возвращает:

Этот метод обходится без помощников — делает, что должен, и передаёт управление последующему коду.

Вызов метода из другого класса

А если бы maxFinder находился в отдельном классе и был не статическим? Тогда для его вызова пришлось бы сначала создать объект класса, в котором он находится. Допустим, метод находится в классе SampleClass. Вызываем:

Статический метод вызывают через точку от имени класса — вот так:

Перегрузка методов в Java

Что, если нам нужно сравнивать не только целые числа, но и числа с плавающей точкой? Реализовать это поможет перегрузка метода. Копипастим метод maxFinder в тот же класс, заменяем типы всех задействованных значений на double:

Имя метода не меняем! Это и есть перегрузка: компилятор сам выберет, какую из версий метода использовать — в зависимости от того, значения какого типа сравниваем.

Ключевое слово this в методах Java

Ключевое слово this позволяет ссылаться на экземпляры класса: их переменные, методы и конструкторы. Используют this только внутри метода или конструктора экземпляра. Например, вот так можно связать входные параметры метода с одноименными параметрами конкретного экземпляра класса:

Ещё пример — вызов одного конструктора из другого:

Это называется «явный вызов конструктора».

Абстрактные методы в Джаве

Абстрактным называют метод, который объявлен без реализации — он не имеет ни тела, ни даже фигурных скобок. Перед именем такого метода ставят модификатор abstract:

Зачем он такой нужен? В качестве шаблона для других методов из других классов. Вот есть у нас абстрактный класс «Строение», а в нём — абстрактный метод «возвести». Реализовывать эти абстракции нужно через несколько неабстрактных классов-наследников и их методы. Пример: класс «Хижина» — метод «стройХижину», класс «Мост» — метод «стройМост» и др.

Поскольку конкретной реализации у абстрактного класса нет, экземпляры его создавать нельзя. Он — шаблон, который задаёт структуру для других классов и содержит объявления методов.

Кроме этого, рекомендуем помотреть вебинар по введению в ООП на Java, где также будет рассматриваться работа с методами и конструкторами.

В объектно-ориентированном программировании метод — это именованный блок кода, который объявляется внутри класса и может быть использован многократно. Если вы знакомы с процедурным программированием (Pascal, Basic), вспомните, что такое функция — по принципу работы у неё и метода много общего.

Хорошо написанный метод решает одну практическую задачу: находит квадратный корень из числа (как штатный метод sqrt() в Java), преобразует число в строку (метод toString()), присваивает значения полям объекта и так далее.

Новый метод сначала объявляют и определяют, затем вызывают для нужного объекта или класса.

Штатные — встроенные — методы языка работают со служебными объектами. Например, метод print в Java выводит значения в консоль. Вызывают его так:

Обратите внимание на структуру: у класса System есть поле out — поток ввода/вывода. Поле — тоже объект, и у него есть метод print(), который мы вызываем.

Ещё есть метод println(), который при выводе значений автоматически переводит каретку на следующую строку. Это избавляет от необходимости ставить «n» в месте переноса строки.

Чтобы Java-приложение могло работать, в его базовом классе обязательно нужно объявить метод main.

Как видите, в качестве параметра main принимает массив строк, в данном случае — параметров запуска.

Объявление и определение метода в Java

Методы могут возвращать или не возвращать значения, могут вызываться с указанием параметров или без. Тип возвращаемых данных указывают при объявлении метода — перед его именем.

В примере ниже метод должен найти большее из двух целых чисел, поэтому тип возвращаемого значения — int:

В заголовке метода сначала идут модификаторы, определяющие, на каких условиях он доступен для вызова. Об этом чуть ниже. Вернёмся к заголовку: int — возвращаемый тип, maxFinder — имя метода, в скобках — параметры.

В теле метода заводим переменную max, куда потом запишем большее число. Далее сравниваем значения, фиксируем большее в max и возвращаем.

