本文為《爬著學(xué)Python》系列第十篇文章。
在實(shí)際操作中反砌，可能函數(shù)是我們幾乎唯一的實(shí)現(xiàn)操作的方式，這是因?yàn)楹瘮?shù)能夠構(gòu)造一個(gè)高度集中的變量環(huán)境葱轩，在合理的設(shè)計(jì)下，它能使程序思路更加清晰的同時(shí)更利于調(diào)整與修改藐握。幾乎沒(méi)有哪個(gè)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言會(huì)不涉及自定義函數(shù)的靴拱。
在上一篇文章中我們留了許多內(nèi)容說(shuō)要在本文中介紹，它們是一些和函數(shù)參數(shù)相關(guān)的問(wèn)題猾普。函數(shù)是我們的對(duì)操作方式的一種整合袜炕，因此我們會(huì)通過(guò)函數(shù)來(lái)進(jìn)行運(yùn)算或者完成某些功能，這些功能涉及到變量時(shí)初家，我們必須清楚到底發(fā)生了哪些事情偎窘。廢話少說(shuō)吧。
創(chuàng)建自定義函數(shù)
Python的自定義函數(shù)格式中規(guī)中矩
def func_name(arg1):
pass
用def引導(dǎo)自定義函數(shù)名溜在，用括號(hào)給出該函數(shù)的參數(shù)陌知，在冒號(hào)后換行通過(guò)縮進(jìn)確定函數(shù)體。在格式上和條件判斷語(yǔ)句有些相似掖肋。
當(dāng)然纵诞，我們從簡(jiǎn)單的開(kāi)始講起，這是Python自定義函數(shù)的簡(jiǎn)單形式培遵。一般能“動(dòng)手腳”的地方只有三個(gè)，一個(gè)是def前面可以用裝飾器（詳見(jiàn)我的另一篇文章Python精進(jìn)-裝飾器與函數(shù)對(duì)象）登刺，一個(gè)是函數(shù)參數(shù)籽腕，一個(gè)是執(zhí)行語(yǔ)句。
關(guān)于執(zhí)行語(yǔ)句部分纸俭，主要是函數(shù)的嵌套以及控制結(jié)構(gòu)的組合皇耗，這種內(nèi)容作為知識(shí)講解沒(méi)什么意思。大多數(shù)人都知道可以這么做揍很，但很多人做不好郎楼，是不是因?yàn)闆](méi)學(xué)好呢万伤？我覺(jué)得不是的，是練少了呜袁，積累項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)以后就會(huì)逐漸強(qiáng)化這方面的能力敌买。而裝飾器之前專門(mén)提前講過(guò)，因此本文的重點(diǎn)會(huì)放在函數(shù)參數(shù)上阶界。之后也會(huì)在深入了解Python自定義函數(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上去認(rèn)識(shí)如何正確設(shè)置函數(shù)返回值虹钮。
自定義函數(shù)的參數(shù)
首先我要聲明一點(diǎn)，我決定不講一般意義上的形參（形式參數(shù)）和實(shí)參（實(shí)際參數(shù)）的知識(shí)膘融。按道理來(lái)說(shuō)芙粱，即使Python不嚴(yán)格要求定義函數(shù)參數(shù)，但這方面的知識(shí)有助于理解自定義函數(shù)中參數(shù)操作的情況氧映，還是應(yīng)該說(shuō)明一下的春畔。但是我仔細(xì)想了一下在Python編程中不知道這兩個(gè)概念真的完全沒(méi)有任何關(guān)系，我們可以簡(jiǎn)單地理解為在定義函數(shù)時(shí)括號(hào)中聲明的參數(shù)是我們?cè)诤瘮?shù)使用中會(huì)用到的參數(shù)岛都，在調(diào)用函數(shù)時(shí)括號(hào)中的變量就是參加函數(shù)運(yùn)算用到的變量律姨。是的，換個(gè)名字疗绣，參數(shù)（用于定義）和變量（用于調(diào)用）就足以理解了线召。
可能完全沒(méi)有基礎(chǔ)的同學(xué)看上面一段話還是有些不明白，這很正常多矮，我們還沒(méi)有講過(guò)函數(shù)的調(diào)用缓淹。沒(méi)關(guān)系再接下來(lái)的例子中我們會(huì)見(jiàn)到。不過(guò)這一節(jié)我們重點(diǎn)是看看函數(shù)定義時(shí)參數(shù)有哪些形式塔逃。
最普通的參數(shù)
最普通的自定義函數(shù)參數(shù)就是在括號(hào)中列出一系列我們要用的參數(shù)讯壶。
def print_times(_string, _time):
for i in range(_time):
print(_string)
print_times('Hello!', 3)
在這個(gè)例子中我們定義函數(shù)時(shí)定義了兩個(gè)變量，分別是_string和_time湾盗。這個(gè)函數(shù)的作用不用我過(guò)多說(shuō)明伏蚊，函數(shù)體只有一個(gè)循環(huán)語(yǔ)句，目的是重復(fù)輸出一個(gè)字符串格粪。首先要注意的是為什么我要在"string"和“time”前加下劃線呢躏吊，這是為了防止和其他變量出現(xiàn)沖突。如“string”有可能和內(nèi)置關(guān)鍵字沖突（其實(shí)不會(huì)帐萎，Python字符串內(nèi)置關(guān)鍵字是str比伏，這里是為了保險(xiǎn)起見(jiàn)），“date”有可能在使用了標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)datetime與其中的方法沖突疆导。為了減少歧義赁项，在定義函數(shù)的時(shí)候給變量前面加上下劃線是比較穩(wěn)妥的辦法。這個(gè)技巧是面向?qū)ο缶幊虝r(shí)類設(shè)計(jì)常用的手段，在自定義函數(shù)中一樣可以用悠菜。在后面的例子中舰攒，有時(shí)我會(huì)用比較長(zhǎng)的不太可能沖突的變量就可以不這么做了。
