PYTHON 函数的参数

定义函数的时候，咱们把参数的名字和位置肯定下来，函数的接口定义就完成了。对于函数的调用者来讲，只须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的函数定义很是简单，但灵活度却很是大。除了正常定义的必选参数外，还可使用默认参数、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，还能够简化调用者的代码。

默认参数

咱们仍以具体的例子来讲明如何定义函数的默认参数。先写一个计算x2的函数：

def power(x):
    return x * x

当咱们调用power函数时，必须传入有且仅有的一个参数x：

>>> power(5)
25
>>> power(15)
225

如今，若是咱们要计算x3怎么办？能够再定义一个power3函数，可是若是要计算x四、x5……怎么办？咱们不可能定义无限多个函数。

你也许想到了，能够把power(x)修改成power(x, n)，用来计算xn，说干就干：

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

对于这个修改后的power函数，能够计算任意n次方：

>>> power(5, 2)
25
>>> power(5, 3)
125

可是，旧的调用代码失败了，缘由是咱们增长了一个参数，致使旧的代码没法正常调用：

>>> power(5)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: power() takes exactly 2 arguments (1 given)

这个时候，默认参数就排上用场了。因为咱们常常计算x2，因此，彻底能够把第二个参数n的默认值设定为2：

def power(x, n=2):
    s = 1
    while n > 0:
        n = n - 1
        s = s * x
    return s

这样，当咱们调用power(5)时，至关于调用power(5, 2)：

>>> power(5)
25
>>> power(5, 2)
25

而对于n > 2的其余状况，就必须明确地传入n，好比power(5, 3)。

从上面的例子能够看出，默认参数能够简化函数的调用。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，不然Python的解释器会报错（思考一下为何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。变化小的参数就能够做为默认参数。

使用默认参数有什么好处？最大的好处是能下降调用函数的难度。

举个例子，咱们写个一年级小学生注册的函数，须要传入name和gender两个参数：

def enroll(name, gender):
    print 'name:', name
    print 'gender:', gender

这样，调用enroll()函数只须要传入两个参数：

>>> enroll('Sarah', 'F')
name: Sarah
gender: F

若是要继续传入年龄、城市等信息怎么办？这样会使得调用函数的复杂度大大增长。

咱们能够把年龄和城市设为默认参数：

def enroll(name, gender, age=6, city='Beijing'):
    print 'name:', name
    print 'gender:', gender
    print 'age:', age
    print 'city:', city

这样，大多数学生注册时不须要提供年龄和城市，只提供必须的两个参数：

>>> enroll('Sarah', 'F')
Student:
name: Sarah
gender: F
age: 6
city: Beijing

只有与默认参数不符的学生才须要提供额外的信息：

enroll('Bob', 'M', 7)
enroll('Adam', 'M', city='Tianjin')

可见，默认参数下降了函数调用的难度，而一旦须要更复杂的调用时，又能够传递更多的参数来实现。不管是简单调用仍是复杂调用，函数只须要定义一个。

有多个默认参数时，调用的时候，既能够按顺序提供默认参数，好比调用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参数因为没有提供，仍然使用默认值。

也能够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，须要把参数名写上。好比调用enroll('Adam', 'M', city='Tianjin')，意思是，city参数用传进去的值，其余默认参数继续使用默认值。

默认参数颇有用，但使用不当，也会掉坑里。默认参数有个最大的坑，演示以下：

先定义一个函数，传入一个list，添加一个END再返回：

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

当你正常调用时，结果彷佛不错：

>>> 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']

可是，再次调用add_end()时，结果就不对了：

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

不少初学者很疑惑，默认参数是[]，可是函数彷佛每次都“记住了”上次添加了'END'后的list。

缘由解释以下：

Python函数在定义的时候，默认参数L的值就被计算出来了，即[]，由于默认参数L也是一个变量，它指向对象[]，每次调用该函数，若是改变了L的内容，则下次调用时，默认参数的内容就变了，再也不是函数定义时的[]了。