Обратите внимание, return может работать не только с одной переменной, но и с выражением. Если бы мы не сравнивали значения, а складывали, результат можно было бы вернуть без дополнительной внутренней переменной. В теле метода была бы всего одна строка:

Когда метод не должен ничего возвращать, тип возвращаемого значения указывают как void. А если методу для работы не нужны входные параметры, скобки оставляют пустыми:

Как вызвать метод в Java

Метод с модификатором public можно вызывать из любого класса, в том числе размещенного во внешнем файле. Если нужно, чтобы метод был доступен исключительно внутри своего класса, применяют модификатор private. Есть и более мягкий вариант ограничения доступа: методы с модификатором protected доступны подклассам своего класса и другим классам из того же пакета. Чем сложнее получить доступ к методу извне, тем безопаснее — ниже риск ошибок.

Статический метод в Java принадлежит классу, а не объектам (и экземплярам) класса. Поэтому его вызывают без создания экземпляра.

Для простоты мы сделали методы публичными и статическими и разместили их в главном классе программы.

Вызывают методы двумя способами — в зависимости от того, возвращают они что-то или нет. Если да, подставляем значение, куда нам нужно:

Мы вызвали maxFinder и сразу вывели результат его работы на экран. Для примера числа заданы вручную, как неименованные константы, но в реальных приложениях обычно сравнивают значения переменных.

После вызова метод управляет программой до окончания своей работы: пока в его теле не сработает оператор возврата или прерывания, либо пока не будут выполнены все находящиеся в нём инструкции.

Вызовем theWarning, который ничего не возвращает:

Этот метод обходится без помощников — делает, что должен, и передаёт управление последующему коду.

Вызов метода из другого класса

А если бы maxFinder находился в отдельном классе и был не статическим? Тогда для его вызова пришлось бы сначала создать объект класса, в котором он находится. Допустим, метод находится в классе SampleClass. Вызываем:

Статический метод вызывают через точку от имени класса — вот так:

Перегрузка методов в Java

Что, если нам нужно сравнивать не только целые числа, но и числа с плавающей точкой? Реализовать это поможет перегрузка метода. Копипастим метод maxFinder в тот же класс, заменяем типы всех задействованных значений на double:

Имя метода не меняем! Это и есть перегрузка: компилятор сам выберет, какую из версий метода использовать — в зависимости от того, значения какого типа сравниваем.

Ключевое слово this в методах Java

Ключевое слово this позволяет ссылаться на экземпляры класса: их переменные, методы и конструкторы. Используют this только внутри метода или конструктора экземпляра. Например, вот так можно связать входные параметры метода с одноименными параметрами конкретного экземпляра класса:

Ещё пример — вызов одного конструктора из другого:

Это называется «явный вызов конструктора».

Абстрактные методы в Джаве

Абстрактным называют метод, который объявлен без реализации — он не имеет ни тела, ни даже фигурных скобок. Перед именем такого метода ставят модификатор abstract:

Зачем он такой нужен? В качестве шаблона для других методов из других классов. Вот есть у нас абстрактный класс «Строение», а в нём — абстрактный метод «возвести». Реализовывать эти абстракции нужно через несколько неабстрактных классов-наследников и их методы. Пример: класс «Хижина» — метод «стройХижину», класс «Мост» — метод «стройМост» и др.

Поскольку конкретной реализации у абстрактного класса нет, экземпляры его создавать нельзя. Он — шаблон, который задаёт структуру для других классов и содержит объявления методов.

Кроме этого, рекомендуем помотреть вебинар по введению в ООП на Java, где также будет рассматриваться работа с методами и конструкторами.

Функции

Зачастую нам надо повторять одно и то же действие во многих частях программы.

Например, необходимо красиво вывести сообщение при приветствии посетителя, при выходе посетителя с сайта, ещё где-нибудь.

Чтобы не повторять один и тот же код во многих местах, придуманы функции. Функции являются основными «строительными блоками» программы.

Примеры встроенных функций вы уже видели – это alert(message) , prompt(message, default) и confirm(question) . Но можно создавать и свои.

Объявление функции

Для создания функций мы можем использовать объявление функции.

Пример объявления функции:

Вначале идёт ключевое слово function , после него имя функции, затем список параметров в круглых скобках через запятую (в вышеприведённом примере он пустой) и, наконец, код функции, также называемый «телом функции», внутри фигурных скобок.

Наша новая функция может быть вызвана по её имени: showMessage() .

Вызов showMessage() выполняет код функции. Здесь мы увидим сообщение дважды.

Этот пример явно демонстрирует одно из главных предназначений функций: избавление от дублирования кода.

