函数的参数
位置参数
对于函数 power() , 参数 x 就是一个位置参数,当我们调用函数 power() 时,必须传入有且仅有一个参数x
def power(x):
return x * x
如果函数有两个以上的位置参数时,调用函数时,传入的值按照位置顺序依次赋给位置参数。
def power(x, n):
s = 1
while n > 0:
n = n - 1
s = s * x
return s
默认参数
在进行函数定义时,可以设定参数的默认值,如果没有对该参数进行赋值,则该参数将取其默认值。
def power(x, n=2):
s = 1
while n > 0:
n = n - 1
s = s * x
return s
此时,当我们调用power(5) 时,相当于调用 power(5, 2)
注意
在进行默认参数的设置时,注意以下几点:
1.严格遵守"必选参数在前,默认参数在后” 的规则
因为函数参数在传入时,是按照顺序来的,如果默认参数放在前面, def power(n=2, x): , 调用 power(5) 时,会按顺序将值赋给参数,首先将 5 赋给 n,然后轮到 x 时发现参数个数不对,报错,而对于 power(x, n=2): , 则相反,先将 5 赋给 x,然后轮到n 时,由于没有n有默认值2,且没有值传入,则n取默认值2
2.设置默认参数时,默认将变化大的参数放在前面,变化小的参数放在后面,这样变化小的参数就能够更多地使用默认参数
3.默认参数必须指向不可变对象,如果指向可变对象,如list
def add_end(L=[]):
L.append('END')
return L
调用多次默认参数时,发现函数每次都把上次添加了**‘END’** 之后的list 当做这次的默认值
>>> add_end()
['END', 'END']
>>> add_end()
['END', 'END', 'END']
因为在定义函数时,已经确定 L 这个变量指向了对象 [] ,而在该函数中,对L自身进行了改动,[]作为一个可变对象,调用函数时被改变了,而 L 依旧指向 这个被改变了的 list ,所以函数的默认参数的内容也被改变。
如果要避免出现这种情况,则需要将默认参数设置为一个不可变对象,如 None,然后通过判断默认参数是否等于None,来给L赋值 []
def add_end(L=None):
if L is None:
L = []
L.append('END')
return L
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。
优点
使用默认参数,能降低调用函数的难度。
默认参数调用格式
以下面的代码为例:
def enroll(name, gender, age=6, city='Beijing'):
print('name:', name)
print('gender:', gender)
print('age:', age)
print('city:', city)
age 和 city 为默认参数。
调用 enroll(‘Bob’, ‘M’, 7) 时,按照顺序传入值,7 传给了 age ,而 city 使用默认值
也可以不按照顺序提供部分默认参数,但是必须将参数名写上:enroll(‘Adam’, ‘M’, city=‘Tianjin’)
可变参数
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。
我们以数学题为例子,给定一组数字a,b,c……,请计算a2 + b2 + c2 + ……。
由于参数个数不确定,可以使用一个list 或者 tuple 作为参数
def calc(numbers):
sum = 0
for n in numbers:
sum = sum + n * n
return sum
但是在调用时,需要先组装出一个list 或 tuple
但是设定可变参数,可以简化这一步骤
def calc(*numbers):
sum = 0
for n in numbers:
sum = sum + n * n
return sum
调用函数时,就需要这么写
>>> calc(1, 2, 3)
14
>>> calc(1, 3, 5, 7)
84
定义可变参数和定义一个list或tuple参数相比,仅仅在参数前面加了一个*号。在函数内部,参数numbers接收到的是一个tuple,因此,函数代码完全不变。但是,调用该函数时,可以传入任意个参数,包括0个参数.
如果已经有一个list或者tuple,要调用一个可变参数怎么办?可以使用 list[0], 也可以在list前加一个*, 如calc(*nums)。
>>> nums = [1, 2, 3]
>>> calc(nums[0], nums[1], nums[2])
14
*nums 表示把 nums 这个list的所有元素作为可变参数传递进去。
>>> nums = [1, 2, 3]
>>> calc(*nums)
14
关键字参数
关键字参数允许传入0个或任意个含参数名的参数,这些关键字参数实际上在函数内部组装成一个dict
对于 * 号的作用,进行了分析
>>> a=(1,2,3,4)
>>> b=[1,2,3,4]
>>> print(*a)
1 2 3 4
>>> print(*b)
1 2 3 4
>>>
这里可以看到, * 号可以将一个list 或者 tuple 转变为多个参数
def person(name, age, **kw):
print('name:', name, 'age:', age, 'other:', kw)
调用如下
>>> person('Michael', 30)
name: Michael age: 30 other: {}
关键字参数的个数没有要求。
与可变参数类似,也可以直接将一个dict传入函数,但是在该dict前需要加 两个星号 ** ,或者按照dict内元素调用的方法。
加 **
>>> extra = {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}
>>> person('Jack', 24, **extra)
name: Jack age: 24 other: {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}
dict 元素调用 dict[key]
>>> extra = {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}
>>> person('Jack', 24, city=extra['city'], job=extra['job'])
name: Jack age: 24 other: {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}
extra表示把extra这个dict的所有key-value用关键字参数传入到函数的 **kw 参数,kw将获得一个dict,注意kw获得的dict是extra的一份拷贝,对kw的改动不会影响到函数外的 extra。
命名关键字
如果要限制关键字参数的名字,就可以使用命名关键字参数。如只接受 city 和 job 作为关键字参数
def person(name, age, *, city, job):
print(name, age, city, job)
此时,只能接受 city 和 job 作为关键字参数,如果有别的关键字参数传入,则会报错,获得了一个不希望得到的关键字。
>>> person(1,2,city=1,j=2)
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: person() got an unexpected keyword argument 'j'
>>> person(1,2,city=1,job=2)
1 2 1 2
如果函数定义中已经有了一个可变参数,则后面跟着的命名关键字参数就不需要加 特殊分隔符 *
def person(name, age, *args, city, job):
print(name, age, args, city, job)
命名关键字参数必须传入参数名,这和位置参数不同。如果没有传入参数名,调用将报错:
对于没有加可变参数的,提示位置参数只需要两个但是给了4个
>>> def person(name, age, *, city, job):
... print(name, age, city, job)
...
