JAVA基础：多重循环、方法、递归 （习题笔记）

一，编码题

1.打印九九乘法表

import java.util.*;public class PanTi {public static void main(String[] args) {Scanner input = new Scanner(System.in);for (int i = 0; i <= 9; i++) {//i控制行数/* System.out.println("。\t。\t。\t。\t。\t。\t。\t。\t。");*/for (int j = 1; j <= i; j++) {//j控制每行中的个数System.out.print(i + "*" + j + "=" + (i * j) + "\t");//不换行打印数据}System.out.println();//打印完一行换行}}
}

 2.判断1-100之间有多少个素数并输出所有素数。（将判断一个数是否是素数的功能提取成方法，在循环中直接调用即可）

import java.util.*;public class PanTi {public static void main(String[] args) {int count = 0;for (int j = 1; j <= 100; j++) {if (isPrime(j)) {System.out.print(j + " ");count++;if (count % 8 == 0) {System.out.println();}}}}private static boolean isPrime(int n) {boolean flag = true; // flag:返回值默认true,表示是素数if (n == 1)flag = false;else {for (int i = 2; i <= Math.sqrt(n); i++) {//Math.sqrt(n) 是 Java 中的一个静态方法，用于计算给定数值 n 的平方根if (n % i == 0) {flag = false;break;}}}return flag;}}

3.输入三个班，每班10个学生的成绩，求和并求平均分

import java.util.*;public class PanTi {public static void main(String[] args) {Scanner sc = new Scanner(System.in);for(int i = 1;i<=3;i++){//输入每个班成绩并求和System.out.println("请输入第"+i+"个班的成绩");double sum = 0;for(int j=0;j<10;j++){System.out.println("   请输入第"+(j+1)+"个学生成绩：");double score  = sc.nextDouble();System.out.println(score);sum += score;}//求平均分double avg = sum / 10;//输出结果System.out.println("第"+i+"个班学生总分："+sum+" 平均分："+avg);		}}}

4.编写递归算法程序：一列数的规则如下: 1、1、2、3、5、8、13、21、34...... 求数列的第40位数是多少。

import java.util.*;public class PanTi {public static void main(String[] args) {System.out.println(sum(40));}public static long sum(int n) {if (n <= 0) {return 0;} else if (n == 1 || n == 2) {return 1;} else {return sum(n - 1) + sum(n - 2);}}}

（选） 

1.打印出所有的"水仙花数"，所谓"水仙花数"是指一个三位数，其各位数字立方和等于该数本身。例如：153是一个"水仙花数"，因为153=1的三次方＋5的三次方＋3的三次方。

import java.util.*;public class PanTi {public static void main(String[] args) {for(int i=100;i<1000;i++){if(isLotus(i))System.out.print(i+" ");}System.out.println();}//判断水仙花数private static boolean isLotus(int lotus){boolean flag=false;int a = lotus % 10;//个位int b = lotus / 10 % 10;//十位int c = lotus / 100 % 10;//百位if (Math.pow(a, 3) + Math.pow(b, 3) + Math.pow(c, 3) == lotus) {//Math.pow(a, 3) 是 Java 中的一个静态方法，用于计算给定数值 a 的立方（即 a 的三次方）。//返回值类型为 doubleflag = true;}return flag;}}

 

2.定义方法：打印指定行和列的矩形

import java.util.*;public class PanTi {public static void main(String[] args) {// 调用printStr方法printStr(5, 4, "*");}public static void printStr(int rows, int columns, String str) {for (int i = 0; i < rows; i++) {//行数for (int j = 0; j < columns; j++) {//列数System.out.print(str);//直接打印}System.out.println();//一行打完换行输出}}}

3.编写Java程序，实现接收用户输入的正整数，输出该数的阶乘。要求：限制输入的数据在1-10之间，无效数据进行提示，结束程序。要求使用递归和循环分别实现。输出结果如：4！=1*2*3*4=24

import java.util.*;public class PanTi {public static void main(String[] args) {Scanner input = new Scanner(System.in);//输入一个数System.out.println("请输入你要判断的数据：");int n = input.nextInt();if(n>10 || n<1){System.out.println("限制输入的数据在1-10之间");System.exit(0);}String str = testString(n);long sum = factRec(n);//递归System.out.println(n+"!="+str+"="+sum);long sum2 = factfor(n);//for循环System.out.println(n+"!="+str+"="+sum2);}//实现字符串的输出public static String testString(int n){String result = "";for (int i=1;i<=n;i++){result +=(i+"*");}return result.substring(0, result.length()-1);//substring（） 是 Java 中 String 类的一个方法，用于获取字符串的一部分//第一个参数 0 表示子字符串的起始索引。//第二个参数 result.length() - 1 表示子字符串的结束索引（不包括该索引位置的字符）}//递归实现public static long factRec(int n){if(n==1){return 1;}else{return n*factRec(n-1);}}//for循环实现public static long factfor(int n){int sum = 1;for (int i = 1; i < n; i++) {sum += sum * i;}return sum;}}