Если понадобится поменять сообщение или способ его вывода – достаточно изменить его в одном месте: в функции, которая его выводит.

Локальные переменные

Переменные, объявленные внутри функции, видны только внутри этой функции.

Внешние переменные

У функции есть доступ к внешним переменным, например:

Функция обладает полным доступом к внешним переменным и может изменять их значение.

Внешняя переменная используется, только если внутри функции нет такой локальной.

Если одноимённая переменная объявляется внутри функции, тогда она перекрывает внешнюю. Например, в коде ниже функция использует локальную переменную userName . Внешняя будет проигнорирована:

Переменные, объявленные снаружи всех функций, такие как внешняя переменная userName в вышеприведённом коде – называются глобальными.

Глобальные переменные видимы для любой функции (если только их не перекрывают одноимённые локальные переменные).

Желательно сводить использование глобальных переменных к минимуму. В современном коде обычно мало или совсем нет глобальных переменных. Хотя они иногда полезны для хранения важнейших «общепроектовых» данных.

Параметры

Мы можем передать внутрь функции любую информацию, используя параметры (также называемые аргументы функции).

В нижеприведённом примере функции передаются два параметра: from и text .

Когда функция вызывается в строках (*) и (**) , переданные значения копируются в локальные переменные from и text . Затем они используются в теле функции.

Вот ещё один пример: у нас есть переменная from , и мы передаём её функции. Обратите внимание: функция изменяет значение from , но это изменение не видно снаружи. Функция всегда получает только копию значения:

Параметры по умолчанию

Если параметр не указан, то его значением становится undefined .

Например, вышеупомянутая функция showMessage(from, text) может быть вызвана с одним аргументом:

Это не приведёт к ошибке. Такой вызов выведет «Аня: undefined» . В вызове не указан параметр text , поэтому предполагается, что text === undefined .

Если мы хотим задать параметру text значение по умолчанию, мы должны указать его после = :

Теперь, если параметр text не указан, его значением будет «текст не добавлен»

В данном случае «текст не добавлен» это строка, но на её месте могло бы быть и более сложное выражение, которое бы вычислялось и присваивалось при отсутствии параметра. Например:

В JavaScript параметры по умолчанию вычисляются каждый раз, когда функция вызывается без соответствующего параметра.

В примере выше anotherFunction() будет вызываться каждый раз, когда showMessage() вызывается без параметра text .

Ранние версии JavaScript не поддерживали параметры по умолчанию. Поэтому существуют альтернативные способы, которые могут встречаться в старых скриптах.

Например, явная проверка на undefined :

…Или с помощью оператора || :

Возврат значения

Функция может вернуть результат, который будет передан в вызвавший её код.

Простейшим примером может служить функция сложения двух чисел:

Директива return может находиться в любом месте тела функции. Как только выполнение доходит до этого места, функция останавливается, и значение возвращается в вызвавший её код (присваивается переменной result выше).

Вызовов return может быть несколько, например:

Возможно использовать return и без значения. Это приведёт к немедленному выходу из функции.

В коде выше, если checkAge(age) вернёт false , showMovie не выполнит alert .

Если функция не возвращает значения, это всё равно, как если бы она возвращала undefined :

Пустой return аналогичен return undefined :

Для длинного выражения в return может быть заманчиво разместить его на нескольких отдельных строках, например так:

Код не выполнится, потому что интерпретатор JavaScript подставит точку с запятой после return . Для него это будет выглядеть так:

Таким образом, это фактически стало пустым return .

Если мы хотим, чтобы возвращаемое выражение занимало несколько строк, нужно начать его на той же строке, что и return . Или, хотя бы, поставить там открывающую скобку, вот так:

И тогда всё сработает, как задумано.

Выбор имени функции

Функция – это действие. Поэтому имя функции обычно является глаголом. Оно должно быть простым, точным и описывать действие функции, чтобы программист, который будет читать код, получил верное представление о том, что делает функция.

Как правило, используются глагольные префиксы, обозначающие общий характер действия, после которых следует уточнение. Обычно в командах разработчиков действуют соглашения, касающиеся значений этих префиксов.

Например, функции, начинающиеся с «show» обычно что-то показывают.

Функции, начинающиеся с…

• «get…» – возвращают значение,
• «calc…» – что-то вычисляют,
• «create…» – что-то создают,
• «check…» – что-то проверяют и возвращают логическое значение, и т.д.

