1.Python基礎要點（二）

注：本文部分內容來自廖雪峯的Python教程，部分內容來自網上搜索，部分內容由自己編寫。

函數（一）

位置參數、默認參數適合用於預先已知需要的參數的個數；

可變參數、關鍵字參數適合用於不知參數個數的情況。

一、位置參數

func(X,X)：固定參數個數，參數類型是否出錯看定義函數的內容。

我們先寫一個計算x2的函數：

def power(x):
    return x * x

對於power(x)函數，參數x就是一個位置參數。

當我們調用power函數時，必須傳入有且僅有的一個參數x：

>>> power(5)
25
>>> power(15)
225

現在，如果我們要計算x3怎麼辦？可以再定義一個power3函數，但是如果要計算x4、x5……怎麼辦？我們不可能定義無限多個函數。

你也許想到了，可以把power(x)修改爲power(x, n)，用來計算xn，說幹就幹：

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

對於這個修改後的power(x, n)函數，可以計算任意n次方：

>>> power(5, 2)
25
>>> power(5, 3)
125

修改後的power(x, n)函數有兩個參數：x和n，這兩個參數都是位置參數，調用函數時，傳入的兩個值按照位置順序依次賦給參數x和n。

二、默認參數

默認參數：

1、可減少調用函數時參數書寫的複雜度，可免去默認參數的重複錄入（當默認參數值改變時需錄入），大大提高效率。

2、調用的順序問題：有多個默認參數時，可按順序調用也可不按順序調用。當不按順序調用時，應寫“參數=XXX值”，例子如下面的enroll函數。

新的power(x, n)函數定義沒有問題，但是，舊的調用代碼失敗了，原因是我們增加了一個參數，導致舊的代碼因爲缺少一個參數而無法正常調用：

>>> power(5)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: power() missing 1 required positional argument: 'n'

Python的錯誤信息很明確：調用函數power()缺少了一個位置參數n。

這個時候，默認參數就排上用場了。由於我們經常計算x2，所以，完全可以把第二個參數n的默認值設定爲2：

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

這樣，當我們調用power(5)時，相當於調用power(5, 2)：

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

而對於n > 2的其他情況，就必須明確地傳入n，比如power(5, 3)。

從上面的例子可以看出，默認參數可以簡化函數的調用。設置默認參數時，有幾點要注意：

一是必選參數在前，默認參數在後，否則Python的解釋器會報錯（思考一下爲什麼默認參數不能放在必選參數前面）；

二是如何設置默認參數。

當函數有多個參數時，把變化大的參數放前面，變化小的參數放後面。變化小的參數就可以作爲默認參數。

使用默認參數有什麼好處？最大的好處是能降低調用函數的難度。

舉個例子，我們寫個一年級小學生註冊的函數，需要傳入name和gender兩個參數：

def enroll(name, gender):
    print('name:', name)
    print('gender:', gender)

這樣，調用enroll()函數只需要傳入兩個參數：

>>> enroll('Sarah', 'F')
name: Sarah
gender: F

如果要繼續傳入年齡、城市等信息怎麼辦？這樣會使得調用函數的複雜度大大增加。

我們可以把年齡和城市設爲默認參數：

def enroll(name, gender, age=6, city='Beijing'):
    print('name:', name)
    print('gender:', gender)
    print('age:', age)
    print('city:', city)

這樣，大多數學生註冊時不需要提供年齡和城市，只提供必須的兩個參數：

>>> enroll('Sarah', 'F')
name: Sarah
gender: F
age: 6
city: Beijing

只有與默認參數不符的學生才需要提供額外的信息：

enroll('Bob', 'M', 7)
enroll('Adam', 'M', city='Tianjin')

可見，默認參數降低了函數調用的難度，而一旦需要更復雜的調用時，又可以傳遞更多的參數來實現。無論是簡單調用還是複雜調用，函數只需要定義一個。

有多個默認參數時，調用的時候，既可以按順序提供默認參數，比如調用enroll('Bob', 'M', 7)，意思是，除了name，gender這兩個參數外，最後1個參數應用在參數age上，city參數由於沒有提供，仍然使用默認值。

也可以不按順序提供部分默認參數。當不按順序提供部分默認參數時，需要把參數名寫上。比如調用enroll('Adam', 'M', city='Tianjin')，意思是，city參數用傳進去的值，其他默認參數繼續使用默認值。

