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函數的參數

定義函數時，我們把參數的名字和位置確定下來，函數的接口定義就完成了。參數在函數名后的括號內指定。您可以根據需要添加任意數量的參數，只需用逗號分隔即可。對于函數的調用者，只需要知道如何傳遞正確的參數，以及函數將返回什么樣的值就夠了，函數內部的復雜邏輯被封裝起來，調用者無需了解。

Python的函數定義可以使用必選參數、默認參數、可變參數和關鍵字參數。

位置參數

我們先寫一個計算x2的函數：

def power(x):
    return x * x

對于power(x)函數，參數x就是一個位置參數。

當我們調用power函數時，必須傳入有且僅有的一個參數x：

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

現在，如果我們要計算 x 3 x^3 x3怎么辦？可以再定義一個power3函數，但是如果要計算 x 4 x^4 x4、 x 5 x^5 x5……怎么辦？我們不可能定義無限多個函數。

你也許想到了，可以把power(x)修改為power(x, n)，用來計算 x n x^n xn：

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

對于這個修改后的power(x, n)函數，可以計算任意n次方：

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

修改后的power(x, n)函數有兩個參數：x和n，這兩個參數都是位置參數，調用函數時，傳入的兩個值按照位置順序依次賦給參數x和n。

默認參數

power(x, n)函數定義沒有問題，但是，原來的調用代碼失敗了，原因是我們增加了一個參數，導致舊的代碼因為缺少一個參數而無法正常調用：

>>> power(5)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: power() missing 1 required positional argument: 'n'

錯誤信息指出：調用函數power()缺少了一個位置參數n。

這個時候，默認參數就排上用場了。由于我們經常計算x2，所以，可以把第二個參數n的默認值設定為2：

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

這樣，當我們調用power(5)時，相當于調用power(5, 2)：

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

對于n > 2的情況，就必須明確地傳入n，比如power(5, 3)。

從上面的例子可以看出，默認參數可以簡化函數的調用。設置默認參數時，有幾點要注意：

1. 必選參數在前，默認參數在后，否則Python的解釋器會報錯。思考一下：為什么默認參數不能放在必選參數前面？
2. 如何設置默認參數。

使用默認參數有什么好處？最大的好處是能降低調用函數的難度。

舉個例子，我們寫個一年級小學生注冊的函數，需要傳入name和gender兩個參數：

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

這樣，調用enroll()函數只需要傳入兩個參數：

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

如果要繼續傳入年齡、城市等信息怎么辦？這樣會使得調用函數的復雜度大大增加。

我們可以把年齡和城市設為默認參數：

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

這樣，大多數學生注冊時不需要提供年齡和城市，只提供必須的兩個參數：

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

只有與默認參數不符的學生才需要提供額外的信息：

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

可見，默認參數降低了函數調用的難度，而一旦需要更復雜的調用時，又可以傳遞更多的參數來實現。無論是簡單調用還是復雜調用，函數只需要定義一個。

有多個默認參數時，調用的時候，既可以按順序提供默認參數，比如調用enroll('Bob', 'M', 7)，意思是，除了name，gender這兩個參數外，最后1個參數應用在參數age上，city參數由于沒有提供，仍然使用默認值。

也可以不按順序提供部分默認參數。當不按順序提供部分默認參數時，需要把參數名寫上。比如調用enroll('Adam', 'M', city='Tianjin')，意思是，city參數用傳進去的值，其他默認參數繼續使用默認值。

默認參數陷阱

默認參數很有用，但使用不當，也會掉坑里。默認參數有個最大的坑：

先定義一個函數，傳入一個list，添加一個END再返回：

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

當你正常調用時，結果似乎不錯：

>>> add_end([1, 2, 3])
[1, 2, 3, 'END']
>>> add_end(['x', 'y', 'z'])
['x', 'y', 'z', 'END']

當你使用默認參數調用時，一開始結果也是對的：

>>> add_end()
['END']

但是，再次調用add_end()時，結果就不對了：

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

很多初學者很疑惑，默認參數是[]，但是函數似乎每次都“記住了”上次添加了'END'后的list。

原因：

Python函數在定義的時候，默認參數L的值就被計算出來了，即[]，因為默認參數L也是一個變量，它指向對象[]，每次調用該函數，如果改變了L的內容，則下次調用時，默認參數的內容就變了，不再是函數定義時的[]了。

定義默認參數要牢記一點：默認參數必須指向不變對象！

要修改上面的例子，我們可以用None這個不變對象來實現：

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

現在，無論調用多少次，都不會有問題：

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

為什么要設計str、None這樣的不變對象呢？因為不變對象一旦創建，對象內部的數據就不能修改，這樣就減少了由于修改數據導致的錯誤。此外，由于對象不變，多任務環境下同時讀取對象不需要加鎖，同時讀一點問題都沒有。我們在編寫程序時，如果可以設計一個不變對象，那就盡量設計成不變對象。