Примеры таких имён:

Благодаря префиксам, при первом взгляде на имя функции становится понятным что делает её код, и какое значение она может возвращать.

Функция должна делать только то, что явно подразумевается её названием. И это должно быть одним действием.

Два независимых действия обычно подразумевают две функции, даже если предполагается, что они будут вызываться вместе (в этом случае мы можем создать третью функцию, которая будет их вызывать).

Несколько примеров, которые нарушают это правило:

• getAge – будет плохим выбором, если функция будет выводить alert с возрастом (должна только возвращать его).
• createForm – будет плохим выбором, если функция будет изменять документ, добавляя форму в него (должна только создавать форму и возвращать её).
• checkPermission – будет плохим выбором, если функция будет отображать сообщение с текстом доступ разрешён/запрещён (должна только выполнять проверку и возвращать её результат).

В этих примерах использовались общепринятые смыслы префиксов. Конечно, вы в команде можете договориться о других значениях, но обычно они мало отличаются от общепринятых. В любом случае вы и ваша команда должны точно понимать, что значит префикс, что функция с ним может делать, а чего не может.

Имена функций, которые используются очень часто, иногда делают сверхкороткими.

Например, во фреймворке jQuery есть функция с именем $ . В библиотеке Lodash основная функция представлена именем _ .

Это исключения. В основном имена функций должны быть в меру краткими и описательными.

Функции == Комментарии

Функции должны быть короткими и делать только что-то одно. Если это что-то большое, имеет смысл разбить функцию на несколько меньших. Иногда следовать этому правилу непросто, но это определённо хорошее правило.

Небольшие функции не только облегчают тестирование и отладку – само существование таких функций выполняет роль хороших комментариев!

Например, сравним ниже две функции showPrimes(n) . Каждая из них выводит простое число до n .

Первый вариант использует метку nextPrime :

Второй вариант использует дополнительную функцию isPrime(n) для проверки на простое:

Второй вариант легче для понимания, не правда ли? Вместо куска кода мы видим название действия ( isPrime ). Иногда разработчики называют такой код самодокументируемым.

Таким образом, допустимо создавать функции, даже если мы не планируем повторно использовать их. Такие функции структурируют код и делают его более понятным.

Итого

Объявление функции имеет вид:

• Передаваемые значения копируются в параметры функции и становятся локальными переменными.
• Функции имеют доступ к внешним переменным. Но это работает только изнутри наружу. Код вне функции не имеет доступа к её локальным переменным.
• Функция может возвращать значение. Если этого не происходит, тогда результат равен undefined .

Для того, чтобы сделать код более чистым и понятным, рекомендуется использовать локальные переменные и параметры функций, не пользоваться внешними переменными.

Функция, которая получает параметры, работает с ними и затем возвращает результат, гораздо понятнее функции, вызываемой без параметров, но изменяющей внешние переменные, что чревато побочными эффектами.

• Имя функции должно понятно и чётко отражать, что она делает. Увидев её вызов в коде, вы должны тут же понимать, что она делает, и что возвращает.
• Функция – это действие, поэтому её имя обычно является глаголом.
• Есть много общепринятых префиксов, таких как: create… , show… , get… , check… и т.д. Пользуйтесь ими как подсказками, поясняющими, что делает функция.

Функции являются основными строительными блоками скриптов. Мы рассмотрели лишь основы функций в JavaScript, но уже сейчас можем создавать и использовать их. Это только начало пути. Мы будем неоднократно возвращаться к функциям и изучать их всё более и более глубоко.

Задачи

Обязателен ли «else»?

Следующая функция возвращает true , если параметр age больше 18 .

В ином случае она запрашивает подтверждение через confirm и возвращает его результат:

Будет ли эта функция работать как-то иначе, если убрать else ?

Есть ли хоть одно отличие в поведении этого варианта?

Оба варианта функций работают одинаково, отличий нет.

Перепишите функцию, используя оператор ‘?’ или ‘||’

Следующая функция возвращает true , если параметр age больше 18 .

В ином случае она задаёт вопрос confirm и возвращает его результат.

Перепишите функцию, чтобы она делала то же самое, но без if , в одну строку.