二，简答题

1.在多重循环中，如何在内层循环中使用break跳出外层循环

在多重循环中，可以使用带有标签的break语句跳出外层循环。‌ 在内层循环中使用break语句时，加上外层循环的标签即可实现跳出外层循环的功能。

具体步骤如下：

  1. 在需要跳出的外层循环之前，给外层循环添加一个标签，例如 outer_loop:。
  2. 在内层循环中使用 break outer_loop; 语句，即可跳出外层循环。

注意事项：

                使用带有标签的break语句虽然可以跳出多层循环，但容易导致代码结构混乱，建议尽量避免嵌套过多的循环。

2.方法重载的定义、作用和判断依据

  • ‌方法重载的定义‌：

方法重载是指在同一个类中可以定义多个方法，这些方法具有相同的名称但参数不同。参数的不同可以体现在类型、个数或顺序上。返回值类型和访问修饰符不影响方法的重载‌。

  • ‌方法重载的作用‌：

通过方法重载，可以用同一个方法名实现多个功能相似的操作，只需传递不同的参数即可执行不同的逻辑。这提高了代码的重用性和可读性，使得代码更加简洁和易于维护‌。

  • ‌方法重载的判断依据‌：

判断一个类中的多个方法是否构成重载，主要依据是方法名是否相同，参数的类型、个数或顺序是否不同。返回值类型和访问修饰符不作为判断依据‌

3.递归的定义和优缺点

  • 递归的定义：

‌递归是一种函数或过程在其定义中调用自身的方法。‌ 递归通常用于解决可以将问题分解为更小、更简单的子问题的情况。

递归的核心在于将一个大问题分解成多个小问题，而这些小问题又与原问题相似，直到达到一个简单的情况可以直接解决为止‌。

  • 递归的优点：

（1）简洁性‌：

递归可以用较少的代码实现复杂的功能，相对于使用循环来处理嵌套结构，递归代码通常更简洁、易于理解和维护‌。

（2）可读性‌：

递归可以使代码更加可读和自解释，特别是对于涉及嵌套结构的问题，递归代码可以                 更直观地表示问题的解决方案‌3。

（3）灵活性‌：

递归可以应对未知深度的数据结构，因为它不需要提前知道要处理的嵌套层级‌3。

（4）问题分解‌：

递归通过将问题划分为更小的子问题，使得复杂问题的解决变得更加可行‌。

  • 递归的缺点：

（1）性能开销‌：

递归可能会导致性能问题，尤其是当递归层级很深时。每次递归调用都需要在内存中创建一个新的函数上下文，这可能会占用大量的内存和处理时间‌3。

（2）栈溢出‌：

如果递归层级过深，函数调用的堆栈可能会超出系统的限制，导致栈溢出错误。这通常可以通过限制递归层级或使用尾递归优化来避免‌3。

（3）难以调试‌：

由于递归涉及到函数的自我调用，调试递归函数可能会变得复杂和困难。错误的递归调用可能导致死循环或无限递归，从而使得调试变得更加困难‌3。

4.方法的定义中，是否必须要有返回值类型?如果确实不需要返回值，使用哪个关键字声明?

‌在Java中，方法的定义中不是必须要有返回值类型。‌ 如果方法不需要返回任何数据，可以使用void关键字声明。

在Java中，方法可以分为有返回值和无返回值两种类型。如果方法不需要返回任何数据，即执行某些操作但不产生结果，可以使用void关键字声明。这种情况下，方法内部不能使用return返回数据。

5.方法的定义中，return是否必须?它有什么作用?

在方法的定义中，return不是必须的关键字，但在有返回值的方法中是必须的。

  • return语句的主要作用：

（1）返回值‌：

return语句用于将方法的执行结果返回给调用者。如果方法声明了返回类型，return语句必须返回一个与返回类型兼容的值‌。

（2）结束方法执行‌：

return语句可以提前结束方法的执行，即使方法体中还有未执行的代码。这有助于控制程序的流程，提高代码的可读性和可维护性‌。

（3）控制程序流程‌：

在循环或条件判断中，return语句可以用于提前结束循环或从多层嵌套结构中跳出，从而实现更精细的控制流程管理‌。

（4）错误处理

return语句还可以用于错误处理。在函数中遇到错误时，可以通过return语句返回一个特定的错误码或信息，以便调用者进行相应的处理‌

6.java中，参数的传递使用值传递还是引用传递?

