python之函数的参数

函数的参数定义函数的时候，我们把参数的名字和位置确定下来，函数的接口定义就完成了。对于函数的调用者来说，只需要知道如何传递正确的参数，以及函数将返回什么样的值就够了，函数内部的复杂逻辑被封装起来，调用者无需了解。Python的函数定义非常简单，但灵活度却非常大。除了正常定义的必选参数外，还可以使用默认参数、可变参数和关键字参数，使得函数定义出来的接口，不但能处理复杂的参数，还可以简化调用者的代码。默认参数我们仍以具体的例子来说明如何定义函数的默认参数。先写一个计算x2的函数：defpower(x):returnx*x当我们调用power函数时，必须传入有且仅有的一个参数x：power(5)25power(15)225现在，如果我们要计算x3怎么办？可以再定义一个power3函数，但是如果要计算x4、x5……怎么办？我们不可能定义无限多个函数。你也许想到了，可以把power(x)修改为power(x,n)，用来计算xn，说干就干：defpower(x,n):s=1whilen0:n=n-1s=s*xreturns对于这个修改后的power函数，可以计算任意n次方：power(5,2)25power(5,3)125但是，旧的调用代码失败了，原因是我们增加了一个参数，导致旧的代码无法正常调用：power(5)Traceback(mostrecentcalllast):Filestdin,line1,inmoduleTypeError:power()takesexactly2arguments(1given)这个时候，默认参数就排上用场了。由于我们经常计算x2，所以，完全可以把第二个参数n的默认值设定为2：defpower(x,n=2):s=1whilen0:n=n-1s=s*xreturns这样，当我们调用power(5)时，相当于调用power(5,2)：power(5)25power(5,2)25而对于n2的其他情况，就必须明确地传入n，比如power(5,3)。从上面的例子可以看出，默认参数可以简化函数的调用。设置默认参数时，有几点要注意：一是必选参数在前，默认参数在后，否则Python的解释器会报错（思考一下为什么默认参数不能放在必选参数前面）；二是如何设置默认参数。当函数有多个参数时，把变化大的参数放前面，变化小的参数放后面。变化小的参数就可以作为默认参数。使用默认参数有什么好处？最大的好处是能降低调用函数的难度。举个例子，我们写个一年级小学生注册的函数，需要传入name和gender两个参数：defenroll(name,gender):print'name:',nameprint'gender:',gender这样，调用enroll()函数只需要传入两个参数：enroll('Sarah','F')name:Sarahgender:F如果要继续传入年龄、城市等信息怎么办？这样会使得调用函数的复杂度大大增加。我们可以把年龄和城市设为默认参数：defenroll(name,gender,age=6,city='Beijing'):print'name:',nameprint'gender:',genderprint'age:',ageprint'city:',city这样，大多数学生注册时不需要提供年龄和城市，只提供必须的两个参数：enroll('Sarah','F')Student:name:Sarahgender:Fage:6city:Beijing只有与默认参数不符的学生才需要提供额外的信息：enroll('Bob','M',7)enroll('Adam','M',city='Tianjin')可见，默认参数降低了函数调用的难度，而一旦需要更复杂的调用时，又可以传递更多的参数来实现。无论是简单调用还是复杂调用，函数只需要定义一个。有多个默认参数时，调用的时候，既可以按顺序提供默认参数，比如调用enroll('Bob','M',7)，意思是，除了name，gender这两个参数外，最后1个参数应用在参数age上，city参数由于没有提供，仍然使用默认值。也可以不按顺序提供部分默认参数。当不按顺序提供部分默认参数时，需要把参数名写上。比如调用enroll('Adam','M',city='Tianjin')，意思是，city参数用传进去的值，其他默认参数继续使用默认值。默认参数很有用，但使用不当，也会掉坑里。默认参数有个最大的坑，演示如下：先定义一个函数，传入一个list，添加一个END再返回：defadd_end(L=[]):L.append('END')returnL当你正常调用时，结果似乎不错：add_end([1,2,3])[1,2,3,'END']add_end(['x','y','z'])['x','y','z','END']当你使用默认参数调用时，一开始结果也是对的：add_end()['END']但是，再次调用add_end()时，结果就不对了：add_end()['END','END']add_end()['END','END','END']很多初学者很疑惑，默认参数是[]，但是函数似乎每次都“记住了”上次添加了'END'后的list。原因解释如下：Python函数在定义的时候，默认参数L的值就被计算出来了，即[]，因为默认参数L也是一个变量，它指向对象[]，每次调用该函数，如果改变了L的内容，则下次调用时，默认参数的内容就变了，不再是函数定义时的[]了。所以，定义默认参数要牢记一点：默认参数必须指向不变对象！要修改上面的例子，我们可以用None这个不变对象来实现：defadd_end(L=None):ifLisNone:L=[]L.append('END')returnL现在，无论调用多少次，都不会有问题：add_end()['END']add_end()['END']为什么要设计str、None这样的不变对象呢？