>>>
>>> person('Jack', 24, 'Beijing', 'Engineer')
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: person() takes 2 positional arguments but 4 were given
加了可变参数的,提示丢失了两个必须的命名关键字参数
>>> def person(name, age, *args, city, job):
... print(name, age, args, city, job)
...
>>> person('Jack', 24, 'Beijing', 'Engineer')
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: person() missing 2 required keyword-only arguments: 'city' and 'job'
命名关键字参数可以有缺省值,从而简化调用:
def person(name, age, *, city='Beijing', job):
print(name, age, city, job)
由于命名关键字参数city具有默认值,调用时,可不传入city参数:
使用命名关键字参数时,要特别注意,如果没有可变参数,就必须加一个作为特殊分隔符。如果缺少,Python解释器将无法识别位置参数和命名关键字参数:
参数组合顺序
参数定义的顺序必须为:必选参数、默认参数、可变参数、命名关键字参数和关键字参数。即参数传入时的格式相同,可有可无的放后面,必选和默认都是可以直接传入单个参数, 而默认可以为空,所以优先传入必选,而默认和可变参数传入时的格式一个为单个单数,另一个为任意个数参数。后者的范围更大,所以可变参数放后面,关键字参数的表达形式与他们都不同,但是关键字参数的范围比命名关键字参数大,所以放在最后。
def f1(a, b, c=0, *args, **kw):
print('a =', a, 'b =', b, 'c =', c, 'args =', args, 'kw =', kw)
def f2(a, b, c=0, *, d, **kw):
print('a =', a, 'b =', b, 'c =', c, 'd =', d, 'kw =', kw)
>>> f1(1, 2)
a = 1 b = 2 c = 0 args = () kw = {}
>>> f1(1, 2, c=3)
a = 1 b = 2 c = 3 args = () kw = {}
>>> f1(1, 2, 3, 'a', 'b')
a = 1 b = 2 c = 3 args = ('a', 'b') kw = {}
>>> f1(1, 2, 3, 'a', 'b', x=99)
a = 1 b = 2 c = 3 args = ('a', 'b') kw = {'x': 99}
>>> f2(1, 2, d=99, ext=None)
a = 1 b = 2 c = 0 d = 99 kw = {'ext': None}
最神奇的是通过一个tuple和dict,你也可以调用上述函数:
>>> args = (1, 2, 3, 4)
>>> kw = {'d': 99, 'x': '#'}
>>> f1(*args, **kw)
a = 1 b = 2 c = 3 args = (4,) kw = {'d': 99, 'x': '#'}
>>> args = (1, 2, 3)
>>> kw = {'d': 88, 'x': '#'}
>>> f2(*args, **kw)
a = 1 b = 2 c = 3 d = 88 kw = {'x': '#'}
所以,对于任意函数,都可以通过类似func(*args, **kw)的形式调用它,无论它的参数是如何定义的。
虽然可以组合多达5种参数,但不要同时使用太多的组合,否则函数接口的可理解性很差。
扩展知识
引言
在Python中,星号除了用于乘法数值运算和幂运算外,还有一种特殊的用法"在变量前添加单个星号或两个星号",实现多参数的传入或变量的拆解。
简介
最初,星号变量是用在函数的参数传递上的,在下面的实例中,单个星号代表这个位置接收任意多个非关键字参数,在函数的*b位置上将其转化成元组,而双星号代表这个位置接收任意多个关键字参数,在**b位置上将其转化成字典:
#!/usr/bin/env python
#coding=utf-8
#--------
def one(a,*b):
"""a是一个普通传入参数,*b是一个非关键字星号参数"""
print(b)
one(1,2,3,4,5,6)
#--------
def two(a=1,**b):
"""a是一个普通关键字参数,**b是一个关键字双星号参数"""
print(b)
two(a=1,b=2,c=3,d=4,e=5,f=6)
#程序输出
(2, 3, 4, 5, 6)
{'b': 2, 'c': 3, 'e': 5, 'f': 6, 'd': 4}
#从输出中可以看到,第一个函数中,*b的位置可以传入任意多没有关键字的参数,*b会将这些传入参数转化成一个元组,下面的调用
one(1,2,3,4,5,6)
#传入one(a,*b)后,等价于
one(1,(2,3,4,5,6))
#第二个函数中,**b的位置可以接收任意多个关键字参数,下面的调用
two(a=1,b=2,c=3,d=4,e=5,f=6)
