Java 方法詳解：定義、呼叫、重載、遞迴與最佳實踐

方法是解決特定問題的程式碼塊，封裝在類別或物件中。System.out.println() 即為呼叫 System 類別的 out 物件之 println() 方法。

方法的優勢

• 程式碼更簡潔清晰
• 易於維護與除錯
• 提高開發效率
• 強化程式碼複用性

方法定義語法

修飾符 返回值型別 方法名(參數型別 參數名, ...) {
    // 方法主體
    return 返回值;
}

組成要素：

• 修飾符： 如 public、static、private 等，定義存取權限。
• 返回值型別： 方法回傳資料型別；無返回值用 void。
• 方法名： 命名規則：字母/底線/$ 開頭，可含數字。
• 參數列表： 型別、順序、個數構成方法簽名一部分；可無參數。
• 方法主體： 實作具體邏輯的程式碼。

範例：求兩數最大值

/** 返回兩個整數較大值 */
public static int max(int num1, int num2) {
    int result;
    if (num1 > num2) result = num1;
    else result = num2;
    return result;
}

方法呼叫機制

• 有返回值： 呼叫視為運算式，如 int larger = max(30, 40);
• 無返回值： 呼叫為獨立陳述句，如 System.out.println("Hello");

呼叫時控制權轉移至被呼叫方法，執行 return 或結束主體後返回呼叫點。

完整範例

public class TestMax {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 5, j = 2;
        int k = max(i, j);
        System.out.println(i + " 和 " + j + " 比較，最大值是：" + k);
    }
    public static int max(int num1, int num2) { /* ... */ }
}
// 輸出：5 和 2 比較，最大值是：5

void 關鍵字與無返回值方法

public static void printGrade(double score) {
    if (score >= 90) System.out.println('A');
    else if (score >= 80) System.out.println('B');
    else if (score >= 70) System.out.println('C');
    else if (score >= 60) System.out.println('D');
    else System.out.println('F');
}
// 呼叫：printGrade(78.5); // 輸出 C

參數傳遞：值傳遞機制

Java 採值傳遞：基本型別傳遞值的副本；參考型別傳遞參考的副本（指向同一物件）。

範例：swap 方法無法交換基本型別變數

public static void swap(int n1, int n2) {
    int temp = n1; n1 = n2; n2 = temp; // 僅影響區域變數
}
public static void main(String[] args) {
    int num1 = 1, num2 = 2;
    swap(num1, num2);
    System.out.println(num1 + " " + num2); // 輸出 1 2（未改變）
}

方法重載

同一類別中，方法名相同、參數列表不同（型別/個數/順序）。編譯器依據方法簽名決定呼叫哪個版本。

public static int max(int a, int b) { ... }
public static double max(double a, double b) { ... }
public static int max(int a, int b, int c) { ... }

規則： 僅靠返回型別或修飾符不同無法構成重載。

變數作用域

• 區域變數： 方法、建構子、區塊內宣告；從宣告處開始到包含區塊結束；必須初始化才能使用。
• 參數： 涵蓋整個方法範圍。
• for 迴圈初始化區塊變數： 作用域為整個迴圈。

同一方法不同非巢狀區塊可重複宣告同名區域變數，但巢狀區塊內不可重複宣告。

命令列參數

main(String[] args) 接收執行時傳入的參數：

public class CommandLine {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < args.length; i++)
            System.out.println("args[" + i + "]: " + args[i]);
    }
}
// 執行：java CommandLine this is a test 200 -100
// 輸出 args[0]~args[6] 對應各參數

建構子

• 名稱與類別相同，無返回型別（連 void 都不用寫）。
• 物件建立時自動呼叫，用於初始化。
• 若未自訂，編譯器提供預設無參建構子（成員初始化為 0/null/false）。
• 自訂建構子後，預設建構子失效。

帶參數建構子範例

class MyClass {
    int x;
    MyClass(int i) { x = i; }
}
public class ConsDemo {
    public static void main(String[] args) {
        MyClass t1 = new MyClass(10);
        MyClass t2 = new MyClass(20);
        System.out.println(t1.x + " " + t2.x); // 10 20
    }
}

可變參數

JDK 1.5+ 支援：typeName... parameterName。一個方法僅能有一個可變參數，且必須是最後一個參數。

public static void printMax(double... numbers) {
    if (numbers.length == 0) { System.out.println("No argument"); return; }
    double max = numbers[0];
    for (double n : numbers) if (n > max) max = n;
    System.out.println("Max: " + max);
}
// 呼叫：printMax(34, 3, 56.5); 或 printMax(new double[]{1,2,3});

finalize() 方法

物件被垃圾回收前由 JVM 呼叫，用於釋放非記憶體資源（如關閉檔案）。

protected void finalize() throws Throwable {
    super.finalize();
    // 清理程式碼
}

注意： 不保證一定執行，現代 Java 建議使用 try-with-resources 或 AutoCloseable 管理資源。