      （1）在Java中，参数的传递可以是值传递，也可以是引用传递。

      （2） 基本数据类型作为参数时进行的是值传递，而对象引用类型作为参数时进行的是引用传递。

7.方法定义中，形式参数和实际参数有什么区别?用自己的话描述。

  • 定义：

（1）形式参数‌：

在定义函数或方法时，函数名后面的括号中的参数称为形式参数。形式参数在函数调用时才会被实际参数所取代，它只是一个占位符，用于接收实际参数的值‌。

（2）实际参数‌：

在调用函数或方法时，传递给函数的参数称为实际参数。实际参数是真实传递给函数的值，可以是常量、变量、表达式或函数等‌。

  • 作用范围和生命周期：

（1）形式参数‌：

形式参数只在函数或方法定义的作用域内有效，当函数调用完成后，形式参数会自动销毁。形式参数的作用域仅限于函数内部，函数外部无法访问‌。

（2）实际参数‌：

实际参数在函数调用时传递给函数，其作用范围为调用函数的过程中。实际参数在函数调用时被传递，并在函数内部被形式参数接收和使用‌。

  • 内存分配‌：

‌（1）形式参数‌：

在函数调用时，形式参数会接收实际参数的值，但形式参数本身在函数定义时并不分配内存。形式参数的作用域仅限于函数内部，函数外部不识别形式参数‌。

（2）实际参数‌：

在函数调用时，实际参数需要分配内存地址，以便将值传递给形式参数。实际参数的作用域为调用函数的过程中‌。

  • 传递方式‌：

（1）值传递‌：

当实际参数为不可变对象时，通常进行值传递。在这种情况下，改变形式参数的值不会影响实际参数的值‌。

‌（2）引用传递‌：

当实际参数为可变对象时，通常进行引用传递。在这种情况下，改变形式参数的值会影响实际参数的值‌。

8.方法定义时，使用实参还是形参?

在方法定义时，使用的是形参，而在方法调用时使用的是实参。

  • 形参和实参的定义和作用

（1）形参‌：

在方法定义时使用的参数，用于接收外部传入的值。形参是方法签名的一部分，作为方法内部的局部变量，用于存储传入的实参值。形参只有在方法被调用时才会分配内存单元，并在方法调用结束后释放内存‌。

（2）实参‌：

在方法调用时传递给方法的实际值或对象的引用。实参用于传递数据给方法内部使用，可以是基本数据类型或对象引用‌。

  • 形参和实参的类型和数量

（1）类型‌：

形参和实参都可以是基本数据类型（如int、double等）或对象引用。形参具有特定的数据类型，而实参则是实际的数据值或对象引用‌。

（2）数量‌：

调用方法时提供的实参数量必须与方法定义中的形参数量一致。如果形参数量不匹配，会导致编译错误‌。

  • 形参和实参的传递方式：

（1）值传递‌：

当传递基本数据类型时，是将实际参数的值复制给形式参数。在这个过程中，实际参数的数值不会发生变化，形式参数的变化也不会影响实际参数‌。

‌（2）引用传递‌：

当传递对象引用时，传递的是引用地址，而不是值的复制。在这种情况下，形式参数和实际参数指向同一个对象，因此形式参数的改变会影响实际参数‌。


通过理解形参和实参的定义、类型、数量以及传递方式，可以更好地掌握Java中方法的定义和调用。

9.定义形参时，必须要写变量类型吗?

在编程语言中，定义形参时必须明确指定变量的类型。这是因为类型信息对于编译器来说非常重要，它帮助编译器进行类型检查，确保函数调用的正确性。

  • 形参的定义规则
（1）必须指定类型‌：

每个形参都必须声明其数据类型。例如，int, double, String等。

（2）命名规则‌：

形参的命名应简洁明了，能够反映参数的作用或含义。通常使用小写字母开头，如果由多个单词组成，从第二个单词开始使用大写字母（驼峰命名法）。

（3）作用域‌：

形参的作用域仅限于定义它的方法内部，一旦方法执行完毕，形参的作用域也随之结束。

通过遵循这些规则，可以确保代码的可读性和维护性，同时避免编译错误。

10.实参类型是否必须和形参类型匹配?

在Java中，实参的类型必须和形参的类型兼容，并且在赋值过程中可以进行自动的类型转换（也称为装箱和拆箱）。如果实参类型与形参类型不匹配，编译器会报错。

形参和实参的类型匹配规则：
（1）基本数据类型：

实参的类型必须严格等同于形参的类型。

（2）对象类型：

实参类型可以是形参类型或其子类型。

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