接下來(lái)就是函數(shù)的作用的問(wèn)題悔醋，我們需要重復(fù)輸出一個(gè)字符串摩窃，所以理所當(dāng)然的情況下我們只需要簡(jiǎn)單地涉及兩個(gè)操作對(duì)象，一個(gè)是要輸出的字符串篙顺，一個(gè)是這個(gè)字符串輸出的次數(shù)偶芍。這是比較好理解的。所以我們調(diào)用函數(shù)的時(shí)候德玫，我們給出的字符串是Hello匪蟀，次數(shù)是3，這個(gè)函數(shù)就會(huì)輸出Hello三次宰僧。
但是可能會(huì)有疑惑的是材彪，我們有必要自定義一個(gè)函數(shù)這么做嗎？我們直接用一個(gè)循環(huán)語(yǔ)句不是一樣可以完成這樣的工作嗎琴儿？這也就是我們?yōu)槭裁葱枰远x函數(shù)的問(wèn)題段化。
在文章開(kāi)頭我簡(jiǎn)單講了一下自定義函數(shù)可以把操作進(jìn)行整合，可以集中變量環(huán)境造成，這里我們仔細(xì)說(shuō)明一下這些話是什么意思显熏。
誠(chéng)然我們可以通過(guò)一個(gè)循環(huán)語(yǔ)句來(lái)完成重復(fù)輸出字符串的工作。但是晒屎，如果我們?cè)诔绦蛑行枰啻斡玫竭@個(gè)功能呢喘蟆，是不是我們每次都要再寫(xiě)一個(gè)循環(huán)語(yǔ)句呢？情況更糟的是鼓鲁，如果代碼寫(xiě)完了好幾天以后蕴轨，我突然想要在每次輸出這個(gè)字符串以后再輸出一個(gè)另一個(gè)字符串呢？如果我們使用了函數(shù)骇吭，這時(shí)候我們可以把函數(shù)改成這樣
def print_times(_string, _time, fix_string=None):
if fix_string is None:
for i in range(_time):
print(_string)
else:
for i in range(_time):
print(_string)
print(fix_string)
或者這樣
def print_times(_string, _time, fix_string=None):
def print_times_former(_string, _time):
for i in range(_time):
print(_string)
if fix_string is not None:
_string += '\n' + fix_string
print_times_former(_string, _time)
或者我們可以寫(xiě)一個(gè)裝飾器(功能會(huì)更局限橙弱，在此不演示了)，總之方法有很多燥狰。
注意到我給新參數(shù)一個(gè)默認(rèn)值并且使用了一個(gè)判斷語(yǔ)句棘脐，這樣原來(lái)調(diào)用print_times函數(shù)的地方不會(huì)報(bào)錯(cuò)，會(huì)像原來(lái)一樣完成工作（有默認(rèn)值的參數(shù)會(huì)在下面介紹）龙致。我們可以去調(diào)用了print_times函數(shù)的地方加上我們需要使用的函數(shù)荆残，它們就可以完成新功能了。
可能你還可以反駁净当，就算我寫(xiě)了幾遍循環(huán)，我就去用了循環(huán)的地方添上不就行了嗎。那好像啼，我的問(wèn)題是俘闯，如果一個(gè)文件代碼量很大，那么多for語(yǔ)句忽冻，你要找出來(lái)是重復(fù)輸出字符串的地方恐怕也挺費(fèi)勁吧真朗，不小心改到別的循環(huán)運(yùn)行有問(wèn)題是不是還得回來(lái)找？如果用了函數(shù)僧诚，在任何編輯器中ctrl+F查找print_times結(jié)果就一目了然了（在編輯器如VS Code中你只要選中這個(gè)字段就能清楚看到遮婶，甚至不需要搜索，而且可以復(fù)選進(jìn)行同步修改）湖笨。
而且試想一下旗扑，這只是一個(gè)簡(jiǎn)單的重復(fù)輸出字符串的功能而已，如果是更復(fù)雜的功能慈省，函數(shù)的優(yōu)勢(shì)就更明顯了臀防。這還是沒(méi)有返回值的函數(shù)，涉及到返回值時(shí)边败，函數(shù)的優(yōu)勢(shì)非常大袱衷，下面我們會(huì)談到。函數(shù)還可以在別的文件中引用笑窜，而不是直接復(fù)制粘貼一大段代碼過(guò)來(lái)致燥。
言歸正傳，我們來(lái)看看最開(kāi)始的簡(jiǎn)單的print_times函數(shù)是怎么工作的排截。我們把_string和_time作為參數(shù)嫌蚤，在函數(shù)體的執(zhí)行語(yǔ)句中定義了一些操作，但是如果我們不調(diào)用這個(gè)函數(shù)匾寝，那么什么都不會(huì)發(fā)生搬葬。其實(shí)自定義函數(shù)就像是一個(gè)模板，我們給出要操作的對(duì)象的典型（就是參數(shù)）艳悔，在函數(shù)體中給出它的操作語(yǔ)句急凰。定義自定義函數(shù)的時(shí)候它是不會(huì)真的對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行操作的，它只是用來(lái)規(guī)定我們操作參數(shù)的方法猜年。我們定義了一些對(duì)這些參數(shù)的操作抡锈，然后把它打包成一個(gè)函數(shù)。意思就是乔外，要是以后要對(duì)一些變量用這個(gè)函數(shù)床三，那么程序就請(qǐng)按這樣操作吧。
