Python函数的参数

很多初学者很容易混淆,python的参数,不知道怎么去运用,今天我来说一下python的3种参数,说不定给初学者有点帮助。

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。

位置参数

我们先写一个计算x^2的函数:

def power(x):
   return x*x

对于power(x)函数,参数x就是一个位置参数
当我们调用power函数时,就必须传入唯有的一个参数x:

>>>power(3)
9
>>>power(4)
16

日过我们定义一个x3的函数怎么办?可以在定义一个power3函数,但是如果x4,x^5....怎么办?我们不可能定义无限个函数。
你也可能想到了,可以把 power(x) 修改为 power(x, n) ,用来计算 x^n :

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(x, n) 函数,可以计算任意 n 次方:

>>>power(5,2)
25
>>>power(2,5)
32

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(10)
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power()函数缺少了一个位置参数,在这个时候我们的默认参数就上场了我们经常计算x^2,完全把第二个参数n的之设为2

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

这样我们嗲用power()时,就不用传入n的值了

>>>power(3)
9
>>>power(10)
100

对于n>2的情况,就必须传入n的值,比如power(10,3)

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。
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。

使用默认参数的最大好处是降低函数调用的难度。

def stu(name,gender):
    print('name':name)
    print('grnder':gender)

调用stu只需传入两个参数

>>>stu('em','F')
name:em
gender:F

如果继续传入年龄,城市等信息使得函数的调用加大难度。
我们可以把一些信息设为默认参数,这样调用的时候简单多了

def stu(name,gender,age=19,city='Yichang')
    print('name':name)
    print('gender':gender)
    print('age':age)
    print('city':city)

这样多数同学注册的时候不需提供年龄和城市:

>>>stu('em','F')
name:em
gender:F
age:19
city:Yichang

只与默认参数不符的学生,需要提供额外信息

>>>stu('li','F',18,'Wuhan')
name:li
gender:F
age:18
city:Wuhan

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。

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。
我们以数学题为例子,给定一组数字 a,b,c……,请计算 a^2 + b^2 + c^2 + ……。
要定义出这个函数,我们必须确定输入的参数。由于参数个数不确定,我们首先想到可以把 a,b,c……
作为一个 list 或 tuple 传进来,这样,函数可以定义如下:

def calcu(numbers):
    sum = 0
    for n in numbers:
        sum = sum+n*n
    return sum

但是调用时候,首先组装出一个列表或者元组

>>>calcu([1,2,3])
14
>>>calcu((1,3,5,7))
84

如果利用可变参数,调用函数的方式可以简化成这样:

>>>calcu(1,2,3)
14
>>>calcu(1,3,5,7)
84

so 我们把函数的参数改为默认参数:

def calcu(*numbers):
    sum=0
    for n in numbers:
        sum=sum+n*n
    return sum

定义可变参数和定义一个列表或元组参数相比,仅仅在参数前面加了一个 * 号。在函数内部,参数 numbers 接收到的是一个元祖,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

>>>calcu(1,2)
5
>>>calcu()
0

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。
请看示例:

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:

>>> person('Michael', 30)
name: Michael age: 30 other: {}

也可以传入任意个数的关键字参数:

>>> person('Bob', 35, city='Yichang')
name: Bob age: 35 other: {'city': 'Yichang'}
>>> person('Adam', 45, gender='M', job='Engineer')
name: Adam age: 45 other: {'gender': 'M', 'job': 'Engineer'}

关键字参数可以扩展函数的功能:
比如,在 person 函数里,我们保证能接收到 name 和age 这两个参数,但是,如果调用者愿意提供更多的参数,我们也能收到。试想你正在做一个用户注册的功能,除了用户名和年龄是必填项外,其他都是可选项,利用关键字参数来定义这个函数就能满足注册的需求。
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:

>>> extra = {'city': 'Yichang', 'job': 'Engineer'}
>>> person('Jack', 24, city=extra['city'], job=extra['job'])
name: Jack age: 24 other: {'city': 'Yichang', 'job': 'Engineer'}

当然,上面复杂的调用可以用简化的写法:

>>> extra = {'city': 'Yichang', 'job': 'Engineer'}
>>> person('Jack', 24, **extra)
name: Jack age: 24 other: {'city': 'Yichang', '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。至于到底传入了哪些,就需要在函数内部通过 kw 检查。
仍以 person() 函数为例,我们希望检查是否有 city 和 job 参数:

def person(name, age, **kw):
    if 'city' in kw:
        # 有 city 参数
        pass
    if 'job' in kw:
        # 有 job 参数
        pass
    print('name:', name, 'age:', age, 'other:', kw)

但是调用者仍可以传入不受限制的关键字参数:

>>> person('Jack', 24, city='Yichang', addr='Xiling', zipcode=12345
6)

如果要限制关键字参数的名字,就可以用命名关键字参数,例如,只接收 city 和 job 作为关键字参数。这种方式定义的函数如下:

def person(name,age,*,city,job):
    print(name,age,city,jon)

和关键字参数 **kw 不同,命名关键字参数需要一个特殊分隔符 * , * 后面的参数被视为命名关键字参数。
调用方式如下:

>>> person('Jack', 24, city='Yichang', job='Engineer')
Jack 24 Yichang Engineer

如果函数定义中已经有了一个可变参数,后面跟着的命名关键字参数就不再需要一个特殊分隔符 * 了:

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:

>>> person('Jack', 24, 'Yichang', 'Engineer')
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: person() takes 2 positional arguments but 4 were given

由于调用时缺少参数名 city 和 job ,Python 解释器把这 4 个参数均视为位置参数,但 person() 函数仅接受 2 个位置参数。
命名关键字参数可以有缺省值,从而简化调用:

def person(name, age, *, city='Yichang', 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:

>>> person('Jack', 24, job='Engineer')
Jack 24 Yichang Engineer

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:

def person(name, age, city, job):
    # 缺少 * , city 和 job 被视为位置参数
    pass

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