廖雪峯Python3 學習筆記--函數參數（默認參數、可變參數、關鍵字參數）

一、默認參數

默認參數下降了函數調用的難度，而一旦須要更復雜的調用時，又能夠傳遞更多的參數來實現。不管是簡單調用仍是複雜調用，函數只須要定義一個。

有多個默認參數時，調用的時候，既能夠按順序提供默認參數，好比調用enroll('Bob', 'M', 7)，意思是，除了name，gender這兩個參數外，最後1個參數應用在參數age上，city參數因爲沒有提供，仍然使用默認值。

也能夠不按順序提供部分默認參數。當不按順序提供部分默認參數時，須要把參數名寫上。好比調用enroll('Adam', 'M', city='Tianjin')，意思是，city參數用傳進去的值，其餘默認參數繼續使用默認值。

默認參數頗有用，但使用不當，也會掉坑裏。默認參數有個最大的坑，演示以下：

先定義一個函數，傳入一個list，添加一個END再返回：

def add_end(L=[]): L.append('END') return L 

當你正常調用時，結果彷佛不錯：

>>> add_end([1, 2, 3]) [1, 2, 3, 'END'] >>> add_end(['x', 'y', 'z']) ['x', 'y', 'z', 'END'] 

當你使用默認參數調用時，一開始結果也是對的：

>>> add_end() ['END'] 

可是，再次調用add_end()時，結果就不對了：

>>> add_end() ['END', 'END'] >>> add_end() ['END', 'END', 'END'] 

不少初學者很疑惑，默認參數是[]，可是函數彷佛每次都「記住了」上次添加了'END'後的list。

緣由解釋以下：

Python函數在定義的時候，默認參數L的值就被計算出來了，即[]，由於默認參數L也是一個變量，它指向對象[]，每次調用該函數，若是改變了L的內容，則下次調用時，默認參數的內容就變了，再也不是函數定義時的[]了。

因此，定義默認參數要牢記一點：默認參數必須指向不變對象！

要修改上面的例子，咱們能夠用None這個不變對象來實現：

def add_end(L=None): if L is None: L = [] L.append('END') return L 

如今，不管調用多少次，都不會有問題：

>>> add_end() ['END'] >>> add_end() ['END'] 

爲何要設計str、None這樣的不變對象呢？由於不變對象一旦建立，對象內部的數據就不能修改，這樣就減小了因爲修改數據致使的錯誤。此外，因爲對象不變，多任務環境下同時讀取對象不須要加鎖，同時讀一點問題都沒有。咱們在編寫程序時，若是能夠設計一個不變對象，那就儘可能設計成不變對象。

二、可變參數

在Python函數中，還能夠定義可變參數。顧名思義，可變參數就是傳入的參數個數是可變的，能夠是1個、2個到任意個，還能夠是0個。

咱們以數學題爲例子，給定一組數字a，b，c……，請計算a2 + b2 + c2 + ……。

要定義出這個函數，咱們必須肯定輸入的參數。因爲參數個數不肯定，咱們首先想到能夠把a，b，c……做爲一個list或tuple傳進來，這樣，函數能夠定義以下：

def calc(numbers): sum = 0 for n in numbers: sum = sum + n * n return sum 

可是調用的時候，須要先組裝出一個list或tuple：

>>> calc([1, 2, 3]) 14 >>> calc((1, 3, 5, 7)) 84 

若是利用可變參數，調用函數的方式能夠簡化成這樣：

>>> calc(1, 2, 3) 14 >>> calc(1, 3, 5, 7) 84 

因此，咱們把函數的參數改成可變參數：

def calc(*numbers): sum = 0 for n in numbers: sum = sum + n * n return sum 

定義可變參數和定義一個list或tuple參數相比，僅僅在參數前面加了一個*號。在函數內部，參數numbers接收到的是一個tuple，所以，函數代碼徹底不變。可是，調用該函數時，能夠傳入任意個參數，包括0個參數：