于是杨幼，當(dāng)我們print_times('Hello!', 3)這樣調(diào)用print_times函數(shù)的時(shí)候撇簿，程序就會(huì)完成我們規(guī)定好了的工作聂渊。要注意的是，僅僅是print_times的話一般代表這個(gè)函數(shù)本身四瘫，它有可能是函數(shù)變量汉嗽，也有可能是函數(shù)對(duì)象。而如果函數(shù)后面加上括號(hào)找蜜，在括號(hào)里面給出作為參數(shù)的變量饼暑，print_times('Hello!', 3)就是調(diào)用這個(gè)函數(shù)。這些知識(shí)還是參考Python精進(jìn)-裝飾器與函數(shù)對(duì)象洗做。
需要說(shuō)明的是弓叛，函數(shù)調(diào)用的時(shí)候，變量的順序是要和函數(shù)參數(shù)定義的時(shí)候聲明參數(shù)的數(shù)量相等且順序一致的诚纸。除非我們?cè)诮o定參數(shù)的時(shí)候指明參數(shù)名撰筷，如
print_times(_time=3, _string='Hello!',)
這樣即使順序和參數(shù)聲明的時(shí)候的順序不一致，解釋器也能完成正常完成功能咬清。但是這個(gè)方法非常不推薦大家使用闭专，原因在后面會(huì)再提。之所以要說(shuō)函數(shù)參數(shù)的順序問(wèn)題旧烧，因?yàn)檫@涉及到其他形式的函數(shù)參數(shù)影钉，包括有默認(rèn)值的參數(shù)和可選參數(shù)。
接下來(lái)我們先介紹有默認(rèn)值的函數(shù)參數(shù)掘剪。
參數(shù)的初始值
其實(shí)參數(shù)有默認(rèn)值的函數(shù)我們?cè)谏厦婢鸵?jiàn)過(guò)一個(gè)平委，但是在這里我們先不去管他。我們先來(lái)看看這個(gè)所謂的參數(shù)默認(rèn)值是什么樣的夺谁。
def func_defualt(a=3)
print(a)
func()
func(2)
注意到形式其實(shí)很簡(jiǎn)單廉赔，就是在聲明函數(shù)參數(shù)的時(shí)候用賦值語(yǔ)句給參數(shù)一個(gè)初始值。在這樣的情況下匾鸥，我們本來(lái)調(diào)用函數(shù)是需要給出變量作為參數(shù)的蜡塌，但是如果我們的參數(shù)有默認(rèn)值，那么如果我們?cè)谡{(diào)用這個(gè)函數(shù)時(shí)不實(shí)例化這個(gè)參數(shù)勿负，那么程序就會(huì)用參數(shù)的默認(rèn)值進(jìn)行操作馏艾。上面的兩條調(diào)用語(yǔ)句，分別會(huì)輸出3和2奴愉。
接下來(lái)要說(shuō)的琅摩，就是剛才我們所說(shuō)過(guò)的參數(shù)順序的問(wèn)題。直接先說(shuō)結(jié)論锭硼，有默認(rèn)值的參數(shù)要放在所有沒(méi)有默認(rèn)值的參數(shù)后面房资。這個(gè)規(guī)定不像之前涉及過(guò)的編程習(xí)慣問(wèn)題，這是默認(rèn)Python解釋器規(guī)定的出錯(cuò)類型檀头。
>>> def func_default2(a=1,b):
... print(a, b)
...
File "<stdin>", line 1
SyntaxError: non-default argument follows default argument
>>>
Python之所以要這樣規(guī)定轰异，是為了減少程序出錯(cuò)的可能性岖沛，是出于safety的考慮。在程序中safety和security是不一樣的概念溉浙，security一般指程序抵御外部攻擊的能力烫止，safety則一般指程序運(yùn)行的穩(wěn)定性。
試想一下戳稽，如果我們能夠用def func(a=1,b):這樣的形式定義函數(shù)，那么調(diào)用這個(gè)函數(shù)的時(shí)候就可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題期升。首先惊奇，如果你按照順序給出了所有參數(shù)的值，或者雖然打亂順序但是對(duì)應(yīng)好參數(shù)名用變量賦值了播赁，那么你有什么必要給這個(gè)參數(shù)一個(gè)默認(rèn)值呢颂郎？那到了想讓參數(shù)默認(rèn)值發(fā)揮作用的場(chǎng)景，你也只能把除了有默認(rèn)值的參數(shù)以外的其他參數(shù)都對(duì)應(yīng)好參數(shù)名用變量賦值容为，這不僅麻煩而且容易出現(xiàn)紕漏乓序，如果有某個(gè)參數(shù)沒(méi)有值，程序就會(huì)報(bào)錯(cuò)坎背。而且替劈，在實(shí)際編程中，函數(shù)參數(shù)有可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止兩個(gè)得滤，如果其中一部分有默認(rèn)值一部分沒(méi)有陨献，但是順序又被打亂了，那么調(diào)用這個(gè)函數(shù)將會(huì)是非常糟糕的一件事情懂更。所以眨业，為了省去不必要的麻煩，Python解釋器將這個(gè)按道理來(lái)說(shuō)也是編程習(xí)慣的做法變成了強(qiáng)制的規(guī)定沮协。
當(dāng)然龄捡，以上一大段都不重要，只要記住一點(diǎn)慷暂，有默認(rèn)值的參數(shù)要放在所有沒(méi)有默認(rèn)值的參數(shù)后面聘殖。
另外值得一提的是，一般參數(shù)在函數(shù)調(diào)用時(shí)呜呐，如果不給出參數(shù)名就斤，不能置于有默認(rèn)值的參數(shù)之后。
>>> def func_default2(a, b=1):
... print(a, b)
...