因为不变对象一旦创建，对象内部的数据就不能修改，这样就减少了由于修改数据导致的错误。此外，由于对象不变，多任务环境下同时读取对象不需要加锁，同时读一点问题都没有。我们在编写程序时，如果可以设计一个不变对象，那就尽量设计成不变对象。可变参数在Python函数中，还可以定义可变参数。顾名思义，可变参数就是传入的参数个数是可变的，可以是1个、2个到任意个，还可以是0个。我们以数学题为例子，给定一组数字a，b，c……，请计算a2+b2+c2+……。要定义出这个函数，我们必须确定输入的参数。由于参数个数不确定，我们首先想到可以把a，b，c……作为一个list或tuple传进来，这样，函数可以定义如下：defcalc(numbers):sum=0forninnumbers:sum=sum+n*nreturnsum但是调用的时候，需要先组装出一个list或tuple：calc([1,2,3])14calc((1,3,5,7))84如果利用可变参数，调用函数的方式可以简化成这样：calc(1,2,3)14calc(1,3,5,7)84所以，我们把函数的参数改为可变参数：defcalc(*numbers):sum=0forninnumbers:sum=sum+n*nreturnsum定义可变参数和定义list或tuple参数相比，仅仅在参数前面加了一个*号。在函数内部，参数numbers接收到的是一个tuple，因此，函数代码完全不变。但是，调用该函数时，可以传入任意个参数，包括0个参数：calc(1,2)5calc()0如果已经有一个list或者tuple，要调用一个可变参数怎么办？可以这样做：nums=[1,2,3]calc(nums[0],nums[1],nums[2])14这种写法当然是可行的，问题是太繁琐，所以Python允许你在list或tuple前面加一个*号，把list或tuple的元素变成可变参数传进去：nums=[1,2,3]calc(*nums)14这种写法相当有用，而且很常见。关键字参数可变参数允许你传入0个或任意个参数，这些可变参数在函数调用时自动组装为一个tuple。而关键字参数允许你传入0个或任意个含参数名的参数，这些关键字参数在函数内部自动组装为一个dict。请看示例：defperson(name,age,**kw):print'name:',name,'age:',age,'other:',kw函数person除了必选参数name和age外，还接受关键字参数kw。在调用该函数时，可以只传入必选参数：person('Michael',30)name:Michaelage:30other:{}也可以传入任意个数的关键字参数：person('Bob',35,city='Beijing')name:Bobage:35other:{'city':'Beijing'}person('Adam',45,gender='M',job='Engineer')name:Adamage:45other:{'gender':'M','job':'Engineer'}关键字参数有什么用？它可以扩展函数的功能。比如，在person函数里，我们保证能接收到name和age这两个参数，但是，如果调用者愿意提供更多的参数，我们也能收到。试想你正在做一个用户注册的功能，除了用户名和年龄是必填项外，其他都是可选项，利用关键字参数来定义这个函数就能满足注册的需求。和可变参数类似，也可以先组装出一个dict，然后，把该dict转换为关键字参数传进去：kw={'city':'Beijing','job':'Engineer'}person('Jack',24,city=kw['city'],job=kw['job'])name:Jackage:24other:{'city':'Beijing','job':'Engineer'}当然，上面复杂的调用可以用简化的写法：kw={'city':'Beijing','job':'Engineer'}person('Jack',24,**kw)name:Jackage:24other:{'city':'Beijing','job':'Engineer'}参数组合在Python中定义函数，可以用必选参数、默认参数、可变参数和关键字参数，这4种参数都可以一起使用，或者只用其中某些，但是请注意，参数定义的顺序必须是：必选参数、默认参数、可变参数和关键字参数。比如定义一个函数，包含上述4种参数：deffunc(a,b,c=0,*args,**kw):print'a=',a,'b=',b,'c=',c,'args=',args,'kw=',kw在函数调用的时候，Python解释器自动按照参数位置和参数名把对应的参数传进去。func(1,2)a=1b=2c=0args=()kw={}func(1,2,c=3)a=1b=2c=3args=()kw={}func(1,2,3,'a','b')a=1b=2c=3args=('a','b')kw={}func(1,2,3,'a','b',x=99)a=1b=2c=3args=('a','b')kw={'x':99}最神奇的是通过一个tuple和dict，你也可以调用该函数：args=(1,2,3,4)kw={'x':99}func(*args,**kw)a=1b=2c=3args=(4,)kw={'x':99}所以，对于任意函数，都可以通过类似func(*args,**kw)的形式调用它，无论它的参数是如何定义的。小结Python的函数具有非常灵活的参数形态，既可以实现简单的调用，又可以传入非常复杂的参数。默认参数一定要用不可变对象，如果是可变对象，运行会有逻辑错误！要注意定义可变参数