Методы Java

Метод в Java — это именованный блок кода, который можно вызвать из других частей программы. Методы помогают избежать дублирования: вместо того чтобы писать одно и то же вычисление или одну и ту же пятистрочную операцию в трёх местах, вы помещаете их в метод и вызываете три раза.

Вы уже видели один метод на каждой странице этой книги — main. Каждая программа на Java — это просто класс хотя бы с одним методом, который JVM умеет запускать. В этой части книги мы рассмотрим, как писать собственные методы.

Анатомия метода

Объявление метода состоит из пяти частей: модификаторы, тип возврата, имя, список параметров и тело.

public static int square(int n) {
  return n * n;
}

• public static — модификаторы. public управляет видимостью; static означает, что метод принадлежит классу, а не экземпляру. Мы подробно рассмотрим оба модификатора в последующих частях; пока что каждый метод, который вы пишете в верхнеуровневом утилитарном классе, будет public static.
• int — тип возврата. Тип значения, которое метод возвращает вызывающему коду. Используйте void, если метод ничего не возвращает.
• square — имя. По соглашению используется lowerCamelCase, имя должно быть глаголом или глагольным словосочетанием, описывающим, что делает метод.
• (int n) — список параметров. Входные данные, которые должен передать вызывающий код. Каждый параметр — это тип и имя.
• { ... } — тело. Код, который выполняется при вызове метода.

Вызов метода

После определения метод вызывается по его имени, за которым следует (...) с передаваемыми аргументами:

int result = square(7);   // result is 49
System.out.println(square(3) + square(4));   // 9 + 16 = 25

Значение, возвращаемое методом, можно использовать как любое другое выражение — присваивать переменной, передавать в качестве аргумента, выводить на экран, складывать с чем-либо.

Оператор return

return делает две вещи: немедленно останавливает выполнение метода и передаёт значение обратно вызывающему коду.

public static int absolute(int n) {
  if (n < 0) {
    return -n;
  }
  return n;
}

Как только выполняется return -n, метод завершается — второй return n не выполняется. Метод с типом возврата, отличным от void, должен возвращать значение на каждом возможном пути выполнения кода; компилятор откажется компилировать программу, если какой-либо путь пропущен.

Для методов void можно использовать голый return; для досрочного выхода, но писать его в конце необязательно:

public static void greet(String name) {
  if (name == null) return;          // early exit
  System.out.println("Hello, " + name);
}                                    // implicit return at the closing brace

Параметры и аргументы

Имена в сигнатуре метода — это параметры; значения, передаваемые в точке вызова, — это аргументы. Различие невелико, но его стоит понять правильно:

public static int sum(int a, int b) {   // a, b are parameters
  return a + b;
}

int x = 3, y = 4;
int total = sum(x, y);                   // x, y are arguments

Каждый вызов получает собственные свежие копии параметров. Присваивание значения a внутри sum не изменяет x в точке вызова. Глава о передаче по значению подробно рассматривает эту тему.

Правила типов возврата

Выражение после return должно быть совместимо по присваиванию с объявленным типом возврата — быть того же типа или типа, который Java может неявно расширить до него:

public static double half(int n) {
  return n / 2.0;       // int / double → double, fine
}

public static int half(int n) {
  return n / 2.0;       // ERROR: double cannot be implicitly narrowed to int
}

Если действительно нужно сузить тип, используйте явное приведение: return (int)(n / 2.0);.

Методы могут вызывать другие методы

Тело метода — это обычный код, в том числе вызовы других методов и даже самого себя (см. рекурсию):

public static int square(int n)   { return n * n; }
public static int sumOfSquares(int a, int b) {
  return square(a) + square(b);
}

Создание небольших, единственной цели методов и их компоновка — это суть написания читаемого кода на Java.

Возврат значения — это не вывод на экран

Распространённая ошибка новичков: метод, который выводит значение, и метод, который возвращает его, не взаимозаменяемы. return передаёт значение обратно, чтобы вызывающий код мог его использовать; System.out.println только записывает текст в консоль, и вызывающий код ничего не получает.

public static void printSquare(int n) {
  System.out.println(n * n);   // shows the result, returns void
}

public static int square(int n) {
  return n * n;                // gives the result back to the caller
}

Результат square можно сохранить, добавить к чему-либо или передать дальше, но int x = printSquare(5); не скомпилируется — printSquare возвращает void. Предпочтительнее возвращать значение и позволять вызывающему коду решать, выводить его или нет; это делает метод повторно используемым.

Перегрузка: одно имя, разные параметры

Java позволяет двум и более методам иметь одно и то же имя при условии, что их списки параметров различаются — по количеству параметров или их типам. Это называется перегрузкой, и компилятор выбирает нужный метод на основании переданных аргументов:

public static int max(int a, int b)          { return a > b ? a : b; }
public static double max(double a, double b)  { return a > b ? a : b; }
public static int max(int a, int b, int c)    { return max(max(a, b), c); }

max(3, 9) вызывает первый метод, max(2.5, 1.5) — второй, а max(4, 1, 7) — третий. Только тип возврата недостаточен для различения перегрузок — имеют значение только параметры. Глава о перегрузке методов подробно рассматривает правила сопоставления.

Где живут методы

Метод всегда находится внутри класса. Нельзя написать функцию верхнего уровня, как это возможно в JavaScript или Python. Класс — это контейнер; метод — один из его членов. Таким образом, полный файл с двумя методами выглядит следующим образом:

public class MathUtils {
  public static int square(int n) {
    return n * n;
  }

  public static int cube(int n) {
    return n * n * n;
  }
}

Из main того же класса их вызывают как square(5) и cube(2). Из другого класса нужно уточнять: MathUtils.square(5).

Практический пример

Что дальше

Теперь, когда вы умеете объявлять и вызывать методы, следующий вопрос — как данные передаются в них. Глава о параметрах подробно рассматривает детали — как аргументы сопоставляются с параметрами, какие типы допустимы и что происходит, когда вызывающий код передаёт объекты вместо примитивов.

Практика