>>> func_default2(b=2, 3)
File "<stdin>", line 1
SyntaxError: positional argument follows keyword argument
>>>
range函數(shù)的練習(xí)
知道了上面的概念以后蘑辑，我們來(lái)拿range函數(shù)當(dāng)作練習(xí)洋机。由于還沒(méi)有介紹過(guò)生成器，而且我們練習(xí)的重點(diǎn)是函數(shù)參數(shù)的設(shè)計(jì)洋魂，因此我們只需要返回range()對(duì)象就行绷旗。要求像Python內(nèi)置的range函數(shù)給定參數(shù)的規(guī)定一樣
- 當(dāng)只用一個(gè)變量調(diào)用這個(gè)函數(shù)時(shí)喜鼓，這個(gè)變量指的是輸出的等差數(shù)列的終點(diǎn)，如
range(5) - 當(dāng)給定兩個(gè)變量時(shí)衔肢，分別指輸出的起始值和終點(diǎn),庄岖，如
range(2, 5) - 當(dāng)給定三個(gè)變量時(shí)，在上一條的基礎(chǔ)上第三個(gè)變量指輸出時(shí)的步長(zhǎng)角骤，如
range(2, 5, -1)
（假定我們調(diào)用這個(gè)函數(shù)時(shí)總是用整數(shù)或浮點(diǎn)數(shù)）
分析一下如何實(shí)現(xiàn)這個(gè)函數(shù)隅忿，下面給出我的思路作為參考
- 一共需要三個(gè)參數(shù)是顯而易見(jiàn)的；
- 最直觀的感受是起始值是要有默認(rèn)值的邦尊，如果不規(guī)定從哪里開(kāi)始背桐，那就從0開(kāi)始；
- 步長(zhǎng)也是要有默認(rèn)值的蝉揍，如果不規(guī)定链峭，那么步長(zhǎng)是1；
- 根據(jù)有默認(rèn)值的參數(shù)要放在后面的原則又沾，那么最理所當(dāng)然的參數(shù)設(shè)計(jì)是
range_custom(stop, start=0, step=1) - 這個(gè)方案看上去可行弊仪，但是不滿足剛才的后面兩個(gè)要求，如果我們這樣用兩個(gè)變量調(diào)用杖刷，起始值和終點(diǎn)是反的励饵；
- 我們加個(gè)判斷就可以了，如果start用了初始值挺勿，那么說(shuō)明我們調(diào)用的時(shí)候只給了一個(gè)參數(shù)曲横，這個(gè)時(shí)候stop就是終點(diǎn)，如果start被重新賦值了說(shuō)明給了至少兩個(gè)參數(shù)不瓶，那么這時(shí)候把stop和start的值調(diào)換一下就可以了禾嫉；
- 現(xiàn)在這個(gè)函數(shù)似乎可以滿足大多數(shù)情況了，但是有一個(gè)bug蚊丐，如果給定參數(shù)的時(shí)候給的start值就是0怎么辦呢熙参？如
range_custom(-5, 0)按目前的規(guī)則會(huì)被翻譯成range(0, -5)，但是我們的目的卻是range(-5, 0)麦备； - 所以start的初始值不應(yīng)該是數(shù)字而是別的數(shù)據(jù)類型孽椰，為了方便起見(jiàn)，我們把它的初始值賦為
None凛篙，我們的程序雛形就出來(lái)了黍匾。
def range_custom(stop, start=None, step=1):
if start is None:
return range(stop)
return range(stop, start, step)
現(xiàn)在這個(gè)程序已經(jīng)滿足我們的要求了，但是看上去不太舒服呛梆，可以改成
def range_custom(start, stop=None, step=1):
if stop is None:
return range(start)
return range(start, stop, step)
現(xiàn)在這個(gè)函數(shù)的參數(shù)順序在邏輯上更好理解一些锐涯，可以說(shuō)基本上滿足我們的要求了。當(dāng)然填物，本例只是為了說(shuō)明參數(shù)的順序問(wèn)題纹腌，并不是為了實(shí)現(xiàn)range函數(shù)霎终。事實(shí)上Python的range函數(shù)還包括參數(shù)實(shí)例化，生成器等知識(shí)升薯，在后面我們應(yīng)該還有機(jī)會(huì)再接觸它莱褒。
可選參數(shù)
說(shuō)到可選參數(shù)，可能有的人見(jiàn)過(guò)涎劈，卻也不明白到底是什么意思广凸，它一般是這樣出現(xiàn)的
def func_option(*args):
return args
注意到我們聲明函數(shù)的時(shí)候在參數(shù)名前加了個(gè)*星號(hào)，這是聲明可選參數(shù)的方法蛛枚。那么可選參數(shù)到底有什么用呢炮障？
可選參數(shù)的作用是用元組把所有多余的變量收集起來(lái)，這個(gè)元組的名字就是這個(gè)可選參數(shù)名坤候。在上例func_option中我們可以用任意多個(gè)變量調(diào)用它，比如a = func_option(1, 2, 3)那么a就會(huì)是元組(1, 2, 3)企蹭。關(guān)于為什么是元組而不是列表白筹，我們?cè)谏弦黄?a href="http://www.reibang.com/p/e6c4683a511d" target="_blank">Python進(jìn)階-簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中說(shuō)過(guò)，元組在Python中往往是比列表更優(yōu)先考慮使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)谅摄，具體原因在本文靠后深入自定義函數(shù)參數(shù)部分會(huì)討論徒河。
我們剛才說(shuō)可選參數(shù)會(huì)收集多余的變量。我這么說(shuō)是有原因的送漠。
>>> def func_option(a, *args, c=2):
... return args
...
