15-函数参数类型
位置参数
位置参数须以正确的顺序传入函数。调用时的数量必须和声明时的一样。
def power(x, n):
s = 1
while n > 0:
n = n - 1
s = s * x
return s
print(pow(5,3))
执行结果:
125
power(x, n)函数有两个参数:x和n,这两个参数都是位置参数,调用函数时,传入的两个值按照位置顺序依次赋给参数x和n。
默认参数
def power(x, n=2):
s = 1
while n > 0:
n = n - 1
s = s * x
return s
print(power(5))
print(pow(3,3))
执行结果:
25
27
默认参数可以简化函数的调用。设置默认参数时必选参数在前,默认参数在后。
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,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
def enroll(name, gender, age=6, city='Beijing'):
print('name:', name)
print('gender:', gender)
print('age:', age)
print('city:', city)
enroll('Bob', 'M', 7)
print("\n")
enroll('Adam', 'M', city='Tianjin')
执行结果:
name: Bob
gender: M
age: 7
city: Beijing
# city参数用传进去的值,其他默认参数继续使用默认值。
name: Adam
gender: M
age: 6
city: Tianjin
默认参数必须指向不变对象
定义函数:
def add_end(L=[]):
L.append('END')
return L
正常调用时:
def add_end(L=[]):
L.append('END')
return L
L1 = add_end([1, 2, 3])
print(L1)
L2 = add_end(['x', 'y', 'z'])
print(L2)
执行结果:
[1, 2, 3, 'END']
['x', 'y', 'z', 'END']
但如果使用默认调用:
L1 = add_end()
print(L1)
L2 = add_end()
print(L2)
L3 = add_end()
print(L3)
执行结果:
['END']
['END', 'END']
['END', 'END', 'END']
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。
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 L
L1 = add_end()
print(L1)
L2 = add_end()
print(L2)
L3 = add_end()
print(L3)
执行结果:
['END']
['END']
['END']
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。
函数的参数
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定义函数的时候,我们把参数的名字和位置确定下来,函数的接口定义就完成了。对于函数的调用者来说,只需要知道如何传递正确的参数,以及函数将返回什么样的值就够了,函数内部的复杂逻辑被封装起来,调用者无需了解。
Python的函数定义非常简单,但灵活度却非常大。除了正常定义的必选参数外,还可以使用默认参数、可变参数和关键字参数,使得函数定义出来的接口,不但能处理复杂的参数,还可以简化调用者的代码。
默认参数
我们仍以具体的例子来说明如何定义函数的默认参数。先写一个计算x2的函数:
def power(x):
return x * x
当我们调用power函数时,必须传入有且仅有的一个参数x:
power(5)
25
power(15)
225
现在,如果我们要计算x3怎么办?可以再定义一个power3函数,但是如果要计算x4、x5……怎么办?我们不可能定义无限多个函数。
你也许想到了,可以把power(x)修改为power(x, n),用来计算xn,说干就干:
def power(x, n):
s = 1
while n > 0:
n = n - 1
s = s * x
return s
对于这个修改后的power函数,可以计算任意n次方:
power(5, 2)
25
power(5, 3)
125
但是,旧的调用代码失败了,原因是我们增加了一个参数,导致旧的代码无法正常调用:
power(5)
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
TypeError: power() takes exactly 2 arguments (1 given)
这个时候,默认参数就排上用场了。由于我们经常计算x2,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 s
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')
Student:
name: Sarah
gender: F
age: 6
city: Beijing
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 L
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。
所以,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 L
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。
可变参数
在python函数中,还可以定义可变参数。顾名思义,可变参数就是传入的参数个数是可变的,可以是1个、2个到任意个,还可以是0个。
# 计算输入数据的平方和
def calc(*numbers):
sum = 0
for n in numbers:
sum = sum + n * n
return sum
print(calc(1, 2,3))
print(calc(1,2))
print(calc())
执行结果:
14
5
0
如果已经有一个list或者tuple,要调用一个可变参数可以这样做:
nums = [1, 2, 3]
calc(*nums)
print(calc(*nums))
执行结果:
14
关键字参数
可变参数允许你传入0个或任意个参数,这些可变参数在函数调用时自动组装为一个tuple。
而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。
def person(name, age, **kw):
print ('name:', name, 'age:', age, 'other:', kw)
函数person除了必选参数name和age外,还接受关键字参数kw。
在调用该函数时,可以只传入必选参数,也可以传入任意个数的关键字参数:
print(person('Michael', 30))
print(person('Bob', 35, city='Beijing'))
print(person('Adam', 45, gender='M', job='Engineer'))
执行结果:
name: Michael age: 30 other: {}
name: Bob age: 35 other: {'city': 'Beijing'}
name: Adam age: 45 other: {'job': 'Engineer', 'gender': 'M'}
和可变参数类似,也可以先组装出一个dict,然后,把该dict转换为关键字参数传进去:
kw = {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}
person('Jack', 24, **kw)
执行结果:
name: Jack age: 24 other: {'job': 'Engineer', 'city': 'Beijing'}
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
- 关键字参数
比如定义一个函数,包含上述4种参数:
def func(a, b, c=0, *args, **kw):
print ('a =', a, 'b =', b, 'c =', c, 'args =', args, 'kw =', kw)
传入参数示例:
# 之传入位置参数
func(1, 2)
# 传入位置参数和默认参数
func(1, 2, c=3)
# 传入位置参数、默认参数、以及可变参数
func(1, 2, 3, 'a', 'b')
# 传入位置参数、默认参数、可变参数以及关键字参数
func(1, 2, 3, 'a', 'b', x=99)
执行结果:
a = 1 b = 2 c = 0 args = () kw = {}
a = 1 b = 2 c = 3 args = () kw = {}
a = 1 b = 2 c = 3 args = ('a', 'b') kw = {}
a = 1 b = 2 c = 3 args = ('a', 'b') kw = {'x': 99}
通过一个tuple和dict调用该函数:
args = (1, 2, 3, 4)
kw = {'x': 99}
func(*args, **kw)
执行结果:
a = 1 b = 2 c = 3 args = (4,) kw = {'x': 99}