Python參數類型以及常見的坑

導語

??由于之前遇到過幾次有關于參數類型的坑，以及經常容易把一些參數類型搞混淆，現在做一下有關參數類型的總結記錄以及對之前踩坑經歷的分析。

參數類型

首先我們列舉一下有關于Python的參數類型，以及實際上的運用和原理。

• 位置參數（必選參數）
• 默認參數
• 可變參數
• 關鍵字參數

位置參數（必選參數）

首先是位置參數，同時也被稱作必選參數，位置參數很好理解，只要記住這點：

• 在函數定義時直接給定的此參數名稱，調用時按照參數的位置順序，依次賦予參數值。

示例：

def person_info(name, age):
    print("My name is %s, I am %s years old" % (name, age))

person_info("zhangsan", "49")    
# name,age都是位置參數，按照位置順序，函數中依次接收參數值。

默認參數

默認參數，默認參數存在許多便利的地方，但是同時也存在許多坑，等到后面我們再去仔細分析下為什么存在這些坑，以下幾點我們需要注意的：

• 可以為一個或者多個參數指定默認值，當調用函數時可以不用傳入該參數值，大大降低函數調用的難度。
• 當需要用傳入的參數值代替默認參數的默認值時，可以按照參數位置順序傳入，同時也可以指定參數名傳入。

示例：

def person_info(name, age, sex='man'):
    print("My name is %s, I am %s years old, I am %s" % (name, age, sex))

person_info('zhangsan', '15')
person_info('lisi', '15', 'women')
person_info('lisi', '20', sex='women')

可變參數

可變參數，顧名思義就是傳入的參數數量是可變的：

• 可變參數在實際中，傳入的數量可以是任意多個，但也可以沒有。
• 而可變參數會在傳入函數內部時，是一個tuple的形式。

示例：

def add(*numbers):
    sum = 0
    for i in numbers:
        sum+=i
    return sum

print(add(1,3,4,2,1,4,1,3)) 

numbers=[2,3,4,1,5]
add(*numbers)
# 當傳入的參數為list時，會將list中所有的元素作為可變參數，傳進去

關鍵字參數

當可變參數在傳入0個或者任意個參數時，這些可變參數會在函數調用時自動組裝成一個tuple。而關鍵字參數也允許你傳入0個或者任意個含參數名的參數，這些關鍵字參數會函數內部自動組裝為一個dict。調用函數時，可以只傳入必選參數。

• 擴展函數的功能，**kwargs

示例：

def person_info(**kw):
    for key,value in kw.items():
        print(key, value)

person_info(name='zhangsan', age=15)
person = {'name': 'zhangsan', 'age': 13}
person_info(**person)

命名關鍵字參數

對于關鍵字參數，函數的調用者可以傳入任意不受限制的關鍵字參數。但是針對到底傳入了哪些參數，就需要通過函數內部分析檢查。所以命名關鍵字參數就是限制傳入的參數的名字，只能傳我已命名關鍵字參數。

• 命名關鍵字參數需要一個特殊分隔符*，分隔符后面的參數會被視為命名關鍵字參數。
• 當函數中已經存在一個可變參數，后面跟著的命名關鍵字參數就不需要一個*特殊分隔符——“”**。
• 命名關鍵參數可以有默認值，從而簡化調用。
• 命名關鍵參數必須傳入一個參數名，這和位置參數不同。如果沒有傳入參數名，調用將會報錯。

示例：

def person_info(name, *, age, sex):
    print(name, age, sex)

def person_info2(name, *args, age, sex):
    for i in args:
        print(i)
    print(name, age, sex)

person_info('zhangsan', age=12, sex='man')
person_info2('zhangsan', 'sksks', 'ssk', age=13, sex='man')  

參數組合調用規則

在python定義函數過程中，可以用位置參數、默認參數、可變參數、關鍵字參數、命名關鍵字參數。這五種參數都可以通過組合使用。需要注意的是：

• 這五種參數定義的順序必須是：位置參數、默認參數、可變參數、命名關鍵字參數、關鍵字參數。

位置參數和默認參數組合

def Person(name, age=20):
    print(name,age)