>>> func_option2(1)
()
>>> func_option2(1, 2)
(2,)
>>> func_option2(1, 2, 3)
(2, 3)
注意到我們的*args把除了給普通參數(shù)的第一個(gè)變量以外的值都放進(jìn)了元組中顽照。這樣做導(dǎo)致了一個(gè)，問(wèn)題在于我們的有默認(rèn)值的參數(shù)如果不給定參數(shù)名地調(diào)用的話闽寡，就永遠(yuǎn)只能用默認(rèn)值了代兵。而且如果我們?cè)谡{(diào)用函數(shù)時(shí)不把有默認(rèn)值的參數(shù)放在最后面程序還會(huì)報(bào)錯(cuò)。
>>> func_option2(c=1, 2, 3)
File "<stdin>", line 1
SyntaxError: positional argument follows keyword argument
那么有沒(méi)有好的辦法能規(guī)避這個(gè)問(wèn)題呢爷狈？我們可以試試把可選參數(shù)放在有默認(rèn)值的參數(shù)后面植影。
>>> def func_option3(a, c=2, *args):
... return args
...
>>> func_option3(1)
()
>>> func_option3(1, 2)
()
>>> func_option3(1, 2, 3)
(3,)
>>> func_option2(c=1, 2, 3)
File "<stdin>", line 1
SyntaxError: positional argument follows keyword argument
那么這種形式的函數(shù)能不能解決之前的問(wèn)題呢∠延溃看上去不行思币，不過(guò)我們知道了，調(diào)用函數(shù)的時(shí)候羡微，要盡量把有默認(rèn)值的參數(shù)放在靠后
的位置賦予變量谷饿。那么這兩種我們到底該用哪個(gè)方法呢？在實(shí)際操作中妈倔，我們傾向于將可選參數(shù)放在有默認(rèn)值的參數(shù)之后博投，而且如果參數(shù)較多，我們傾向于調(diào)用函數(shù)時(shí)都會(huì)所有變量都加上參數(shù)名启涯。而且實(shí)際操作中贬堵，其實(shí)可選參數(shù)用得不那么多恃轩，相對(duì)來(lái)說(shuō)，另一種可選參數(shù)其實(shí)用得更多黎做。這種可選參數(shù)
的形式一般是這樣
def func_optionkw(**kwargs):
return args
在這種情況下叉跛，關(guān)鍵字可選參數(shù)都是作為鍵值對(duì)保存在參數(shù)名的的字典中。也就是說(shuō)蒸殿，在調(diào)用函數(shù)時(shí)筷厘，在滿足一般參數(shù)以后，變量都應(yīng)該以賦值語(yǔ)句的形式給出宏所，等號(hào)左邊作為鍵右邊作為值酥艳。如果不這樣做，就會(huì)報(bào)錯(cuò)了爬骤。
>>> func_optionkw(3)
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: t2() takes 0 positional arguments but 1 was given
需要說(shuō)明的是充石，一個(gè)自定義函數(shù)只能有一個(gè)可選參數(shù)，同時(shí)也可以有至多一個(gè)關(guān)鍵字參數(shù)霞玄。其中關(guān)鍵字參數(shù)應(yīng)該放在普通可選參數(shù)之后骤铃。
現(xiàn)在我們來(lái)總結(jié)一下函數(shù)參數(shù)順序一般規(guī)律：
- 一般參數(shù)放在最前面
- 可選參數(shù)放在最后面
- 關(guān)鍵字可選參數(shù)放在一般可選參數(shù)后面
- 函數(shù)調(diào)用時(shí)盡量把有默認(rèn)值的參數(shù)對(duì)應(yīng)的變量放在靠后的位置
- 如果參數(shù)比較多，調(diào)用函數(shù)時(shí)坷剧，最好所有變量都指明參數(shù)名
以上這些惰爬，有的是為了防止函數(shù)定義時(shí)出錯(cuò)，有的是為了防止函數(shù)調(diào)用時(shí)出錯(cuò)惫企，總之撕瞧，應(yīng)該養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣。
自定義函數(shù)的返回值
我們使用自定義函數(shù)集成對(duì)變量的操作狞尔，那么我們?nèi)绾潍@得變量操作的結(jié)果呢丛版？一般來(lái)說(shuō)有兩種，一種是對(duì)變量進(jìn)行操作使其本身變化沪么，這種行為是極不提倡的硼婿，這是不利于上面提到過(guò)的safety的，因?yàn)橥ㄟ^(guò)函數(shù)操作變量會(huì)帶來(lái)不確定性禽车，在下一部分我們會(huì)詳細(xì)介紹寇漫；還有一種就是用變量當(dāng)作運(yùn)算的初始值，最后返回運(yùn)算的結(jié)果殉摔。在上面的例子中州胳，我們一般都是后面這種方法定義函數(shù)。
需要說(shuō)明的是逸月，這個(gè)返回值說(shuō)是運(yùn)算的結(jié)果栓撞，其實(shí)類型非常寬容。它可以是經(jīng)過(guò)操數(shù)值運(yùn)算后的一個(gè)數(shù)據(jù)，他也可以是列表元組等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)瓤湘，它可以是個(gè)函數(shù)瓢颅，它還可以是調(diào)用某個(gè)函數(shù)后用其返回值當(dāng)作自己的返回值，總之返回值非常靈活弛说。
