import datetime as dt
 
def log_time(message, time=None):
  if time is None:
    time=dt.datetime.now()
  print("{0}: {1}".format(time.isoformat(), message))

最近我在一段Python代碼中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)因?yàn)殄e(cuò)誤的使用默認(rèn)參數(shù)而產(chǎn)生的非常惡心的bug。如果您已經(jīng)知道關(guān)于默認(rèn)參數(shù)的全部?jī)?nèi)容了，只是想嘲笑一下我這可笑的錯(cuò)誤，請(qǐng)直接跳到本文末尾。哎，這段代碼是我寫的，但是我非常確定那天我被惡魔附體了。你懂的，有時(shí)候就是這樣。

本文僅僅是總結(jié)一下關(guān)于Python函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)和默認(rèn)參數(shù)的一些基本內(nèi)容。提醒你注意你的代碼中可能存在的陷阱。如果你剛開始接觸Python，開始寫一些函數(shù)，我真心推薦你看一下Python官方手冊(cè)中關(guān)于函數(shù)的內(nèi)容，鏈接如下：Defining Functions 以及 More on Defining Functions。
簡(jiǎn)單復(fù)習(xí)一下函數(shù)

Python是一個(gè)強(qiáng)大的面向?qū)ο笳Z言，它把這種編程范式推向了頂峰。但是，面向?qū)ο缶幊倘匀恍枰揽亢瘮?shù)這一概念，你可以用它來處理數(shù)據(jù)。Python對(duì)于可調(diào)用對(duì)象有一個(gè)更寬泛的概念，即任何對(duì)象都可以被調(diào)用，調(diào)用的意思是對(duì)其應(yīng)用數(shù)據(jù)。

函數(shù)在Python中是可調(diào)用對(duì)象，并且乍一看，它和其他語言中的函數(shù)有著類似的行為。它們獲取一些數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)被稱為參數(shù)，然后處理它們，接著返回結(jié)果（如果沒有return語句則是None）

參數(shù)被聲明為占位符（在定義函數(shù)的時(shí)候），用以代表那些當(dāng)函數(shù)調(diào)用時(shí)被實(shí)際傳入的對(duì)象。在Python中你不需要聲明參數(shù)的類型（例如，像你在C或Java中做的那樣）因?yàn)镻ython哲學(xué)依賴于多態(tài)。

記住，Python的變量是引用，即實(shí)際變量的內(nèi)存地址。這意味著Python的函數(shù)永遠(yuǎn)以“傳址”的方式工作（這里使用了一個(gè)C/C++術(shù)語），當(dāng)你調(diào)用一個(gè)函數(shù)的時(shí)候，并不是復(fù)制了一份參數(shù)的值來替換占位符，而是把占位符指向了變量本身。這導(dǎo)致了一個(gè)非常重要的結(jié)果：你可以在函數(shù)內(nèi)部改變這個(gè)變量的值。這里有一個(gè)很好可視化講解，關(guān)于引用機(jī)制。

引用在Python扮演著非常重要的角色，它是Python完全多態(tài)方式的骨干。關(guān)于這個(gè)非常重要的主題，請(qǐng)點(diǎn)擊這個(gè)鏈接 查看更好的解釋。

為了檢查你是否理解了這門語言的這一基本特性，請(qǐng)跟隨這段簡(jiǎn)單的代碼（變量ph代表的是“占位符(placeholder)”）
 

>>> def print_id(ph):
... print(hex(id(ph)))
...
>>> a = 5
>>> print(hex(id(a)))
0x84ab460
>>> print_id(a)
0x84ab460
>>>
>>> def alter_value(ph):
... ph = ph + 1
... return ph
...
>>> b = alter_value(a)
>>> b
6
>>> a
5
>>> hex(id(a))
'0x84ab460'
>>> hex(id(b))
'0x84ab470'
>>>
>>> def alter_value(ph):
... ph.append(1)
... return ph
...
>>> a = [1,2,3]
>>> b = alter_value(a)
>>> a
[1, 2, 3, 1]
>>> b
[1, 2, 3, 1]
>>> hex(id(a))
'0xb701f72c'
>>> hex(id(b))
'0xb701f72c'
>>>

如果你對(duì)這里發(fā)生的事情并不感到吃驚，那說明你已經(jīng)掌握了Python中最為重要的部分之一，你可以放心的跳過下面的解釋了。

print_id()函數(shù)顯示，函數(shù)內(nèi)部的占位符同運(yùn)行時(shí)傳入的變量完全一樣（它們的內(nèi)存地址一致）。

兩個(gè)版本的alter_value()意在改變傳入?yún)?shù)的值。正如你所看到的，第一個(gè)alter_value() 并沒有像第二個(gè)alter_value()一樣成功的改變變量a的值。這是為什么呢？實(shí)際上兩者的行為是一樣的，都是嘗試修改傳入的原始變量的值，但是在Python中，有些變量是不可變的(immutable)，整數(shù)就在此列。另一方面，列表并不是不可變的，所以函數(shù)得以完成它的名字所保證的工作。 在這里，你可以找到關(guān)于不可變類型的更加詳細(xì)的介紹 。

