Python - 函数的参数

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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。

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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 "<stdin>", line 1, in <module>
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 "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", 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 "<stdin>", line 1, in <module>
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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