那么我們剛才說(shuō)的通過(guò)函數(shù)對(duì)變量本身進(jìn)行操作的方法需不需要返回值呢挽懦？一般來(lái)說(shuō)是不需要的，在C語(yǔ)言中信柿，我們習(xí)慣性會(huì)對(duì)這種函數(shù)設(shè)置一個(gè)return 0這是為了檢測(cè)是否函數(shù)正常運(yùn)行，在Python中我們當(dāng)然也可以這么做醒第。雖然我說(shuō)這種方法不安全愕宋，不常用用僧，但是幾乎每個(gè)C語(yǔ)言都會(huì)都會(huì)用到這個(gè)方法，這個(gè)方法一般用在main()函數(shù)中预吆。關(guān)于編程范式的知識(shí)在這里就不展開(kāi)講了誊涯，我就只順便簡(jiǎn)單講講Python中的main()函數(shù)一般長(zhǎng)什么樣子屡谐。
if __name__ = '__main__':
pass
不管見(jiàn)過(guò)沒(méi)見(jiàn)過(guò)娄柳，這個(gè)結(jié)構(gòu)都是Python編程中非常普遍的方法争拐。這個(gè)結(jié)構(gòu)的功能是，如果該.py文件不是被其他文件import引用蝗岖，就執(zhí)行pass部分的語(yǔ)句。這就相當(dāng)于Python的main()函數(shù)榔至。如果我們直接執(zhí)行Python文件抵赢，那么執(zhí)行的就是這些語(yǔ)句。如果采用了這種結(jié)構(gòu)唧取，那么這個(gè)文件中的其他部分要么是靜態(tài)變量铅鲤，要么就是定義好了的函數(shù)。我們通過(guò)這個(gè)結(jié)構(gòu)來(lái)調(diào)用一系列集成過(guò)的自定義函數(shù)來(lái)完成某種復(fù)雜的功能枫弟。
深入自定義函數(shù)參數(shù)
在這個(gè)部分中邢享，我們會(huì)重點(diǎn)講一下關(guān)于Python可變對(duì)象和不可變對(duì)象在函數(shù)中需要注意的地方。這個(gè)知識(shí)點(diǎn)幾乎是面試必考內(nèi)容淡诗，因?yàn)樗w現(xiàn)了一個(gè)Python使用者對(duì)Python數(shù)據(jù)類型的理解以及函數(shù)設(shè)計(jì)方面的認(rèn)識(shí)
可變和不可變
首先我們要介紹一下到底什么是可變對(duì)象什么是不可變對(duì)象骇塘。在之前即使介紹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)我也沒(méi)有展開(kāi)來(lái)講，為的就是現(xiàn)在和函數(shù)參數(shù)一起進(jìn)行說(shuō)明韩容。我們就拿列表和元組舉例款违，這是我們之前講過(guò)的典型的可變和不可變對(duì)象。
首先是列表：
>>> list_sample = [1, 2, 3]
>>> list_sample_mirror = list_sample
>>> id(list_sample) # id函數(shù)用來(lái)查看變量在內(nèi)存中的地址
1372626593864
>>> id(ist_sample_mirror)
1372626593864
>>> list_sample[1] = 5
>>> id(list_sample)
1372626593864
>>> list_sample[1] += [4]
>>> id(list_sample)
1372626593864
>>> print(list_sample_mirror)
[1, 5, 3, 4]
注意到我們可以更改列表的值群凶，更改列表的值以后插爹，本來(lái)和它初值相等的另一個(gè)列表也被改變了。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因在于，由于Python的引用語(yǔ)義赠尾，變量賦值往往會(huì)指向一個(gè)內(nèi)存中的最終對(duì)象力穗，如果存在就直接引用。那么對(duì)于可變對(duì)象來(lái)說(shuō)气嫁，改變它的值当窗，就是對(duì)內(nèi)存中的那個(gè)對(duì)象進(jìn)行修改，因此其他引用這個(gè)對(duì)象的變量也受到“牽連”了杉编。
那我們?cè)賮?lái)看元組又是什么情況呢：
>>> tuple_sample = (1, 2, 3)
>>> tuple_sample_mirror = tuple_sample
>>> id(tuple_sample)
2473662073160
>>> id(tuple_sample_mirror)
2473662073160
>>> tuple_sample[1] = 5
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
>>> tuple_sample += (4, 5)
>>> tuple_sample
(1, 2, 3, 4, 5)
>>> id(tuple_sample)
2473625127928
>>> tuple_sample_mirror
(1, 2, 3)
>>> id(tuple_sample_mirror)
2473662073160
可以看到一樣是引用同一個(gè)內(nèi)存對(duì)象超全，但是元組不允許改變其中的元素。不過(guò)好在元組也支持連接操作邓馒，但是和列表有什么區(qū)別呢嘶朱，我們看到，連接后的元組其實(shí)已經(jīng)不是原來(lái)那個(gè)元組了光酣，其實(shí)Python按照要求的操作重新創(chuàng)建了一個(gè)元組將其賦值給這個(gè)變量疏遏。而另一個(gè)引用原來(lái)的元組的變量沒(méi)有受到任何影響。Python通過(guò)限制操作來(lái)控制元組的穩(wěn)定性救军。
