对Python参数类型详解以及学习中遇到的坑

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Python热爱者 2021-08-15 13:51:37

文章标签 python 编程语言默认参数可变参数参数类型 文章分类 Python 后端开发

由于之前遇到过几次有关于参数类型的坑，以及经常容易把一些参数类型搞混淆，现在做一下有关参数类型的总结记录以及对之前踩坑经历的分析。

参数类型

首先我们列举一下有关于Python的参数类型，以及实际上的运用和原理:

位置参数（必选参数）
默认参数
可变参数
关键字参数

位置参数（必选参数）

首先是位置参数，同时也被称作必选参数，位置参数很好理解，只要记住这点：

在函数定义时直接给定的此参数名称，调用时按照参数的位置顺序，依次赋予参数值

示例：

def person_info(name, age):
    print("My name is %s, I am %s years old" % (name, age))
    
person_info("zhangsan", "49")

name,age都是位置参数，按照位置顺序，函数中依次接收参数值。

默认参数

默认参数，默认参数存在许多便利的地方，但是同时也存在许多坑，等到后面我们再去仔细分析下为什么存在这些坑，以下几点我们需要注意的：

可以为一个或者多个参数指定默认值，当调用函数时可以不用传入该参数值，大大降低函数调用的难度。
当需要用传入的参数值代替默认参数的默认值时，可以按照参数位置顺序传入，同时也可以指定参数名传入。

示例：

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def person_info(name, age, sex='man'):
    print("My name is %s, I am %s years old, I am %s" % (name, age, sex))

person_info('zhangsan', '15')
person_info('lisi', '15', 'women')
person_info('lisi', '20', sex='women')

可变参数

可变参数，顾名思义就是传入的参数数量是可变的：

可变参数在实际中，传入的数量可以是任意多个，但也可以没有;
而可变参数会在传入函数内部时，是一个tuple的形式;

示例：

def add(*numbers):
    sum = 0
    for i in numbers:
        sum+=i
    return sum

print(add(1,3,4,2,1,4,1,3)) 

numbers=[2,3,4,1,5]
add(*numbers)

当传入的参数为list时，会将list中所有的元素作为可变参数，传进去

关键字参数

关键字参数也允许你传入0个或者任意个含参数名的参数，这些关键字参数会函数内部自动组装为一个dict。
调用函数时，可以只传入必选参数。(扩展函数的功能，**kwargs)

示例：

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def person_info(**kw):
    for key,value in kw.items():
        print(key, value)

person_info(name='zhangsan', age=15)
person = {'name': 'zhangsan', 'age': 13}
person_info(**person)

命名关键字参数

对于关键字参数，函数的调用者可以传入任意不受限制的关键字参数。但是针对到底传入了哪些参数，就需要通过函数内部分析检查。所以命名关键字参数就是限制传入的参数的名字，只能传我已命名关键字参数。

命名关键字参数需要一个特殊分隔符*，分隔符后面的参数会被视为命名关键字参数。
当函数中已经存在一个可变参数，后面跟着的命名关键字参数就不需要一个特殊分隔符*。
命名关键参数可以有默认值，从而简化调用。
命名关键参数必须传入一个参数名，这和位置参数不同。如果没有传入参数名，调用将会报错。

示例：

def person_info(name, *, age, sex):
    print(name, age, sex)

def person_info2(name, *args, age, sex):
    for i in args:
        print(i)
    print(name, age, sex)
    
person_info('zhangsan', age=12, sex='man')
person_info2('zhangsan', 'sksks', 'ssk', age=13, sex='man')

参数组合调用规则

在python定义函数过程中，可以用位置参数、默认参数、可变参数、关键字参数、命名关键字参数。这五种参数都可以通过组合使用。需要注意的是：

这五种参数定义的顺序必须是：位置参数、默认参数、可变参数、命名关键字参数、关键字参数。

位置参数和默认参数组合

def Person(name, age=20):
    print(name,age)

Person('zhangsan')
Person('zhangsan', 20)

位置参数、默认参数、可变参数组合

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def Person(name, age=20, *args):
    for i in args:
        print(i)
    print(name, age)

Person('zhangsan')
Person('zhangsan', 22, "Beijing")
Person('zhangsan', age=22, 'Shanghai')

位置参数、默认参数、可变参数、命名关键字参数组合

def Person(name, age=20, *args, city, **kwargs):
    for i in args:
        print(i)
    for key,value in kwargs.items():
        print(key, value)
    print(name, age, city)

Person('zhangsan', age=12, 'Author', city='Shanghai', company='Shanghai Software')

关于参数定义的一些坑

默认参数陷阱

关于默认参数陷阱的问题，我们先来看一看一个示例：

def Book(book, book_list=[]):
    print(id(book_list))
    book_list.append(book)
    for book in book_list:
        print(book)
    print(id(book_list))    

test = Book("First One")

输出的结果：

140699715685128
First One
140699715685128

这个输出的结果应该是意料之中，现在我们这时候再调用Book()方法，看看会发生什么：


>>> test = Book("First One")
140699715685128
First One
140699715685128
>>> test2 = Book("Second One")
140699715685128
First One
Second One
140699715685128

这时候输出结果，竟然把之前的First one都输出，看了他们的id，发现都是同一块内存地址，这时候就开始纳闷了，那么来找找出现这种状况的原因。经过查阅官方资料发现，这是一段Python官方文档给出的解释：

Important warning: The default value is evaluated only once. This
makes a difference when the default is a mutable object such as a
list, dictionary, or instances of most classes. For example, the
following function accumulates the arguments passed to it on
subsequent calls:

我们来看看解释分析下，Python官方文档给出的理由就是Python对默认值只计算一次，对于可变对象，在后续调用的情况下会累积传递给他们。而list、dict等这种都属于可变对象。

那么对于中默认值陷阱，我们是该如何避免造成一些不必要的麻烦呢？大致有两种解决方法：

避免使用可变对象作为默认值
在参数定义的时候可以使用None对象作为占位符。

第二种解决方法：

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def Book(book, book_list=None):
    print(book_list)
    if book_list is None:
        book_list = []
    book_list.append(book)
    for book in book_list:
        print(book)
    print(id(book_list))  
    
test1 = Book('First one')
test2 = Book('Second one')

测试结果：

>>> test1 = Book('First one')
None
First one
140057693903624
>>> test2 = Book('Second one') 
None
Second one
140057693903624

慎用变长参数

前面已经介绍过了，Python是支持可变长度的参数列表，可以在函数定义参数时使用*args和**kwargs两个特殊的语法来实现。那为什么要说慎用变长参数，我总结了一下有以下几个原因：

使用过于灵活。比如在我上面有关不同类型参数组合使用的示例中，在位置参数和默认参数在的情况下，还有可变参数、关键字参数、命名关键字参数。这就很容易是的这个函数的签名不够清晰，调用者需要花费时间去了解你这个方法该如何调用。所以这就很容易使得团队开发中效率低效。
另外一个原因，如果一个函数的列表过于长，虽然可以通过使用*args, **kwargs来简化函数，但同时也意味这个函数或许有更好的实现方式，有重构的必要。

说完了要慎用，在说说看我们常用的变长参数的使用场景：