PS：默認參數必須是不可變對象（str、none等）。

三、可變參數

可變參數：允許你傳入0個或任意個參數，這些可變參數在函數調用時自動組裝爲一個tuple。

例子：

def funcD(a, b, *c):
  print a
  print b
  print（"length of c is: %d " % len(c)）
  print c

調用結果如下：

1
2
length of c is: 4
(3, 4, 5, 6)

四、關鍵字參數

關鍵字參數：允許你傳入0個或任意個含參數名的參數，這些關鍵字參數在函數內部自動組裝爲一個dict。

示例：

def person(name, age, **kw):
    print('name:', name, 'age:', age, 'other:', kw)

函數person除了必選參數name和age外，還接受關鍵字參數kw。在調用該函數時，可以只傳入必選參數：

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

也可以傳入任意個數的關鍵字參數：

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

關鍵字參數有什麼用？它可以擴展函數的功能。比如，在person函數裏，我們保證能接收到name和age這兩個參數，但是，如果調用者願意提供更多的參數，我們也能收到。試想你正在做一個用戶註冊的功能，除了用戶名和年齡是必填項外，其他都是可選項，利用關鍵字參數來定義這個函數就能滿足註冊的需求。

和可變參數類似，也可以先組裝出一個dict，然後，把該dict轉換爲關鍵字參數傳進去：

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

當然，上面複雜的調用可以用簡化的寫法：

>>> extra = {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}
>>> person('Jack', 24, **extra)
name: Jack age: 24 other: {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}

五、命名關鍵字參數

注意：如果參數沒有可變參數，所以必須要在命名關鍵字參數前加上“*”號，否則會被當做位置參數對待。

如果要限制關鍵字參數的名字，就可以用命名關鍵字參數，例如，只接收city和job作爲關鍵字參數。這種方式定義的函數如下：

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

和關鍵字參數**kw不同，命名關鍵字參數需要一個特殊分隔符*，*後面的參數被視爲命名關鍵字參數。

調用方式如下：

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

如果函數定義中已經有了一個可變參數，後面跟着的命名關鍵字參數就不再需要一個特殊分隔符*了：

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

命名關鍵字參數必須傳入參數名，這和位置參數不同。如果沒有傳入參數名，調用將報錯：

>>> 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

由於調用時缺少參數名city和job，Python解釋器把這4個參數均視爲位置參數，但person()函數僅接受2個位置參數。

命名關鍵字參數可以有缺省值，從而簡化調用：

def person(name, age, *, city='Beijing', job):
    print(name, age, city, job)

由於命名關鍵字參數city具有默認值，調用時，可不傳入city參數：

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

六、參數組合

在Python中定義函數，可以用必選參數、默認參數、可變參數、關鍵字參數和命名關鍵字參數，這5種參數都可以組合使用。但是請注意，參數定義的順序必須是：必選參數、默認參數、可變參數、命名關鍵字參數和關鍵字參數。

比如定義一個函數，包含上述若干種參數：

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)

在函數調用的時候，Python解釋器自動按照參數位置和參數名把對應的參數傳進去。

>>> 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}

最神奇的是通過一個tuple和dict，你也可以調用上述函數：

>>> 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，對於任意函數，都可以通過類似func(*args, **kw)的形式調用它，無論它的參數是如何定義的。

調用funcD(1, 2, 3, 4, 5, 6)結果是

小結

Python的函數具有非常靈活的參數形態，既可以實現簡單的調用，又可以傳入非常複雜的參數。

默認參數一定要用不可變對象，如果是可變對象，程序運行時會有邏輯錯誤！

要注意定義可變參數和關鍵字參數的語法：

*args是可變參數，args接收的是一個tuple；

**kw是關鍵字參數，kw接收的是一個dict。

以及調用函數時如何傳入可變參數和關鍵字參數的語法：

可變參數既可以直接傳入：func(1, 2, 3)，又可以先組裝list或tuple，再通過*args傳入：func(*(1, 2, 3))；

關鍵字參數既可以直接傳入：func(a=1, b=2)，又可以先組裝dict，再通過**kw傳入：func(**{'a': 1, 'b': 2})。

使用*args和**kw是Python的習慣寫法，當然也可以用其他參數名，但最好使用習慣用法。

命名的關鍵字參數是爲了限制調用者可以傳入的參數名，同時可以提供默認值。

定義命名的關鍵字參數在沒有可變參數的情況下不要忘了寫分隔符*，否則定義的將是位置參數。

調用funcD(1, 2, 3, 4, 5, 6)結果是