Python函數參數詳解

  Python函數定義時參數靈活，使用不同參數的組合不僅可以簡化調用者的代碼，還可以處理復雜的參數。
函數的參數除了有必選參數外，還可以使用默認參數，可變參數，關鍵字參數和命名關鍵字參數。

位置參數

定義一個計算x^2的函數，以及一個計算x^n的函數

def calc1(x):
    return x * x

def calc2(x, n):
    s = 1
    for i in range(n):
        s *= x
    return s

對于這兩個函數，其參數都是位置參數，同時也是必選參數，調用函數時實參需和形參一一對應，當參數不對應時會引起錯誤，例如：

>>>calc2(2)
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: calc2() takes exactly 2 arguments (1 given)

>>>calc2(2, 2, 2)
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: calc2() takes exactly 2 arguments (3 given)

默認參數

對于函數calc2，如若函數調用過程中，計算x^2使用的較多，每次調用都要通過calc2(x, 2)來調用，這樣就略顯繁瑣，此時可以通過默認參數來簡化函數的調用，改寫函數為：

def calc3(x, n = 2):
    s = 1
    for i in range(n):
        s *= x
    return s

這樣，我們在調用calc3(2)時，就相當于調用calc3(2, 2)，而對于其他次方仍需明確指出n。
默認參數在使用中應當的注意：位置(必選)參數在前，默認參數在后。

當有多個默認參數時，既可以按順序提供默認參數，也可以不按順序提供默認參數。

def saveInfo(name, gender, age = 23, city = 'HangZhou'):
    print(name, gender, age, city)

saveInfo('Alen', 'M', city='Beijing')

定義默認參數時需要特別注意的一點：默認參數必須指向不變對象！
看如下例子：

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

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

出現這樣的結果是因為：默認參數L僅僅代表[]的一個引用，函數定義時[]就已確定，每次調用addEnd時，使用的都是函數定義時的[]，通過print(id(L))可以看出，每次調用該函數時使用的是同一內存地址的[]。

def addEnd(L=[]):
    L.append('END')
    print(id(L))
    return L

addEnd()
#4518465224
#['END']
addEnd()
#4518465224
#['END', 'END']

為了避免這個問題，可以通過下面的方式，每次調用函數時，都會新建一個[]：

def addEnd(L=None):
    L = [] if L == None else L
    L.append('END')
    print(id(L))
    return L

addEnd()
#4518687688
#['END']
addEnd()
#4518688328
#['END']

可變參數

可變參數即傳入的參數個數是可變的，可以是0個，1個，或多個
先定義一下函數，給定一組數字a，b，c...，計算這組數字的平方和a^2 + b^2 + c^2 + ...

def calc(numbers):
    s = 0
    for num in numbers:
        s = s + num * num
    return s

該函數在調用時，需先組裝一個list或tuple

>>>calc([1, 2, 3])
14
>>>calc([1, 2, 3])
30

如果利用可變參數，函數的調用可以簡化

def calc(*numbers):
    s = 0
    for num in numbers:
        s = s + num * num
    return s

calc()
# 0
calc(1, 2, 3)     
# 14
calc(1, 2, 3, 4)
# 30

可變參數與list或tuple參數相比，僅僅在參數前面加了個*號，*的作用是將傳入的參數組裝成一個tuple
，如果已經有一個list或tuple，要調用可變參數怎么辦呢？

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

這種寫法就過于繁瑣，針對這種情況，python允許在list或tuple前加一個*號，將list或tuple的元素變成可變參數傳入

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

關鍵字參數

關鍵字參數允許你傳入0個或任意個含參數名的參數，這些關鍵字參數在函數內部自動組裝為一個dict
定義一個用戶注冊的函數

def user(name, age, **kw):
    print('name:', name, 'age:', age, 'other:', kw)

user('Bob', 23)          
# ('name:', 'Bob', 'age:', 23, 'other:', {})
user('Alen', 20, gender='M', job='Engineer') 
# ('name:', 'Alen', 'age:', 20, 'other:', {'gender': 'M', 'job': 'Engineer'})

函數user除了接收必選參數name，age外還接收關鍵字參數kw，調用該函數時，可以只傳入必選參數，也可以傳入任意個數的關鍵字參數，**的作用是將含參數名的參數，組裝成一個dict傳入kw。關鍵字參數可以擴展函數的功能，調用者如果提供更多的信息，我們仍可以接收到。例如當用戶注冊時，姓名和年齡時必填項，其他是可選項，就可以通過關鍵字參數來實現。
和可變參數類似，當有現成dict時，可通過以下方式簡化調用：

>>>extra = {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}
user('Bob', 23, **extra)
name: Bob age: 23 other: {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}

**extra表示把extra這個dict的所有key-value用關鍵字參數傳入到函數的**kw參數，kw將獲得一個dict。注意kw獲得的dict是extra的一份拷貝，對kw的改動不會影響到函數外的extra。

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，如果要限制關鍵字參數的名字，就可以用命名關鍵字參數。命名關鍵字參數需要一個特殊分隔符*，*后面的參數被視為命名關鍵字參數，例如，只接收city和job作為關鍵字參數：

def user(name, age, *, city, job):
    print('name:', name, 'age:', age, 'city:', city, 'job:', job)

user('Alen', 20, city='Beijing', job='Engineer') 
# name: Alen age: 20 city: Beijing job: Engineer

不同于位置參數，命名關鍵字參數必須傳入參數名。如果沒有傳入參數名，調用將報錯：

>>>user('Alen', 20, 'Beijing', 'Engineer')
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: user() takes 2 positional arguments but 4 were given

若函數定義中已經有了一個可變參數，后面跟著的命名關鍵字參數就不再需要一個特殊分隔符*了：

def user(name, age, *args, city, job):
    print(name, age, args, city, job)

命名關鍵字參數可以有缺省值，從而簡化調用：

def user(name, age, *, city='Beijing', job):
    print(name, age, city, job)

user('Bob', 22, job='Engineer')
# Bob 22 Beijing Engineer

參數組合

定義函數，可以用必選參數、默認參數、可變參數、關鍵字參數和命名關鍵字參數，這5種參數都可以組合使用。但是應注意，參數定義的順序必須是：必選參數、默認參數、可變參數、命名關鍵字參數和關鍵字參數。
定義一個函數，包含上述參數：

def user(name, age = 20, *args, city = 'Beijing', job, **kw):
    print(name, age, args, city, job, kw)

user('Bob', 20, 120, job = 'Engineer', gender = 'M')
# Bob 20 (120,) Beijing Engineer {'gender': 'M'}

對于任意函數，都可以通過類似func(*args, **kw)的形式調用它，無論它的參數是如何定義的。

>>>args = ('Bob', 20, 120)
>>>kw = {'job':'Engineer', 'gender':'M'}
>>>user(*args, **kw)
Bob 20 (120,) Beijing Engineer {'gender': 'M'}