>>> calc(1, 2) 5 >>> calc() 0 

若是已經有一個list或者tuple，要調用一個可變參數怎麼辦？能夠這樣作：

>>> nums = [1, 2, 3] >>> calc(nums[0], nums[1], nums[2]) 14 

這種寫法固然是可行的，問題是太繁瑣，因此Python容許你在list或tuple前面加一個*號，把list或tuple的元素變成可變參數傳進去：

>>> nums = [1, 2, 3] >>> calc(*nums) 14 

*nums表示把nums這個list的全部元素做爲可變參數傳進去。這種寫法至關有用，並且很常見。

三、關鍵字參數

可變參數容許你傳入0個或任意個參數，這些可變參數在函數調用時自動組裝爲一個tuple。而關鍵字參數容許你傳入0個或任意個含參數名的參數，這些關鍵字參數在函數內部自動組裝爲一個dict。請看示例：

def person(name, age, **kw): print('name:', name, 'age:', age, 'other:', kw) 

函數person除了必選參數name和age外，還接受關鍵字參數kw。在調用該函數時，能夠只傳入必選參數：

>>> person('Michael', 30) name: Michael age: 30 other: {} 

也能夠傳入任意個數的關鍵字參數：

>>> person('Bob', 35, city='Beijing') name: Bob age: 35 other: {'city': 'Beijing'} >>> person('Adam', 45, gender='M', job='Engineer') name: Adam age: 45 other: {'gender': 'M', 'job': 'Engineer'} 

關鍵字參數有什麼用？它能夠擴展函數的功能。好比，在person函數裏，咱們保證能接收到name和age這兩個參數，可是，若是調用者願意提供更多的參數，咱們也能收到。試想你正在作一個用戶註冊的功能，除了用戶名和年齡是必填項外，其餘都是可選項，利用關鍵字參數來定義這個函數就能知足註冊的需求。

和可變參數相似，也能夠先組裝出一個dict，而後，把該dict轉換爲關鍵字參數傳進去：

>>> extra = {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'} >>> person('Jack', 24, city=extra['city'], job=extra['job']) name: Jack age: 24 other: {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'} 

固然，上面複雜的調用能夠用簡化的寫法：

>>> extra = {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'} >>> person('Jack', 24, **extra) name: Jack age: 24 other: {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'} 

**extra表示把extra這個dict的全部key-value用關鍵字參數傳入到函數的**kw參數，kw將得到一個dict，注意kw得到的dict是extra的一份拷貝，對kw的改動不會影響到函數外的extra。

四、命名關鍵字參數

對於關鍵字參數，函數的調用者能夠傳入任意不受限制的關鍵字參數。至於到底傳入了哪些，就須要在函數內部經過kw檢查。

仍以person()函數爲例，咱們但願檢查是否有city和job參數：

def person(name, age, **kw): if 'city' in kw: # 有city參數 pass if 'job' in kw: # 有job參數 pass print('name:', name, 'age:', age, 'other:', kw) 

可是調用者仍能夠傳入不受限制的關鍵字參數：

>>> person('Jack', 24, city='Beijing', addr='Chaoyang', zipcode=123456) 

若是要限制關鍵字參數的名字，就能夠用命名關鍵字參數，例如，只接收city和job做爲關鍵字參數。這種方式定義的函數以下：

def person(name, age, *, city, job): print(name, age, city, job) 

和關鍵字參數**kw不一樣，命名關鍵字參數須要一個特殊分隔符*，*後面的參數被視爲命名關鍵字參數。

調用方式以下：

>>> person('Jack', 24, city='Beijing', job='Engineer') Jack 24 Beijing Engineer 

若是函數定義中已經有了一個可變參數，後面跟着的命名關鍵字參數就再也不須要一個特殊分隔符*了：

def person(name, age, *args, city, job): print(name, age, args, city, job) 

命名關鍵字參數必須傳入參數名，這和位置參數不一樣。若是沒有傳入參數名，調用將報錯：

>>> person('Jack', 24, 'Beijing', 'Engineer')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module> TypeError: person() takes 2 positional arguments but 4 were given 