#传入one(a,*b)后,等价与
two(a=1,{'b': 2, 'c': 3, 'e': 5, 'f': 6, 'd': 4})
扩展用法
单星号变量实例
单星号变量不仅仅可以用在函数定义时的参数中,如果在一个普通变量前加*,会将该变量拆分为单个元素
>>> a=(1,2,3,4)
>>> b=[1,2,3,4]
>>> print(*a)
1 2 3 4
>>> print(*b)
1 2 3 4
>>>
>>>def one(*x):
'''输出传入的第一个参数'''
>>> print(x[0])
#------
>>>lst = ["a","b","c","d"]
>>>stri = "www.baidu.com"
>>>one(stri,lst)
www.baidu.com
>>>one(*lst)
a
>>>one(stri)
w
#第一次调用one(stri,lst),代入one(*x)后等价与
one(("www.qingsword.com",["a","b","c","d"]))
#第二次调用one(*lst),代入one(*x)后等价与
one(("a","b","c","d"))
#第三次调用one(*stri),代入one(*x)后等价与
one(("w","w","w",".","q","i","n","g","s","w","o","r","d",".","c","o","m"))
如果在变量前面使用单星号,实际上是对变量的一次拆解操作,将变量中单独的元素拆解出来,然后依次传入one()函数,而传入one()函数后,one()函数会将这些传入的单个元素保存成一个元组,这就是为什么我们 print(x[0])能够提取第一个元素的原因
如果传入的为字典元素,那么输出的时候只会有字典元素的键,而不包含值,如果想要读取值,需要使用双星号
双星号变量实例
#!/usr/bin/env python
#coding=utf-8
03
#--------
def one(**x):
"""将传入的关键字参数的值保存成元组输出"""
print(x)
b=()
for a in x.values():
b+=(a,)
print(b)
dect={"one":1,"two":2,"three":3}
one(**dect)
#程序输出
{'three': 3, 'one': 1, 'two': 2}
(3, 1, 2)
#对一个字典使用双星号前缀,就相当于将其拆分成关键字参数的形式,**dect相当于将字典拆分成下面这种样子
one=1,two=2,three=3
#将上面这些关键字参数传入one(**x),就等价与(还记得前面说的,双星号将接收到的所有关键字参数都保存成一个字典吧)
one({"one":1,"two":2,"three":3})
#既然是字典,那么字典中的所有方法都能使用,使用for循环遍历这个字典的值,添加到一个元组中,最后打印出这个元组
Ps:注意,使用这种方法将字典传入函数的时候,字典的键的命名要符合python变量的命名规则,通过上面的分析也不难看出,双星号会将字典首先转换成关键字参数的形式,就相当于使用字典中的键作为变量名,如果键不符合变量命名规则,则会抛出一个"TypeError"异常,大家可以尝试着颠倒一下上面字典中的键和值,使用数字作为键,看看会出现什么问题。
练习
以下函数允许计算两个数的乘积,请稍加改造,变成可接收一个或多个数并计算乘积:
# -*- coding: utf-8 -*-
def product(*x):
if not x:
raise TypeError("x doesn't exist")
m = 1
for v in x:
m = m * v
return m
# 测试
print('product(5) =', product(5))
print('product(5, 6) =', product(5, 6))
print('product(5, 6, 7) =', product(5, 6, 7))
print('product(5, 6, 7, 9) =', product(5, 6, 7, 9))
if product(5) != 5:
print('测试失败!')
elif product(5, 6) != 30:
print('测试失败!')
elif product(5, 6, 7) != 210:
print('测试失败!')
elif product(5, 6, 7, 9) != 1890:
print('测试失败!')
else:
try:
product()
print('测试失败!')
except TypeError:
print('测试成功!')
小结
1.默认参数一定要选用不可变对象,如果使用可变对象,程序运行会有逻辑错误
2.在定义函数时,单星号意味着将多个元素组成一个tuple传入,在调用函数时,使用的单星号意味着对变量进行一次拆解操作,将单独的元素拆解出来。
3.定义函数时,双星号意味着接收到的所有关键字参数保存在一个字典里传入,调用函数时在字典前加双星号意味着将该字典拆解为关键字参数。
4.默认 *args 为可变参数,接受的是一个tuple, **kw 是关键字参数,kw接受的是一个字典
5.可变参数可以直接传入,也可以在一个list或者tuple前加* 传入。
6.关键字参数可以直接传入,也可以在一个dict前加**传入
7.命名关键字参数限制了传入的关键字,同时也可以提供默认值,命名关键字参数前需要加 星号再用分隔符 逗号 分割开来或者在其之前有可变参数