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函數(shù)的參數(shù)

定義函數(shù)時(shí)，我們把參數(shù)的名字和位置確定下來，函數(shù)的接口定義就完成了。參數(shù)在函數(shù)名后的括號(hào)內(nèi)指定。您可以根據(jù)需要添加任意數(shù)量的參數(shù)，只需用逗號(hào)分隔即可。對(duì)于函數(shù)的調(diào)用者，只需要知道如何傳遞正確的參數(shù)，以及函數(shù)將返回什么樣的值就夠了，函數(shù)內(nèi)部的復(fù)雜邏輯被封裝起來，調(diào)用者無需了解。

Python的函數(shù)定義可以使用必選參數(shù)、默認(rèn)參數(shù)、可變參數(shù)和關(guān)鍵字參數(shù)。

位置參數(shù)

我們先寫一個(gè)計(jì)算x2的函數(shù)：

def power(x):
    return x * x

對(duì)于power(x)函數(shù)，參數(shù)x就是一個(gè)位置參數(shù)。

當(dāng)我們調(diào)用power函數(shù)時(shí)，必須傳入有且僅有的一個(gè)參數(shù)x：

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

現(xiàn)在，如果我們要計(jì)算 x 3 x^3 x3怎么辦？可以再定義一個(gè)power3函數(shù)，但是如果要計(jì)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(gè)函數(shù)。

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

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

對(duì)于這個(gè)修改后的power(x, n)函數(shù)，可以計(jì)算任意n次方：

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

修改后的power(x, n)函數(shù)有兩個(gè)參數(shù)：x和n，這兩個(gè)參數(shù)都是位置參數(shù)，調(diào)用函數(shù)時(shí)，傳入的兩個(gè)值按照位置順序依次賦給參數(shù)x和n。

默認(rèn)參數(shù)

power(x, n)函數(shù)定義沒有問題，但是，原來的調(diào)用代碼失敗了，原因是我們?cè)黾恿艘粋€(gè)參數(shù)，導(dǎo)致舊的代碼因?yàn)槿鄙僖粋€(gè)參數(shù)而無法正常調(diào)用：

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

錯(cuò)誤信息指出：調(diào)用函數(shù)power()缺少了一個(gè)位置參數(shù)n。

這個(gè)時(shí)候，默認(rèn)參數(shù)就排上用場(chǎng)了。由于我們經(jīng)常計(jì)算x2，所以，可以把第二個(gè)參數(shù)n的默認(rèn)值設(shè)定為2：

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

這樣，當(dāng)我們調(diào)用power(5)時(shí)，相當(dāng)于調(diào)用power(5, 2)：

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

對(duì)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(rèn)參數(shù)可以簡(jiǎn)化函數(shù)的調(diào)用。設(shè)置默認(rèn)參數(shù)時(shí)，有幾點(diǎn)要注意：

1. 必選參數(shù)在前，默認(rèn)參數(shù)在后，否則Python的解釋器會(huì)報(bào)錯(cuò)。思考一下：為什么默認(rèn)參數(shù)不能放在必選參數(shù)前面？
2. 如何設(shè)置默認(rèn)參數(shù)。

使用默認(rèn)參數(shù)有什么好處？最大的好處是能降低調(diào)用函數(shù)的難度。

舉個(gè)例子，我們寫個(gè)一年級(jí)小學(xué)生注冊(cè)的函數(shù)，需要傳入name和gender兩個(gè)參數(shù)：

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

這樣，調(diào)用enroll()函數(shù)只需要傳入兩個(gè)參數(shù)：

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

如果要繼續(xù)傳入年齡、城市等信息怎么辦？這樣會(huì)使得調(diào)用函數(shù)的復(fù)雜度大大增加。

我們可以把年齡和城市設(shè)為默認(rèn)參數(shù)：

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(shù)學(xué)生注冊(cè)時(shí)不需要提供年齡和城市，只提供必須的兩個(gè)參數(shù)：

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

只有與默認(rèn)參數(shù)不符的學(xué)生才需要提供額外的信息：

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

可見，默認(rèn)參數(shù)降低了函數(shù)調(diào)用的難度，而一旦需要更復(fù)雜的調(diào)用時(shí)，又可以傳遞更多的參數(shù)來實(shí)現(xiàn)。無論是簡(jiǎn)單調(diào)用還是復(fù)雜調(diào)用，函數(shù)只需要定義一個(gè)。

有多個(gè)默認(rèn)參數(shù)時(shí)，調(diào)用的時(shí)候，既可以按順序提供默認(rèn)參數(shù)，比如調(diào)用enroll('Bob', 'M', 7)，意思是，除了name，gender這兩個(gè)參數(shù)外，最后1個(gè)參數(shù)應(yīng)用在參數(shù)age上，city參數(shù)由于沒有提供，仍然使用默認(rèn)值。

也可以不按順序提供部分默認(rèn)參數(shù)。當(dāng)不按順序提供部分默認(rèn)參數(shù)時(shí)，需要把參數(shù)名寫上。比如調(diào)用enroll('Adam', 'M', city='Tianjin')，意思是，city參數(shù)用傳進(jìn)去的值，其他默認(rèn)參數(shù)繼續(xù)使用默認(rèn)值。

默認(rèn)參數(shù)陷阱

默認(rèn)參數(shù)很有用，但使用不當(dāng)，也會(huì)掉坑里。默認(rèn)參數(shù)有個(gè)最大的坑：

先定義一個(gè)函數(shù)，傳入一個(gè)list，添加一個(gè)END再返回：

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

當(dāng)你正常調(diào)用時(shí)，結(jié)果似乎不錯(cuò)：

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

當(dāng)你使用默認(rèn)參數(shù)調(diào)用時(shí)，一開始結(jié)果也是對(duì)的：

>>> add_end()
['END']

但是，再次調(diào)用add_end()時(shí)，結(jié)果就不對(duì)了：

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

很多初學(xué)者很疑惑，默認(rèn)參數(shù)是[]，但是函數(shù)似乎每次都“記住了”上次添加了'END'后的list。

原因：

Python函數(shù)在定義的時(shí)候，默認(rèn)參數(shù)L的值就被計(jì)算出來了，即[]，因?yàn)槟J(rèn)參數(shù)L也是一個(gè)變量，它指向?qū)ο?code>[]，每次調(diào)用該函數(shù)，如果改變了L的內(nèi)容，則下次調(diào)用時(shí)，默認(rèn)參數(shù)的內(nèi)容就變了，不再是函數(shù)定義時(shí)的[]了。

定義默認(rèn)參數(shù)要牢記一點(diǎn)：默認(rèn)參數(shù)必須指向不變對(duì)象！

要修改上面的例子，我們可以用None這個(gè)不變對(duì)象來實(shí)現(xiàn)：

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

現(xiàn)在，無論調(diào)用多少次，都不會(huì)有問題：

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

為什么要設(shè)計(jì)str、None這樣的不變對(duì)象呢？因?yàn)椴蛔儗?duì)象一旦創(chuàng)建，對(duì)象內(nèi)部的數(shù)據(jù)就不能修改，這樣就減少了由于修改數(shù)據(jù)導(dǎo)致的錯(cuò)誤。此外，由于對(duì)象不變，多任務(wù)環(huán)境下同時(shí)讀取對(duì)象不需要加鎖，同時(shí)讀一點(diǎn)問題都沒有。我們?cè)诰帉懗绦驎r(shí)，如果可以設(shè)計(jì)一個(gè)不變對(duì)象，那就盡量設(shè)計(jì)成不變對(duì)象。