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Python 默认参数 (2)


默认参数

新的​​power(x, n)​​函数定义没有问题,但是,旧的调用代码失败了,原因是我们增加了一个参数,导致旧的代码因为缺少一个参数而无法正常调用:

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

​Python​​​的错误信息很明确:调用函数​​power()​​​缺少了一个位置参数​​n​​。

这个时候,默认参数就排上用场了。由于我们经常计算​​x^2​​​,所以,完全可以把第二个参数​​n​​的默认值设定为2:

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

这样,当我们调用​​power(5)​​​时,相当于调用​​power(5, 2)​​:

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

而对于​​n > 2​​​的其他情况,就必须明确地传入​​n​​​,比如​​power(5, 3)​​。

从上面的例子可以看出,默认参数可以简化函数的调用。设置默认参数时,有几点要注意:

  • 一是必选参数在前,默认参数在后,否则​​Python​​的解释器会报错(思考一下为什么默认参数不能放在必选参数前面)
  • 二是如何设置默认参数。

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。

使用默认参数有什么好处?最大的好处是能降低调用函数的难度。

举个例子,我们写个一年级小学生注册的函数,需要传入​​name​​​和​​gender​​两个参数:

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

这样,调用​​enroll()​​函数只需要传入两个参数:

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

如果要继续传入年龄、城市等信息怎么办?这样会使得调用函数的复杂度大大增加。

我们可以把年龄和城市设为默认参数:

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

这样,大多数学生注册时不需要提供年龄和城市,只提供必须的两个参数:

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

只有与默认参数不符的学生才需要提供额外的信息:

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

可见,默认参数降低了函数调用的难度,而一旦需要更复杂的调用时,又可以传递更多的参数来实现。无论是简单调用还是复杂调用,函数只需要定义一个。

有多个默认参数时,调用的时候,既可以按顺序提供默认参数,比如调用​​enroll('Bob', 'M', 7)​​​,意思是,除了​​name​​​,​​gender​​​这两个参数外,最后1个参数应用在参数​​age​​​上,​​city​​参数由于没有提供,仍然使用默认值。

也可以不按顺序提供部分默认参数。当不按顺序提供部分默认参数时,需要把参数名写上。比如调用​​enroll('Adam', 'M', city='Tianjin')​​,意思是,city参数用传进去的值,其他默认参数继续使用默认值。

默认参数很有用,但使用不当,也会掉坑里。默认参数有个最大的坑,演示如下:

先定义一个函数,传入一个list,添加一个​​END​​再返回:

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

当你正常调用时,结果似乎不错:

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

当你使用默认参数调用时,一开始结果也是对的:

>>> add_end()
['END']

但是,再次调用​​add_end()​​时,结果就不对了:

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

很多初学者很疑惑,默认参数是​​[]​​​,但是函数似乎每次都“记住了”上次添加了​​'END'​​​后的​​list​​。

原因解释如下:

​Python​​​函数在定义的时候,默认参数L的值就被计算出来了,即​​[]​​​,因为默认参数​​L​​​也是一个变量,它指向对象​​[]​​,每次调用该函数,如果改变了L的内容,则下次调用时,默认参数的内容就变了,不再是函数定义时的[]了。

定义默认参数要牢记一点:默认参数必须指向不变对象!

要修改上面的例子,我们可以用​​None​​这个不变对象来实现:

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

现在,无论调用多少次,都不会有问题:

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

为什么要设计​​str​​​、​​None​​这样的不变对象呢?因为不变对象一旦创建,对象内部的数据就不能修改,这样就减少了由于修改数据导致的错误。此外,由于对象不变,多任务环境下同时读取对象不需要加锁,同时读一点问题都没有。我们在编写程序时,如果可以设计一个不变对象,那就尽量设计成不变对象。


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