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Python - 函数的参数

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摘要:调用函数时,必须传入且传入的两个值按照位置顺序依次赋给参数和,若缺省,则会报错。例如二默认参数在函数定义中,为参数预先定义默认值。执行相当于调用如果要求的四次方,则需要执行设置默认参数的好处默认参数可以简化函数的调用,降低调用函数的难度。


题外话:因为时间关系,没能保持一定的更新频率。但还是会一直坚持的~

之前介绍了Python函数的定义,今天分享一下Python函数的参数吧!内容会有点多~

Python的函数定义比较简单,借助于关键字def进行实现,但是参数的灵活度却非常大。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、关键字参数、命名关键字参数以及参数组合,这使得函数定义出来的接口,不仅能处理复杂的参数,还能简化调用者的代码。


一、位置参数

在函数定义的时候,指定参数的位置顺序。位置参数必须在被调用函数定义中的准确顺序来进行传递。

例如:计算x的n次方

def powern(x,n):
    s = 1
    while n >0:
        s = s * x
        n = n -1
    return s

x与n这两个参数都是位置参数。调用函数时,必须传入且传入的两个值按照位置顺序依次赋给参数x和n,若缺省,则会报错。例如:

>>> powern(5)
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in 
TypeError: powern() missing 1 required positional argument: "n"
二、默认参数

在函数定义中,为参数预先定义默认值。当在函数调用时,若没有为参数提供指定值,则使用默认值。
例如:仍旧是求x的n次方,但是默认为x的3次方。

def powern( x,n = 3):
    s = 1
    while n >0:
        s = s * x
        n = n -1
    return s

执行:powern(2),相当于调用powern(2,3)
如果要求2的四次方,则需要执行:powern(2,4)

设置默认参数的好处?
默认参数可以简化函数的调用,降低调用函数的难度。无论是简单调用还是复杂调用,函数只需定义一个。
例如上述powern()的例子,当传入n的其他值时,则可以实现x的其他n次方。

但是在使用默认参数的时候,如果使用不当,也会有坑。先来了解一下可变参数和不可变参数作为函数参数时的不同:

不可变参数作为函数参数

>>> a = 1
>>> def func(a):
...     print("func_id:",id(a))
...     a = 2
...     print("after_func_id:",id(a),"id(2):",id(2))
...
>>> print("out_of_func_id:",id(a),"id(1):",id(1))
out_of_func_id: 501962480  id(1): 501962480   # 全局变量a的id
>>> func(a)            # 将全局参数a传入函数
func_id: 501962480    # a=1 的id
after_func_id: 501962496  id(2): 501962496  
>>> print(a)            # 退出函数,a的值仍为1
1

当把全局a传递给函数后,函数自动复制一份引用。执行完a=2之后,id(a)的内存地址发生变化。但是跟外层的a没有关系。

可变对象作为函数参数

>>> a = []
>>> def func2(a):
...     print("func2_id:",id(a))
...     a.append(1)
...
>>> print("out_of_func2_id",id(a))
out_of_func2_id 59694296
>>> func2(a)
func2_id: 59694296
>>> print(a)
[1]

变量a的类型为list,是可变对象。函数的引用指向的是可变对象,地址没有发生变化,所以函数操作后,a的内容发生了改变。
所以当再次操作func2(a)函数时,产生跟预期不一样的结果:

>>> func2(a)
func2_id: 59694296    # a地址不变
>>> print(a)
[1, 1]        # 因为第一次执行func2(a)时,已经修改了a=[1],再次调用时,在[1]里新增

使用可变对象作为默认参数
例如:

def add_end( L=[] ):  # 设置为一个list变量L(对象可变)
    L.append("end")
    return L
>>> add_end( )
["end"]
>>> add_end()  
["end", "end"]

当连续重复使用默认参数调用时,结果出现错误。
Python函数在定义的时候,默认参数L的值就被计算出来了,即[]。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。
可以改为:

def add_end( L=None ):  # L为不变对象  
    if L is None:          
    L = []            
    L.append("end")   
    return L      

则无论调用多少次,都不会出现问题。
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!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。

设置默认参数时,有几点需要注意
一.必选参数在前,默认参数在后,否则Python的解释器会报错。
二.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。
三.不要使用可变对象作为默认参数。

三、可变参数*args

可变参数,即传入的参数个数是可变的,0至任意个。
因为参数个数不确定,则可以使用一个list 或者tuple传进来。之后在函数调用时会自动组装为一个tuple。
例如:

def calc(numbers):  # 变量        
    sum = 0               
    for n in numbers:       
        sum = sum + n * n   
    return sum            
>>> calc( [1,2,3] )   # 传入的是一个list
14