Person('zhangsan')
Person('zhangsan', 20)        

位置參數、默認參數、可變參數組合

def Person(name, age=20, *args):
    for i in args:
        print(i)
    print(name, age)

Person('zhangsan')
Person('zhangsan', 22, "Beijing")
Person('zhangsan', age=22, 'Shanghai')    

位置參數、默認參數、可變參數、命名關鍵字參數組合

def Person(name, age=20, *args, city, **kwargs):
    for i in args:
        print(i)
    for key,value in kwargs.items():
        print(key, value)
    print(name, age, city)

Person('zhangsan', age=12, 'Author', city='Shanghai', company='Shanghai Software')        

關于參數定義的一些坑

默認參數陷阱

關于默認參數陷阱的問題，我們先來看一看一個示例：

def Book(book, book_list=[]):
    print(id(book_list))
    book_list.append(book)
    for book in book_list:
        print(book)
    print(id(book_list))    

test = Book("First One")      

輸出的結果：

這個輸出的結果應該是意料之中，現在我們這時候再調用Book()方法，看看會發生什么：

??這時候輸出結果，竟然把之前的First one都輸出，看了他們的id，發現都是同一塊內存地址，這時候就開始納悶了，那么來找找出現這種狀況的原因。
經過查閱官方資料發現，這是一段Python官方文檔給出的解釋：
Important warning: The default value is evaluated only once. This makes a difference when the default is a mutable object such as a list, dictionary, or instances of most classes. For example, the following function accumulates the arguments passed to it on subsequent calls:
??我們來看看解釋分析下，Python官方文檔給出的理由就是Python對默認值只計算一次，對于可變對象，在后續調用的情況下會累積傳遞給他們。而list、dict等這種都屬于可變對象。
??那么對于這種默認值陷阱，我們是該如何避免造成一些不必要的麻煩呢？大致有兩種解決方法：

• 避免使用可變對象作為默認值。
• 在參數定義的時候可以使用None對象作為占位符。

對于第二種方法：

def Book(book, book_list=None):
    print(book_list)
    if book_list is None:
        book_list = []
    book_list.append(book)
    for book in book_list:
        print(book)
    print(id(book_list))  

test1 = Book('First one')
test2 = Book('Second one')   

測試結果：

慎用變長參數

?? 前面已經介紹過了，Python是支持可變長度的參數列表，可以在函數定義參數時使用*args和**kwargs兩個特殊的語法來實現。
??那為什么要說慎用變長參數，我總結了一下有以下幾個原因：

• 使用過于靈活。比如在我上面有關不同類型參數組合使用的示例中，在位置參數和默認參數在的情況下，還有可變參數、關鍵字參數、命名關鍵字參數。這就很容易是的這個函數的簽名不夠清晰，調用者需要花費時間去了解你這個方法該如何調用。所以這就很容易使得團隊開發中效率低效。
• 另外一個原因，如果一個函數的列表過于長，雖然可以通過使用*args, **kwargs來簡化函數，但同時也意味這個函數或許有更好的實現方式，有重構的必要。

??說完了要慎用，在說說看我們常用的變長參數的使用場景：

• 為函數添加一個裝飾器。
• 如果參數的數目不確定的時候，可以考慮使用變長參數。比如讀取一些配置文件中的配置項時。
• 用來實現函數的多態，或者在繼承情況下子類需要調用父類的某些方法。

總結

?? 關于的Python參數類型就寫到這里了，剛開始學Python的時候，經常被函數定義的參數類型搞懵，后面看了一些教程，自己在寫一些腳本的時候遇到的一些坑，并且在看一些大牛分析背后的原理，后面感覺收獲良多。后面干脆想把自己學習過程遇到的東西都整理一下，做個記錄，加深理解。
下面是我參考的一些博客文章：
https://www.liaoxuefeng.com/wiki/1016959663602400/1017261630425888
http://cenalulu.github.io/python/default-mutable-arguments/
https://www.cnblogs.com/Clonglegs/p/9564873.html
https://blog.csdn.net/u014745194/article/details/70158926