Python: 函数参数魔法

函数参数 在 Python 中,定义函数和调用函数都很简单,但如何定义函数参数和传递函数参数,则涉及到一些套路了。总的来说,Python 的函

函数参数

在 Python 中,定义函数和调用函数都很简单,但如何定义函数参数和传递函数参数,则涉及到一些套路了。总的来说,Python 的函数参数主要分为以下几种:

  • 必选参数

  • 默认参数

  • 可变参数

  • 关键字参数

必选参数

必选参数可以说是最常见的了,顾名思义,必选参数就是在调用函数的时候要传入数量一致的参数,比如:

>>> def add(x, y): # x, y 是必选参数... print x + y...>>> add() # 啥都没传,不行Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module>TypeError: add() takes exactly 2 arguments (0 given)>>> add(1) # 只传了一个,也不行Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module>TypeError: add() takes exactly 2 arguments (1 given)>>> add(1, 2) # 数量一致,通过3

默认参数

默认参数是指在定义函数的时候提供一些默认值,如果在调用函数的时候没有传递该参数,则自动使用默认值,否则使用传递时该参数的值。

看看例子就明白了:

>>> def add(x, y, z=1): # x, y 是必选参数,z 是默认参数,默认值是 1... print x + y + z...>>> add(1, 2, 3) # 1+2+36>>> add(1, 2) # 没有传递 z,自动使用 z=1,即 1+2+14

可以看到,默认参数使用起来也很简单,但有两点需要注意的是:

  • 默认参数要放在所有必选参数的后面

  • 默认参数应该使用不可变对象

比如,下面对默认参数的使用是错误的:

>>> def add(x=1, y, z): # x 是默认参数,必须放在所有必选参数的后面... return x + y + z... File "<stdin>", line 1SyntaxError: non-default argument follows default argument>>>>>> def add(x, y=1, z): # y 是默认参数,必须放在所有必选参数的后面... return x + y + z... File "<stdin>", line 1SyntaxError: non-default argument follows default argument

再来看看为什么默认参数应该使用不可变对象。

我们看一个例子:

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

在上面的函数中,L 是一个默认参数,默认值是 [],表示空列表。

我们来看看使用:

>>> add_to_list([1, 2, 3]) # 没啥问题[1, 2, 3, 'END']>>> add_to_list(['a', 'b', 'c']) # 没啥问题['a', 'b', 'c', 'END']>>> add_to_list() # 没有传递参数,使用默认值,也没啥问题['END']>>> add_to_list() # 没有传递参数,使用默认值,竟出现两个 'END'['END', 'END']>>> add_to_list() # 糟糕了,三个 'END'['END', 'END', 'END']

为啥呢?我们在调用函数的时候没有传递参数,那么就默认使用 L=[],经过处理,L 应该只有一个元素,怎么会出现调用函数两次,L 就有两个元素呢?

原来,L 指向了可变对象 [],当你调用函数时,L 的内容发生了改变,默认参数的内容也会跟着变,也就是,当你第一次调用时,L 的初始值是 [],当你第二次调用时,L 的初始值是 ['END'],等等。

所以,为了避免不必要的错误,我们应该使用不可变对象作为函数的默认参数。

可变参数

在某些情况下,我们在定义函数的时候,无法预估函数应该制定多少个参数,这时我们就可以使用 可变参数了,也就是,函数的参数个数是不确定的。

看看例子:

>>> def add(*numbers):... sum = 0... for i in numbers:... sum += i... print 'numbers:', numbers... return sum

在上面的代码中,numbers 就是一个可变参数,参数前面有一个 *号,表示是可变的。在函数内部,参数 numbers 接收到的是一个 tuple。

在调用函数时,我们可以给该函数传递任意个参数,包括 0 个参数:

>>> add() # 传递 0 个参数numbers: ()0>>> add(1) # 传递 1 个参数numbers: (1,)1>>> add(1, 2) # 传递 2 个参数numbers: (1, 2)3>>> add(1, 2, 3) # 传递 3 个参数numbers: (1, 2, 3)6

上面的 *表示任意参数,实际上,它还有另外一个用法:用来给函数传递参数。

看看例子:

>>> def add(x, y, z): # 有 3 个必选参数... return x + y + z...>>> a = [1, 2, 3]>>> add(a[0], a[1], a[2]) # 这样传递参数很累赘6>>> add(*a) # 使用 *a,相当于上面的做法6>>> b = (4, 5, 6)>>> add(*b) # 对元组一样适用15

再看一个例子:

>>> def add(*numbers): # 函数参数是可变参数... sum = 0... for i in numbers:... sum += i... return sum...>>> a = [1, 2]>>> add(*a) # 使用 *a 给函数传递参数3>>> a = [1, 2, 3, 4]>>> add(*a)10

关键字参数

可变参数允许你将不定数量的参数传递给函数,而 关键字参数则允许你将不定长度的 键值对, 作为参数传递给一个函数。

让我们看看例子:

>>> def add(**kwargs): return kwargs>>> add() # 没有参数,kwargs 为空字典{}>>> add(x=1) # x=1 => kwargs={'x': 1}{'x': 1}>>> add(x=1, y=2) # x=1, y=2 => kwargs={'y': 2, 'x': 1}{'y': 2, 'x': 1}

在上面的代码中,kwargs 就是一个关键字参数,它前面有两个 *号。kwargs 可以接收不定长度的键值对,在函数内部,它会表示成一个 dict。

和可变参数类似,我们也可以使用 **kwargs的形式来调用函数,比如:

>>> def add(x, y, z):... return x + y + z...>>> dict1 = {'z': 3, 'x': 1, 'y': 6}>>> add(dict1['x'], dict1['y'], dict1['z']) # 这样传参很累赘10>>> add(**dict1) # 使用 **dict1 来传参,等价于上面的做法10

再看一个例子:

>>> def sum(**kwargs): # 函数参数是关键字参数... sum = 0... for k, v in kwargs.items():... sum += v... return sum>>> sum() # 没有参数0>>> dict1 = {'x': 1}>>> sum(**dict1) # 相当于 sum(x=1)1>>> dict2 = {'x': 2, 'y': 6} >>> sum(**dict2) # 相当于 sum(x=2, y=6)8

参数组合

在实际的使用中,我们经常会同时用到必选参数、默认参数、可变参数和关键字参数或其中的某些。但是,需要注意的是, 它们在使用的时候是有顺序的,依次是必选参数、默认参数、可变参数和关键字参数

比如,定义一个包含上述四种参数的函数:

>>> def func(x, y, z=0, *args, **kwargs): print 'x =', x print 'y =', y print 'z =', z print 'args =', args print 'kwargs =', kwargs

在调用函数的时候,Python 会自动按照参数位置和参数名把对应的参数传进去。让我们看看:

>>> func(1, 2) # 至少提供两个参数,因为 x, y 是必选参数x = 1y = 2z = 0args = ()kwargs = {}>>> func(1, 2, 3) # x=1, y=2, z=3x = 1y = 2z = 3args = ()kwargs = {}>>> func(1, 2, 3, 4, 5, 6) # x=1, y=2, z=3, args=(4, 5, 6), kwargs={}x = 1y = 2z = 3args = (4, 5, 6)kwargs = {}>>> func(1, 2, 4, u=6, v=7) # args = (), kwargs = {'u': 6, 'v': 7}x = 1y = 2z = 4args = ()kwargs = {'u': 6, 'v': 7}>>> func(1, 2, 3, 4, 5, u=6, v=7) # args = (4, 5), kwargs = {'u': 6, 'v': 7}x = 1y = 2z = 3args = (4, 5)kwargs = {'u': 6, 'v': 7}

我们还可以通过下面的形式来传递参数:

>>> a = (1, 2, 3)>>> b = {'u': 6, 'v': 7}>>> func(*a, **b)x = 1y = 2z = 3args = ()kwargs = {'u': 6, 'v': 7}

小结

  • 默认参数要放在所有必选参数的后面。

  • 应该使用不可变对象作为函数的默认参数。

  • *args表示可变参数, **kwargs表示关键字参数。

  • 参数组合在使用的时候是有顺序的,依次是必选参数、默认参数、可变参数和关键字参数。

  • *args**kwargs是 Python 的惯用写法。

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