這種情況下财异，通過(guò)賦值得來(lái)的tuple_sample_mirror就更加“safe”，它的值會(huì)保持在我們的意料之中唱遭。
需要說(shuō)明的是戳寸，在函數(shù)中，這些事情一樣會(huì)發(fā)生拷泽。
列表
def func_mutable(list_a):
list_a += [1]
print(list_a)
a = [0]
func_mutable(a) # 輸出[0, 1]
print(a) # 輸出[0, 1]
func_mutable(a) # 輸出[0, 1, 1]
print(a) # 輸出[0, 1, 1]
元組
def func_immutable(tuple_a):
tuple_a += (1,)
print(tuple_a)
a = (0,)
func_mutable(a) # 輸出(0, 1)
print(a) # 輸出(0,)
func_mutable(a) # 輸出(0, 1)
print(a) # 輸出(0,)
以上其實(shí)就是可變對(duì)象和不可變對(duì)象的區(qū)別疫鹊。需要注意的是，可變對(duì)象有些操作也是不改變這個(gè)對(duì)象的司致，如索引操作拆吆。而不可變對(duì)象只要不對(duì)變量重新賦值，那么原來(lái)的變量永遠(yuǎn)不會(huì)變脂矫。
Python中另外一些數(shù)據(jù)類型幾乎都是不可變的枣耀，如字符串和數(shù)字以及布爾值還有None。由于可變和不可變帶來(lái)的相關(guān)操作細(xì)節(jié)非常多庭再。比如說(shuō)為什么在判斷None的時(shí)候優(yōu)先使用is None而不去判斷==None捞奕，因?yàn)樗蠳one都是用的同一個(gè)對(duì)象，判斷時(shí)只需要查找內(nèi)存地址看是不是引用同一個(gè)地址拄轻，而不用去看地址里面的內(nèi)容是不是一致了缝彬。
可變對(duì)象作為函數(shù)參數(shù)
現(xiàn)在我們回到函數(shù)的問(wèn)題上來(lái)，即可變對(duì)象作為函數(shù)參數(shù)的操作處理哺眯。我們先看一個(gè)例子：
def func_mutable(list_a=[]):
list_a += [1]
print(list_a)
func_mutable()
func_mutable()
注意到這個(gè)函數(shù)只有一個(gè)有默認(rèn)值的參數(shù)谷浅，這個(gè)參數(shù)的默認(rèn)值是一個(gè)空列表。那么實(shí)際操作中，會(huì)有什么樣的問(wèn)題出現(xiàn)呢一疯？問(wèn)題就在于撼玄，我們兩次調(diào)用這個(gè)函數(shù)的輸出是不一樣的。兩次分別是[1]和[1, 1]這是不合常理的墩邀。我們又沒(méi)有改變參數(shù)的默認(rèn)值掌猛，為什么函數(shù)執(zhí)行結(jié)果還能不一樣呢？原因就在于我們的參數(shù)默認(rèn)值是個(gè)可變對(duì)象眉睹。
我們?cè)?a href="http://www.reibang.com/p/016573e8f63e" target="_blank">Python精進(jìn)-裝飾器與函數(shù)對(duì)象中先把函數(shù)比作了列表荔茬，后來(lái)修正成為了元組。那學(xué)過(guò)簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以后竹海，我今天要給出新的類比了慕蔚，自定義函數(shù)其實(shí)更像是不可變字典。字典和不可變這兩個(gè)概念都已經(jīng)介紹過(guò)斋配，那么合在一起理解起來(lái)應(yīng)該難度也不大孔飒。Python的自定義函數(shù)有許多內(nèi)置方法來(lái)保存運(yùn)行所需要的信息，就像是用鍵值對(duì)保存信息的字典艰争，不僅如此坏瞄，它的鍵和值分別都是不可變對(duì)象。Python自定義函數(shù)用來(lái)保存參數(shù)默認(rèn)值的內(nèi)置方法是__defaults__甩卓，我們可以直接調(diào)用它來(lái)查看函數(shù)參數(shù)的默認(rèn)值鸠匀。那么我們就來(lái)試一下。
def func_mutable(list_a=[], tuple_b=()):
list_a += [1]
tuple_b += (1,)
print(list_a, tuple_b)
print(func_mutable.__defaults__)
func_mutable()
print(func_mutable.__defaults__)
func_mutable()
print(func_mutable.__defaults__)
執(zhí)行這個(gè)文件的輸出結(jié)果是這樣的：
([], ())
[1] (1, )
([1], ())
[1, 1] (1, )
([1, 1], ())
可以清楚地看到逾柿，Python是用元組來(lái)保存參數(shù)默認(rèn)值信息的狮崩。當(dāng)元組中的可變對(duì)象被操作以后，元組保留了操作結(jié)果鹿寻。同樣進(jìn)行了操作，tuple_b卻沒(méi)有改變默認(rèn)值诽凌，而且它的輸出結(jié)果和我們?cè)O(shè)想的一樣毡熏，兩次都是同樣的輸出結(jié)果。
通過(guò)以上的對(duì)比我們不難看出侣诵，列表是不適合作為函數(shù)參數(shù)使用的痢法，至少，不應(yīng)該有默認(rèn)值杜顺。如果一定要用有默認(rèn)值的列表當(dāng)作參數(shù)财搁，有沒(méi)有辦法同時(shí)又能保證參數(shù)默認(rèn)值一直是空列表不會(huì)變呢？方法是有的躬络。