因爲調用時缺乏參數名city和job，Python解釋器把這4個參數均視爲位置參數，但person()函數僅接受2個位置參數。

命名關鍵字參數能夠有缺省值，從而簡化調用：

def person(name, age, *, city='Beijing', job): print(name, age, city, job) 

因爲命名關鍵字參數city具備默認值，調用時，可不傳入city參數：

>>> person('Jack', 24, job='Engineer') Jack 24 Beijing Engineer 

使用命名關鍵字參數時，要特別注意，若是沒有可變參數，就必須加一個*做爲特殊分隔符。若是缺乏*，Python解釋器將沒法識別位置參數和命名關鍵字參數：

def person(name, age, city, job): # 缺乏 *，city和job被視爲位置參數 pass 

五、參數組合

在Python中定義函數，能夠用必選參數、默認參數、可變參數、關鍵字參數和命名關鍵字參數，這5種參數均可以組合使用。可是請注意，參數定義的順序必須是：必選參數、默認參數、可變參數、命名關鍵字參數和關鍵字參數。

好比定義一個函數，包含上述若干種參數：

def f1(a, b, c=0, *args, **kw): print('a =', a, 'b =', b, 'c =', c, 'args =', args, 'kw =', kw) def f2(a, b, c=0, *, d, **kw): print('a =', a, 'b =', b, 'c =', c, 'd =', d, 'kw =', kw) 

在函數調用的時候，Python解釋器自動按照參數位置和參數名把對應的參數傳進去。

>>> f1(1, 2) a = 1 b = 2 c = 0 args = () kw = {} >>> f1(1, 2, c=3) a = 1 b = 2 c = 3 args = () kw = {} >>> f1(1, 2, 3, 'a', 'b') a = 1 b = 2 c = 3 args = ('a', 'b') kw = {} >>> f1(1, 2, 3, 'a', 'b', x=99) a = 1 b = 2 c = 3 args = ('a', 'b') kw = {'x': 99} >>> f2(1, 2, d=99, ext=None) a = 1 b = 2 c = 0 d = 99 kw = {'ext': None} 

最神奇的是經過一個tuple和dict，你也能夠調用上述函數：

>>> args = (1, 2, 3, 4) >>> kw = {'d': 99, 'x': '#'} >>> f1(*args, **kw) a = 1 b = 2 c = 3 args = (4,) kw = {'d': 99, 'x': '#'} >>> args = (1, 2, 3) >>> kw = {'d': 88, 'x': '#'} >>> f2(*args, **kw) a = 1 b = 2 c = 3 d = 88 kw = {'x': '#'} 

因此，對於任意函數，均可以經過相似func(*args, **kw)的形式調用它，不管它的參數是如何定義的。

小結

Python的函數具備很是靈活的參數形態，既能夠實現簡單的調用，又能夠傳入很是複雜的參數。

默認參數必定要用不可變對象，若是是可變對象，程序運行時會有邏輯錯誤！

要注意定義可變參數和關鍵字參數的語法：

*args是可變參數，args接收的是一個tuple；

**kw是關鍵字參數，kw接收的是一個dict。

以及調用函數時如何傳入可變參數和關鍵字參數的語法：

可變參數既能夠直接傳入：func(1, 2, 3)，又能夠先組裝list或tuple，再經過*args傳入：func(*(1, 2, 3))；

關鍵字參數既能夠直接傳入：func(a=1, b=2)，又能夠先組裝dict，再經過**kw傳入：func(**{'a': 1, 'b': 2})。

使用*args和**kw是Python的習慣寫法，固然也能夠用其餘參數名，但最好使用習慣用法。

命名的關鍵字參數是爲了限制調用者能夠傳入的參數名，同時能夠提供默認值。

定義命名的關鍵字參數在沒有可變參數的狀況下不要忘了寫分隔符*，不然定義的將是位置參數。