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Python函數(shù)的默認(rèn)參數(shù)設(shè)計(jì)示例詳解

更新時(shí)間：2019年12月01日 08:18:04 作者：Mr-chen

這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于Python函數(shù)的默認(rèn)參數(shù)設(shè)計(jì)的相關(guān)資料，文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家學(xué)習(xí)或者使用Python具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，需要的朋友們下面來(lái)一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

在Python教程里，針對(duì)默認(rèn)參數(shù)，給了一個(gè)“重要警告”的例子：

def f(a, L=[]):
  L.append(a)
  return L

print(f(1))
print(f(2))
print(f(3))

默認(rèn)值只會(huì)執(zhí)行一次，也沒(méi)說(shuō)原因。會(huì)打印出結(jié)果：

[1]
[1, 2]
[1, 2, 3]

因?yàn)閷W(xué)的第一門語(yǔ)言是Ruby，所以感覺(jué)有些奇怪。但肯定的是方法f一定儲(chǔ)存了變量L。

準(zhǔn)備知識(shí)：指針

p指向不可變對(duì)象，比如數(shù)字。則相當(dāng)于p指針指向了不同的內(nèi)存地址。

p指向的是可變對(duì)象，比如list。list自身的改變，并不會(huì)改變list對(duì)象自身所在的內(nèi)存地址。所以p指向的內(nèi)存地址不變。

>>> p = 1
>>> id(p)
>>> p = p + 1
>>> id(p)
>>> p = 11
>>> id(p)

>>> p = []
>>> id(p)
>>> p.append(11)
>>> id(p)

根本原因

Python函數(shù)的參數(shù)默認(rèn)值，是在編譯階段就綁定了。（寫(xiě)代碼時(shí)就定義了。）

下面是一段從Python Common Gotchas中摘錄的原因解釋：

Python's default arguments are evaluated once when the function is defined, not each time the function is called (like it is in say, Ruby). This means that if you use a mutable default argument and mutate it, you will and have mutated that object for all future calls to the function as well.

由此可知：

在運(yùn)行代碼時(shí)，運(yùn)行到函數(shù)定義時(shí)，默認(rèn)參數(shù)的表達(dá)式就被執(zhí)行了。
函數(shù)調(diào)用時(shí)，不會(huì)再次運(yùn)行默認(rèn)參數(shù)的表達(dá)式。⚠️ 這點(diǎn)和Ruby完全不同。
由此可知，如果默認(rèn)參數(shù)，指向一個(gè)不變對(duì)象，例如L = 1。那么在函數(shù)調(diào)用時(shí)，在函數(shù)體內(nèi)對(duì)L重新賦值，L其實(shí)是一個(gè)新的指針, 指向的是一個(gè)新的內(nèi)存地址。而原來(lái)默認(rèn)參數(shù)L本身及指向的內(nèi)存地址，已經(jīng)儲(chǔ)存在最開(kāi)始編譯時(shí)的函數(shù)定義中?？梢杂胈_default__查看。
如果默認(rèn)參數(shù)指向的是一個(gè)可變對(duì)象，如list, 那么L.append(a)是對(duì)可變對(duì)象自身的修改，L指向的內(nèi)存地址不變。所以每次調(diào)用函數(shù)，默認(rèn)參數(shù)取出的都是這個(gè)內(nèi)存地址的對(duì)象。

第三條，修改上面的例子：

def f(a, L = 1):
  L = a
  print(id(L))
  return L

print("self",id(f.__defaults__[0]))
print(f(1))
print("self",id(f.__defaults__[0]))
print(f(33))
print("self",id(f.__defaults__[0]))

#運(yùn)行結(jié)果：
self 4353170064
1
self 4353170064
33
self 4353170064

默認(rèn)參數(shù)L，在編譯階段就綁定了，儲(chǔ)存在__default__內(nèi)。函數(shù)體內(nèi)的L = a表達(dá)式，生成的是新的變量。返回的L是新的變量，和默認(rèn)參數(shù)無(wú)關(guān)。

第四條，還是上面的例子, 改一下默認(rèn)參數(shù)的類型為可變對(duì)象list:

def f(a, L = []):
  L.append(a)
  print(id(L))
  return L
# L = f(1)
print("self",id(f.__defaults__[0]))
print(f(1))
print("self",id(f.__defaults__[0]))
print(f(33))
print("self",id(f.__defaults__[0]))

#返回結(jié)果
self 4337586048
[1]
self 4337586048
[1, 33]
self 4337586048

由id號(hào)可知，返回的是默認(rèn)參數(shù)自身。

如何避免這個(gè)陷阱帶來(lái)不必要麻煩

def f(a, L = None):
  if L is None:
    L = []
  L.append(a)
  return L

為什么Python要這么設(shè)計(jì)

StackOverflow 上爭(zhēng)論很多。

Ruby之所以沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題，我想是因?yàn)镽uby的def關(guān)鍵字定義了一個(gè)封閉作用域，任何數(shù)據(jù)都必須通過(guò)參數(shù)傳入到方法內(nèi)，才能用。

和Ruby比，Python參數(shù)的作用被大大消弱了。Python的出現(xiàn)晚于Ruby，其創(chuàng)始人肯定參考了Ruby的設(shè)計(jì)。拋棄了這個(gè)設(shè)計(jì)，選擇了類似javascript的函數(shù)方式。def定義的函數(shù)，執(zhí)行時(shí)是可以接收外部作用域的變量的。

有觀點(diǎn)認(rèn)為：

出于Python編譯器的實(shí)現(xiàn)方式考慮，函數(shù)是一個(gè)內(nèi)部一級(jí)對(duì)象。而參數(shù)默認(rèn)值是這個(gè)對(duì)象的屬性。在其他任何語(yǔ)言中，對(duì)象屬性都是在對(duì)象創(chuàng)建時(shí)做綁定的。因此，函數(shù)參數(shù)默認(rèn)值在編譯時(shí)綁定也就不足為奇了。

本文參考了：http://cenalulu.github.io/python/default-mutable-arguments/#toc1 ，并加入了自己的理解。

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，謝謝大家對(duì)腳本之家的支持。

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