def func_mutable(list_a=[]):
list_exec = list_a
list_exec += [1]
print(list_a)
這樣做行不行呢尖奔？我們?cè)诤瘮?shù)體內(nèi)新聲明一個(gè)變量來(lái)復(fù)制列表的值，對(duì)這個(gè)新變量而不是列表本身進(jìn)行操作可不可以？通過(guò)前面的講解我們知道提茁，這樣做是自欺欺人的淹禾。
而且，我剛才還有一點(diǎn)故意沒(méi)說(shuō)茴扁。tuple_b += (1,)這個(gè)操作在我們之前的試驗(yàn)中铃岔，雖然元組自身不會(huì)變，但是變量會(huì)被重新賦值峭火，那么為什么__defaults__里面保存的不是這個(gè)新元組呢毁习？其實(shí)，Python函數(shù)在調(diào)用是卖丸，相當(dāng)于自動(dòng)實(shí)例化了參數(shù)纺且，即使你不用list_exec = list_a，程序也是這樣做的坯苹，程序運(yùn)行的時(shí)候操作對(duì)象是list_exec而不是list_a隆檀。之所以看上去像是直接對(duì)參數(shù)進(jìn)行操作，那是為了方便學(xué)習(xí)者理解粹湃，但程序底層會(huì)使用更加安全的方式去執(zhí)行恐仑。這也是為什么不要用可變對(duì)象當(dāng)默認(rèn)值，因?yàn)檫@樣的話为鳄，程序執(zhí)行時(shí)裳仆，就真的相當(dāng)于對(duì)參數(shù)本身進(jìn)行操作了。
這也是為什么面試的時(shí)候老是考這樣的問(wèn)題孤钦，因?yàn)槿绻隳芾斫膺@里面的區(qū)別歧斟，那么說(shuō)明對(duì)Python的運(yùn)算特點(diǎn)算是有一定的了解了。我們言歸正傳偏形，除了剛才自欺欺人的辦法静袖，有沒(méi)有真正有效的方法呢？方法是有的俊扭。
def func_mutable(list_a=[]):
list_exec = list_a.copy()
list_exec += [1]
print(list_a)
或者
def func_mutable(list_a=[]):
list_exec = list(list_a)
list_exec += [1]
print(list_a)
這兩種辦法都能解決剛才的問(wèn)題队橙，都能保證正確的輸出結(jié)果。那么到底該選哪個(gè)方法萨惑，可以看個(gè)人取舍捐康，我傾向于推薦第一種方法。但是第二種方法也有好處庸蔼，它不僅可以用在列表上解总，用在元組上也是可以的，而且會(huì)使我們的操作非常靈活姐仅。
那么我們?cè)倩仡^看一下花枫，我們剛才說(shuō)Python會(huì)自動(dòng)進(jìn)行類似list_exec = list_a這樣的處理刻盐，那么它為什么不用list_exec = list_a.copy()呢？一方面乌昔，這種辦法浪費(fèi)內(nèi)存隙疚，而且運(yùn)行起來(lái)效率要比前者低，另一方面磕道，這樣其實(shí)也限制了很多的操作供屉。如果我們對(duì)自己有信心，那么利用元組保存列表的形式來(lái)構(gòu)建類似可變?cè)M的方法其實(shí)是非常有用的溺蕉。而且這樣做保留了用函數(shù)改變列表的可能性伶丐，簡(jiǎn)單程序如果面向過(guò)程開(kāi)發(fā)往往是最直接最高效的。
但是疯特，我還是要重申哗魂，一般來(lái)說(shuō)
- 盡量不要用列表當(dāng)作變量傳入函數(shù)中，尤其不要依賴默認(rèn)值漓雅；
- 如果一定要用列表變量當(dāng)函數(shù)參數(shù)录别，那么在函數(shù)中盡量不要涉及修改列表的操作；
- 如果一定要在函數(shù)內(nèi)部進(jìn)行修改列表的操作邻吞，那么最好用安全的辦法復(fù)制列表组题；
- 如果是真的要用函數(shù)來(lái)改變列表，那么一定要有清晰的思路抱冷，程序非常簡(jiǎn)單而且是臨時(shí)代碼
（以上這些對(duì)字典一樣適用）
其中第二點(diǎn)是最關(guān)鍵的崔列。我們需要辨別對(duì)可變對(duì)象的哪些操作是不會(huì)改變列表的，哪些是只訪問(wèn)這個(gè)列表的而不進(jìn)行修改的旺遮。這些都是為了能夠提高代碼復(fù)用時(shí)的穩(wěn)定性赵讯。
裝飾器和函數(shù)對(duì)象
這個(gè)就不展開(kāi)來(lái)講了，跳轉(zhuǎn)本專題另一篇文章Python精進(jìn)-裝飾器與函數(shù)對(duì)象耿眉。
最后的廢話
本文和上一篇Python進(jìn)階-簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一樣边翼，字?jǐn)?shù)真的很多。因?yàn)榧词刮抑恢v一些簡(jiǎn)單用法鸣剪，而且我的確在這么做组底，但是還是有非常多的內(nèi)容。不過(guò)已經(jīng)是Python進(jìn)階部分了西傀，多了解一些技術(shù)細(xì)節(jié)也是應(yīng)該的，但是我還要強(qiáng)調(diào)一次桶癣，編程重在練習(xí)拥褂。以上這些用過(guò)的簡(jiǎn)單例子，大可以用命令行嘗試一下看看輸出結(jié)果加深印象牙寞。
我一開(kāi)始的想法是爭(zhēng)取日更饺鹃，但像現(xiàn)在這樣的一篇1W字日更顯然是不現(xiàn)實(shí)的莫秆。我也只能晚上睡覺(jué)前有空就多少寫(xiě)一點(diǎn)，爭(zhēng)取周更悔详。
下一篇計(jì)劃把之前最開(kāi)始的一篇環(huán)境配置修補(bǔ)一下镊屎，補(bǔ)充說(shuō)明一下Linux環(huán)境下Python的配置問(wèn)題以及遠(yuǎn)程連接的問(wèn)題。
