深入讲解Python函数中参数的使用及默认参数的陷阱
C++里函数可以设置缺省参数,Java不可以,只能通过重载的方式来实现,python里也可以设置默认参数,最大的好处就是降低函数难度,函数的定义只有一个,并且python是动态语言,在同一名称空间里不能有想多名称的函数,如果出现了,那么后出现的会覆盖前面的函数。
defpower(x,n=2): s=1 whilen>0: n=n-1 s=s*x returns
看看结果:
>>>power(5) 25 >>>power(5,3) 125
注意:必选参数在前,默认参数在后,否则Python的解释器会报错。
建议:*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。变化小的参数就可以作为默认参数。
默认参数也有坑,看看下面的代码,先定义一个list,添加一个end再返回:
defadd_end(L=[]): L.append('END') returnL
看看调用结果:
>>>add_end([1,2,3]) [1,2,3,'END'] >>>add_end(['x','y','z']) ['x','y','z','END'] >>>add_end() ['END'] >>>add_end() ['END','END'] >>>add_end() ['END','END','END']
这里需要解释一下,Python函数在定义的时候,默认参数L的值就被计算出来了,即[]。此时L指向[]。所以如果L中的内容改变了,下次调用引用的内容也就不再是[]了。所以要牢记一点定义默认参数必须指向不可变对象!。
可变参数
第一种方法,传入的参数为一个list或者tuple。
defcalc(numbers): sum=0 forninnumbers: sum=sum+n*n returnsum
调用方式:
>>>calc([1,2,3]) 14 >>>calc((1,3,5,7)) 84
第二种方式,直接传入多个参数,函数内部会自动用一个tuple接收。
defcalc(*numbers): sum=0 forninnumbers: sum=sum+n*n returnsum
调用方式:
>>>calc(1,2) 5 >>>calc() 0
这个时候如果还想把一个list或者tuple里的数据传进去,可以这样:
>>>nums=[1,2,3] >>>calc(*nums) 14
关键字参数
关键字参数允许你传入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。
defperson(name,age,**kw): print'name:',name,'age:',age,'other:',kw
调用示例:
>>>person('Michael',30) name:Michaelage:30other:{} >>>person('Bob',35,city='Beijing') name:Bobage:35other:{'city':'Beijing'} >>>person('Adam',45,gender='M',job='Engineer') name:Adamage:45other:{'gender':'M','job':'Engineer'}
参数组合
在Python中定义函数,可以用必选参数、默认参数、可变参数和关键字参数,这4种参数都可以一起使用,或者只用其中某些,但是请注意,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。
递归函数
基本的也没什么可讲的,和Java/C++里一样,就是调用本身的一种。这里重点介绍一下尾递归优化。事实上尾递归和循环效果是一样的,很显然的一个优点那就是可以防止递归调用栈溢出。
定义:在函数返回的时候调用自身,并且,return语句不能包含表达式。编译器或者解释器可以对其做优化,无论调用多少次,只占用一个栈帧,不会出现溢出的情况。
举个简单的例子,以阶乘函数为例:
deffact(n): ifn==1: return1 returnn*fact(n-1)
如果传入的n很大,就可能会溢出,这是由于returnn*fact(n-1)引入了乘法表达式,就不是尾递归了。把代码改一下:
deffact(n): returnfact_iter(n,1) deffact_iter(num,product): ifnum==1: returnproduct returnfact_iter(num-1,num*product)
默认参数陷阱
Python的函数定义提供了默认参数这个选择,使得函数的定义和使用更加的灵活,但是也会带来一些坑,例如之前的一个例子:
函数定义:
defadd_end(L=[]): L.append('END') returnL
调用函数的结果:
>>>add_end([1,2,3]) [1,2,3,'END'] >>>add_end(['x','y','z']) ['x','y','z','END'] >>>add_end() ['END'] >>>add_end() ['END','END'] >>>add_end() ['END','END','END']
很明显这个与函数的定义初衷不符,用一句话解释就是:
Defaultvaluesarecomputedonce,thenre-used.
为了深入研究这个问题,我们来看看另一个例子:
#coding=utf-8 defa(): print"aexecuted" return[] defb(x=a()): print"id(x):",id(x) x.append(5) print"x:",x foriinrange(2): print"不带参数调用,使用默认参数" b() printb.__defaults__ print"id(b.__defaults__[0]):",id(b.__defaults__[0]) foriinrange(2): print"带参数调用,传入一个list" b(list()) printb.__defaults__ print"id(b.__defaults__[0]):",id(b.__defaults__[0])
NOTE:稍微解释一下,所有默认值都存储在函数对象的__defaults__属性中,这是一个列表,每一个元素均为一个默认参数值。
来看看输出结果:
aexecuted 不带参数调用,使用默认参数 id(x):140038854650552 x:[5] ([5],) id(b.__defaults__[0]):140038854650552 不带参数调用,使用默认参数 id(x):140038854650552 x:[5,5] ([5,5],) id(b.__defaults__[0]):140038854650552 带参数调用,传入一个list id(x):140038854732400 x:[5] ([5,5],) id(b.__defaults__[0]):140038854650552 带参数调用,传入一个list id(x):140038854732472 x:[5] ([5,5],) id(b.__defaults__[0]):140038854650552
简单分析一下输出结果:
第1行
在定义函数b(),即执行def语句,代码第7行defb(x=a()):的时候,这句话使用了默认参数,所以在定义的时候会计算默认参数x的值,这个时候会调用a(),所以打印出了aexecuted。
第2~6行
第一次执行循环,代码第14行调用b()没有传递参数,使用默认参数,此时x=[],所以调用一次之后
printb.__defaults__
输出结果为
([5],)
第7~11行
第二次循环,代码第14行调用b()没有传递参数,使用默认参数。
注意:默认参数只会计算一次,也就是说那个内存区域就固定了,但是这个地址所指向的是一个list,内容可以改变,此时由于上一次调用x:[5],所以
printb.__defaults__
输出结果为
([5,5],)
第12~16行
第二个循环语句,第一次循环,代码第20行传入一个空的list,所以不使用默认参数,此时x=[],所以
printb.__defaults__
输出结果为
([5],)
第18~21行
第二个循环语句,第二次循环,代码第20行传入一个空的list,所以也不使用默认参数,此时仍然是x=[],所以
printb.__defaults__
输出结果依然为
([5],)
函数也是对象,因此定义的时候就被执行,默认参数是函数的属性,它的值可能会随着函数被调用而改变。其他对象不都是如此吗?
牢记:默认参数必须指向不变对象!代码改一下如下:
#coding=utf-8 defa(): print"aexecuted" returnNone defb(x=a()): print"id(x):",id(x) ifxisNone: x=[] x.append(5) print"x:",x foriinrange(2): print"不带参数调用,使用默认参数" b() printb.__defaults__ print"id(b.__defaults__[0]):",id(b.__defaults__[0]) foriinrange(2): print"带参数调用,传入一个list" b(list()) printb.__defaults__ print"id(b.__defaults__[0]):",id(b.__defaults__[0])
此时的输出结果看看是什么:
aexecuted 不带参数调用,使用默认参数 id(x):9568656 x:[5] (None,) id(b.__defaults__[0]):9568656 不带参数调用,使用默认参数 id(x):9568656 x:[5] (None,) id(b.__defaults__[0]):9568656 带参数调用,传入一个list id(x):140725126699632 x:[5] (None,) id(b.__defaults__[0]):9568656 带参数调用,传入一个list id(x):140725126699704 x:[5] (None,) id(b.__defaults__[0]):9568656