你所不知道的Python | 函數參數的演進之路

FingerLiu 發布于2019-07-30 17:01 / 2839人閱讀

摘要：有一點需要注意的是，默認參數需要設置在必選參數后面，并且默認參數既可以通過位置調用，也可以通過關鍵字調用。通過位置指定參數通過位置指定參數報錯，默認參數必須在必選參數后面參數默認值既支持關鍵字參數，也支持僅限關鍵字參數。

函數參數處理機制是Python中一個非常重要的知識點，隨著Python的演進，參數處理機制的靈活性和豐富性也在不斷增加，使得我們不僅可以寫出簡化的代碼，也能處理復雜的調用。

關鍵字參數

調用時指定參數的名稱，且與函數聲明時的參數名稱一致。

關鍵字參數是Python函數中最基礎也最常見的，我們寫一個記賬的函數，參數是需要記錄的時間和金額。

def add_record(date, amount):
    print("date:", date, "amount:", amount)

這里的amount參數就是一個關鍵字參數，關鍵字參數支持兩種調用方式：

位置調用

關鍵字調用

位置調用，就是按參數的位置進行調用，例如傳入兩個參數，第一個是字符串2018-07-06，第二個是整數10，那么這兩個參數會被分別賦予date和amount變量，如果順序反過來，則這兩個參數分別賦予amount和date變量。

add_record("2018-07-06", 10)  # 輸出date: 2018-07-06 amount: 10
add_record(10, "2018-07-06")  # 輸出date: 10 amount: 2018-07-06

關鍵字調用，可以忽略參數順序，直接指定參數。

add_record(amount=10, date="2018-07-06")  # 雖然參數順序反了，但是使用了關鍵字調用，所以依然輸出date: 2018-07-06 amount: 10

僅限關鍵字參數

我們定義一個Person類，并實現它的__init__方法

class Person(object):
    def __init__(self, name, age,  gender, height, weight):
        self._name = name
        self._age = age
        self._gender = gender
        self._height = height
        self._weight = weight

當初始化這個類的時候，我們可以使用關鍵字調用，也可以使用位置調用。

Person("Wendy", 24, "female", 160, 48)
Person("John", age=27, gender="male", height=170, weight=52)

對比上面兩種方式，我們會發現參數多的時候通過關鍵字指定參數不僅更加清晰，也更具有可讀性。如果我們希望函數只允許關鍵字調用，該如何做呢？Python 3.0中，引入了一種新的僅限關鍵字參數，能實現我們的需求。

下面將age以后的參數修改為只允許關鍵字調用，定義函數時想指定僅限關鍵字參數，要把它們放到前面有星號的參數后面，在Python中有星號的參數是可變參數的意思，如果不想支持可變參數，可以在參數中放一個星號作為分割。

class Person(object):
        # 參數中的星號作為關鍵字參數和僅限關鍵字參數的分割
    def __init__(self, name, *, age="22", gender="female", height=160, weight=50):
        self._name = name
        self._age = age
        self._gender = gender
        self._height = height
        self._weight = weight

Person("Wendy", 24, "female", 160, 48)  # 報錯，age以后參數不允許位置調用
Person("John", age=27, gender="male", height=170, weight=52)  # 正常執行

普通參數和僅限關鍵字參數中間由一個星號隔離開，星號以后的都是僅限關鍵字參數，只可以通過關鍵字指定，而不能通過位置指定。

參數默認值

在函數聲明時，指定參數默認值，調用時不傳入參數則使用默認值，相當于可選參數。

def add_record(date, amount=0):
    print("date:", date, "amount:", amount)

add_record("2018-07-06")  # 輸出date: 2018-07-06 amount: 0

上面代碼中沒有傳入amount參數，所以amount直接被置為默認值0。有一點需要注意的是，默認參數需要設置在必選參數后面，并且默認參數既可以通過位置調用，也可以通過關鍵字調用。

add_record("2018-07-06", 10)  # 通過位置指定參數
add_record("2018-07-06", amount=10)  # 通過位置指定參數
add_record(amount=10, "2018-07-06")  # 報錯，默認參數必須在必選參數后面

參數默認值既支持關鍵字參數，也支持僅限關鍵字參數。

可變長參數

“可變長”顧名思義是允許在調用時傳入多個參數，可變長參數適用于參數數量不確定的場景，可變參數有兩種，一種是關鍵字可變長參數，另一種是非關鍵字可變長參數。

非關鍵字可變長參數的寫法是在參數名前加一個星號，Python會將這些多出來的參數的值放入一個元組中，由于元組中只有參數值而沒有參數名稱，所以是非關鍵字參數。

def print_args(*args):
    print(args)

print_args(1, 2, 3, 4, 5)  # 輸出元組(1, 2, 3, 4, 5)

a = [1, 2, 3, 4, 5]
print_args(a)  # 直接傳入時，列表a會被當作一個元素，所以輸出([1, 2, 3, 4, 5],)
print_args(*a)  # 在傳參時加星號可以將可迭代參數解包，所以列表a中每一個元素都被當作一個參數傳入，輸出(1, 2, 3, 4, 5)

關鍵字可變長參數的寫法是在參數名前加兩個星號，Python會將這些多出來的參數的值放入一個字典中，由于字典中只有參數值而沒有參數名稱，所以是關鍵字參數。

def print_kwargs(**kw_args):
    print(kw_args)

a = {"a": 1, "b": 2, "c": 3, "d": 4, "e": 5}
print_kwargs(**a)  # 使用關鍵字可變參數時， {"a": 1, "c": 3, "b": 2, "e": 5, "d": 4}

函數注解

Python 3中為函數定義增加的另一個新功能是函數注解，所謂函數注解，就是可以在函數參數和返回值上添加任意的元數據。

def create_person(name: str, age: int, gender: str = "female", height: int = 160)  -> bool:
    return True

用create_person方法舉例，可以看到在每個參數后面都跟了一個參數類型，在函數后面則是返回值類型，函數注解可以用在文檔編寫、類型檢查中，在支持函數注解的IDE中，如果傳入參數和返回的類型不符合函數注解中的類型，IDE會提示錯誤。

但是函數注解只是一個元數據，Python解釋器執行時候并不會去檢查類型，所以下面這種情況也是合法的。

Person(name=123, age="John")  # 并不會報錯

總結

Python有著非常好入門的特點，但是隨著語言本身的演進，很多高級功能也在持續加入，用好這些功能可以使我們的Python代碼擁有更高的可讀性，適應更加復雜的應用場景。

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