Сделайте два варианта функции checkAge :

1. Используя оператор ?
2. Используя оператор ||

решение

Используя оператор || (самый короткий вариант):

Обратите внимание, что круглые скобки вокруг age > 18 не обязательны. Они здесь для лучшей читаемости кода.

Функция min(a, b)

Напишите функцию min(a,b) , которая возвращает меньшее из чисел a и b .

Вариант решения с использованием if :

Вариант решения с оператором ? :

P.S. В случае равенства a == b не имеет значения, что возвращать.

Функция pow(x,n)

Напишите функцию pow(x,n) , которая возвращает x в степени n . Иначе говоря, умножает x на себя n раз и возвращает результат.

Создайте страницу, которая запрашивает x и n , а затем выводит результат pow(x,n) .

Создание (определение) функции

Пора научиться создавать собственные функции! Код, в котором создаётся функция, называется определением функции.

Вот простейший пример функции, которая печатает в консоль ‘“Hello world!”‘ (напомним, это побочный эффект):

Функции могут возвращать или не возвращать значения, могут вызываться с указанием параметров или без. Тип возвращаемых данных указывают при объявлении функции — перед её именем.

В примере выше функция просто печатает в консоль и ничего не должна возвращать, поэтому тип возвращаемого значения — void.

В заголовке функции сначала идут модификаторы, определяющие, на каких условиях она доступна для вызова. static означает, что функция не пользуется членами того класса, к которому относится (напомним, в Java всякая функция относится к какому-то классу, но классы мы в этом курсе не изучаем).

Чтобы Java-приложение могло работать, в каком-то его классе обязательно нужно объявить такую функцию main, как мы делали ранее во всех примерах:

Именно эта функция и будет вызвана при запуске приложения, поэтому в ней мы и писали код, который хотели выполнить. В примерах мы объявляли эту функцию в классе App.

Создадим нашу первую функцию. У неё будет одна задача: выводить на экран текст Today is: December 5 .

Нужно назвать функцию так, чтобы из названия была понятна её задача. Давайте дадим ей имя showDate :

В нашей функции только две строчки кода, но их может быть сколько угодно. Функции можно считать программами внутри программ.

Вот полная программа, c определением функции и вызовом:

В ней не только функция main, но и showDate описана в классе App, поэтому функция showDate вызывается выражением App.showDate — но на самом деле если обе функции описаны в одном и том же классе, как здесь, то одна из них может вызывать другую без указания имени класса: не App.showDate(), а просто showDate().

Мы могли бы использовать подобную функцию на сайте или в какой-нибудь программе, чтобы выводить текущую дату на экран. Но в текущем виде функция не справится с задачей, ведь она всегда выводит Today is: December 5 .

Давайте улучшим функцию так, чтобы она принимала дату в качестве аргумента и выводила её на экран.

Определим и вызовем нашу обновленную функцию:

Теперь понятно, зачем нужны были круглые скобки после имени функции: в них можно указать аргументы. Теперь наша функция принимает один аргумент — date , имеющий тип String (так называется в Java тип, соответствующий строке текста).

Заметьте: мы не создаём переменную date , но используем её в теле функции. Java работает так: переменная сама создаётся при вызове и указанное значение (в нашем примере — ‘January 29’ ) записывается в эту переменную.

Аргументы можно называть как угодно, их имена имеют смысл исключительно в теле функции.

Аргументов может быть несколько. В таком случае в определении функции мы делаем то же самое, что в вызове: просто указываем аргументы через запятую.

Полный пример определения функции с несколькими аргументами и её вызова:

Главное — помнить про порядок: в каком порядке аргументы стоят при определении функции, в таком же порядке они должны передаваться при вызове.

Задание

Реализуйте функцию printJaimesLine , которая принимает один аргумент — строку, и выводит реплику на экран в формате JAIME: переданная_строка .

Как назвать переменную, которая будет аргументом — решайте сами.

Наша система содержит код, скрытый от вас. В этом упражнении скрыт вызов функции printJaimesLine . Так мы проверяем ваше решение.

Вам не нужно самостоятельно вызывать функцию, только определить её. Но для наглядности — вот как наша система вызывает её:

чтобы мы могли вызвать эту функцию из другого класса, нужно ее пометить не только ключевым словом static, но еще и public.