因此，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，咱们能够用None这个不变对象来实现：

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

如今，不管调用多少次，都不会有问题：

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

为何要设计str、None这样的不变对象呢？由于不变对象一旦建立，对象内部的数据就不能修改，这样就减小了因为修改数据致使的错误。此外，因为对象不变，多任务环境下同时读取对象不须要加锁，同时读一点问题都没有。咱们在编写程序时，若是能够设计一个不变对象，那就尽可能设计成不变对象。

可变参数

在Python函数中，还能够定义可变参数。顾名思义，可变参数就是传入的参数个数是可变的，能够是1个、2个到任意个，还能够是0个。

咱们以数学题为例子，给定一组数字a，b，c……，请计算a2 + b2 + c2 + ……。

要定义出这个函数，咱们必须肯定输入的参数。因为参数个数不肯定，咱们首先想到能够把a，b，c……做为一个list或tuple传进来，这样，函数能够定义以下：

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

可是调用的时候，须要先组装出一个list或tuple：

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

若是利用可变参数，调用函数的方式能够简化成这样：

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

因此，咱们把函数的参数改成可变参数：

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

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，所以，函数代码彻底不变。可是，调用该函数时，能够传入任意个参数，包括0个参数：

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

若是已经有一个list或者tuple，要调用一个可变参数怎么办？能够这样作：

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

这种写法固然是可行的，问题是太繁琐，因此Python容许你在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

这种写法至关有用，并且很常见。

关键字参数

可变参数容许你传入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。而关键字参数容许你传入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：

def person(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，能够只传入必选参数：

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

也能够传入任意个数的关键字参数：

>>> 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'}

关键字参数有什么用？它能够扩展函数的功能。好比，在person函数里，咱们保证能接收到name和age这两个参数，可是，若是调用者愿意提供更多的参数，咱们也能收到。试想你正在作一个用户注册的功能，除了用户名和年龄是必填项外，其余都是可选项，利用关键字参数来定义这个函数就能知足注册的需求。

和可变参数相似，也能够先组装出一个dict，而后，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: Jack age: 24 other: {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}

固然，上面复杂的调用能够用简化的写法：

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

参数组合

在Python中定义函数，能够用必选参数、默认参数、可变参数和关键字参数，这4种参数均可以一块儿使用，或者只用其中某些，可是请注意，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。

好比定义一个函数，包含上述4种参数：

def func(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 = 1 b = 2 c = 0 args = () kw = {}
>>> func(1, 2, c=3)
a = 1 b = 2 c = 3 args = () kw = {}
>>> func(1, 2, 3, 'a', 'b')
a = 1 b = 2 c = 3 args = ('a', 'b') kw = {}
>>> func(1, 2, 3, 'a', 'b', x=99)
a = 1 b = 2 c = 3 args = ('a', 'b') kw = {'x': 99}

最神奇的是经过一个tuple和dict，你也能够调用该函数：

>>> args = (1, 2, 3, 4)
>>> kw = {'x': 99}
>>> func(*args, **kw)
a = 1 b = 2 c = 3 args = (4,) kw = {'x': 99}

因此，对于任意函数，均可以经过相似func(*args, **kw)的形式调用它，不管它的参数是如何定义的。

小结

Python的函数具备很是灵活的参数形态，既能够实现简单的调用，又能够传入很是复杂的参数。

默认参数必定要用不可变对象，若是是可变对象，运行会有逻辑错误！

要注意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tuple；

**kw是关键字参数，kw接收的是一个dict。

以及调用函数时如何传入可变参数和关键字参数的语法：

可变参数既能够直接传入：func(1, 2, 3)，又能够先组装list或tuple，再经过*args传入：func(*(1, 2, 3))；

关键字参数既能够直接传入：func(a=1, b=2)，又能够先组装dict，再经过**kw传入：func(**{'a': 1, 'b': 2})。

使用*args和**kw是Python的习惯写法，固然也能够用其余参数名，但最好使用习惯用法。