利用可变参数 *args:

def calc( *numbers ):  
    sum = 0        
    for n in numbers:    # 在函数内部,numbers组装成一个tuple
    sum = sum + n * n
    return sum
>>> calc( )            # 0个参数  
0
>>> calc( 1,3,5,7 )    # 多个参数 
84
>>> num = [1,2,3]      # list
>>> calc( *num )       # *list –> tuple
14   
>>> t = (1,3,5)
>>> calc( t )          # tuple(错误)  
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
  File "", line 4, in calc
TypeError: can"t multiply sequence by non-int of type "tuple"
>>> calc( *t )                  
35

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。

四、关键字参数**kw

关键字参数**kw允许传入0个至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。例如:

def person(name , age , **kw ):
    print("name:",name,"age:",age,"other:",kw)
>>> person("xiong",18)
name: xiong age: 18 other: {}
>>> person("xiong",18,city = "SH")          # city是原本没有的参数,但是因为有**kw
name: xiong age: 18 other: {"city": "SH"}

关键参数有什么用?可以扩展函数的功能。比如在person()函数里面,可以保证接收到name和age这两个参数。但是如果提供更多参数,也能收到。当然也可以先组装一个dict,再把该dict转换为关键字参数传递进去:

>>> extra ={"city":"shanghai","job":"SET"}                     # dict的定义
>>> person("xiong",18,city = extra["city"],job=extra["job"])   # dict的使用
name: xiong age: 18 other: {"city": "shanghai", "job": "SET"}  # dict的内容
>>> person("xiong",18,**extra)
name: xiong age: 18 other: {"city": "shanghai", "job": "SET"}

【总结】**extra表示把extra这个dict的所有key-value用关键字参数传入到函数的**kw参数,kw将获得一个dict,注意kw获得的dict是extra的一份拷贝,对kw的改动不会影响到函数外的extra。

五、命名关键字参数

如果要限制关键字参数的名字,就可以用命名关键字参数。需要一个特殊分隔符“”,“”后面的参数被视为命名关键字参数。如果缺少“*”,Python解释器则无法识别位置参数和命名关键字参数。在调用时,必须指定参数名字与参数值。
例如,只接收city和job作为关键字参数,可以使用如下定义:

def person( name ,age,*,city,job):
    print(name , age , city , job )
>>> person("xiong", 18, city="shanghai", job="tester")
xiong 18 shanghai tester

如果函数定义中已经有了一个可变参数,后面跟着的命名关键字参数就不再需要一个特殊分隔符*了:

>>> def person( name,age,*args,city,job ):     # 此处city和job也是命名关键字参数
...   print(name, age, city, job)

命名关键字参数必须传入参数名,如果没有传入参数名,调用将会报错:

>>> person("xlp",18,"shanghai","tester")          # 错误调用 
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
TypeError: person() missing 2 required keyword-only arguments: "city" and "job"
>>> person("xlp",18,city="shanghai",job="tester")  # 正确调用 
xlp 18 shanghai tester

命名关键字参数可以有缺省值,从而简化调用:

>>> def person1(name,age,*,city="shanghai",job):
...   print(name,age,city,job)
...
>>> person1("xlp",18,job="engineer")
xlp 18 shanghai engineer
六、参数组合

在Python中定义函数,可以用位置参数、默认参数、可变参数、关键字参数和命名关键字参数,这5种参数都可以组合使用。
但是要注意,参数定义的顺序必须是:位置参数、默认参数、可变参数、命名关键字参数和关键字参数。

【总结】

(1)定义可变参数和关键字参数的语法:
*args是可变参数,args接收的是一个list、tuple;
**kw是关键字参数,kw接收的是一个dict;
(2)调用函数时如何传入可变参数和关键字参数的语法:
可变参数直接传入:func(1,2,3)
可变参数间接传入:先组装成list或tuple,l=(1,2,3),再通过args传入,func(l)
关键字参数直接传入:func(a=1,b=2)
关键字参数间接传入:先组装成dict,d={‘a’:1,’b’:2},再通过kw传入,func(d)
(3)命名关键字参数 是为了限制调用者可以传入的参数名,同时可以提供默认值。
(4)定义命名的关键字参数在没有可变参数的情况下,不要忘记写分隔符*,否则定义的将是位置参数。


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