關(guān)于Python中的函數(shù)，還有一些要說的，但是這些是關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)的基本知識(shí)。
默認(rèn)參數(shù)值

有時(shí)候你需要定義一個(gè)函數(shù)，讓它接受一個(gè)參數(shù)，而且在這個(gè)參數(shù)出現(xiàn)或不出現(xiàn)時(shí)，函數(shù)有不同的行為。如果一門語言不支持這種情況，你就只有兩個(gè)選擇：第一種是定義兩個(gè)不同的函數(shù)，決定每次調(diào)用應(yīng)該選擇調(diào)用哪個(gè)，第二種是 兩種方法都是可行的，但是都不是最佳的。

Python和其他語言一樣，支持默認(rèn)參數(shù)值，即函數(shù)參數(shù)可以是調(diào)用時(shí)指定的，也可以留空，自動(dòng)接受一個(gè)預(yù)定義的值。

一個(gè)關(guān)于默認(rèn)值的非常簡(jiǎn)單（也很沒用）的例子如下：
 

def log(message=None):
  if message:
    print("LOG: {0}".format(message))

這個(gè)函數(shù)可以帶一個(gè)參數(shù)運(yùn)行（可以是None）

 
>>> log("File closed")
LOG: File closed
>>> log(None)
>>>

但是同樣也可以不帶參數(shù)運(yùn)行，這種情況下它會(huì)接受一個(gè)函數(shù)原型中設(shè)置的默認(rèn)值（本例中是None）
 

>>> log()
>>>

你可以在標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中找到更多有趣的例子，比如在open()函數(shù)中（請(qǐng)查看官方文檔）
 

open(file, mode='r', buffering=-1, encoding=None, errors=None, newline=None, closefd=True, opener=None)

函數(shù)原型可以證明，例如 f = open('/etc/hosts')這樣的調(diào)用，通過傳入默認(rèn)值隱藏了很多參數(shù) (mode, buffering, encoding, 等),并且使這個(gè)函數(shù)的典型應(yīng)用案例變得非常簡(jiǎn)單易用。

正如你在內(nèi)建的open()函數(shù)中看到的那樣，我們可以在函數(shù)中使用標(biāo)準(zhǔn)或者默認(rèn)參數(shù)，但是兩者在函數(shù)中出現(xiàn)的次序是固定的：首先調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，然后調(diào)用默認(rèn)參數(shù)。
 

def a_rich_function(a, b, c, d=None, e=0):
  pass

原因是顯而易見的：如果我們可以在標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)前面放置一個(gè)默認(rèn)參數(shù)，語言就無法理解，默認(rèn)參數(shù)是否已經(jīng)被初始化。例如，考慮下面這個(gè)函數(shù)定義
 

def a_rich_function(a, b, d=None, c, e=0):
  pass

當(dāng)調(diào)用函數(shù)a_rich_function(1, 2, 4, 5)時(shí)，我們傳入了什么參數(shù)？ 是d=4, c=5 還是c=4, e=5？因?yàn)閐有一個(gè)默認(rèn)的值。因此這種順序的定義是被禁止的，如果你這樣做，Python會(huì)拋出一個(gè)SyntaxError
 

>>> def a_rich_function(a, b, d=None, c, e=0):
... pass
...
 File "<stdin>", line 1
SyntaxError: non-default argument follows default argument
>>>

默認(rèn)參數(shù)求值

默認(rèn)參數(shù)可以通過普通值或是函數(shù)調(diào)用結(jié)果來提高，但是后者這種技術(shù)需要一個(gè)特別的警示

一個(gè)普通的值是硬編碼的，因此除了編譯時(shí)，其他時(shí)候是不需要求值的，但是函數(shù)調(diào)用期望在運(yùn)行時(shí)執(zhí)行求值。所以我們可以這樣寫
 

import datetime as dt
 
def log_time(message, time=dt.datetime.now()):
  print("{0}: {1}".format(time.isoformat(), message))

每次我們調(diào)用log_time()時(shí)都期望它能夠正確提供當(dāng)前時(shí)間。悲劇的是并沒有成功：默認(rèn)參數(shù)在定義時(shí)求值（比如說當(dāng)你首次導(dǎo)入模塊時(shí)），調(diào)用的結(jié)果如下
 

>>> log_time("message 1")
2015-02-10T21:20:32.998647: message 1
>>> log_time("message 2")
2015-02-10T21:20:32.998647: message 2
>>> log_time("message 3")
2015-02-10T21:20:32.998647: message 3

如果把默認(rèn)值賦給一個(gè)類的實(shí)例，結(jié)果會(huì)更加奇怪，你可以在中讀到相關(guān)內(nèi)容。根據(jù)。。通常的解決方法是把默認(rèn)參數(shù)替換為None，并且在函數(shù)內(nèi)部檢查參數(shù)值。
 
結(jié)論

最新評(píng)論