Python 中星號(*)的用法小結(jié)

更新時間：2023年08月28日 11:30:26 作者：spiritx

星號??*?? 往往被稱為乘法運(yùn)算符,是所有程序中最為常用的運(yùn)算符號之一,在Python 中,星號還有很多隱藏的強(qiáng)大功能, 本文將用最容易理解的例子來解釋星號*的五個使用場景,從初級用法到高階用法,感興趣的朋友可以參考下

乘法和冪運(yùn)算符

最簡單的用法是利用星號作為基本的運(yùn)算符：

單個 ??*??? 用于乘法運(yùn)算；如果是列表，則是復(fù)制n次

兩個 ???** ?? 表示冪運(yùn)算

>>> 2*3
>>> 6
>>> 2**3
>>> 8

重復(fù)容器內(nèi)容

Python也支持類列表的容器類對象（即序列）與整數(shù)相乘，即為按照整數(shù)實(shí)現(xiàn)重復(fù)其中的元素數(shù)量。

>>> 'star' * 2
starstar
>>> ['star'] * 2
['star', 'star']

zeros_list = [0] * 10
print(zeros_list) #[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
zeros_tuple = (0,) * 10
print(zeros_tuple) #(0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0)
vector_list = [[1, 2, 3]] * 3
print(vector_list) #[[1, 2, 3], [1, 2, 3], [1, 2, 3]]

函數(shù)變參聲明

一般來說，函數(shù)往往接收固定數(shù)量的參數(shù)；但是如果我們需要更大的靈活性，比如當(dāng)不確定將傳遞多少個參數(shù)時，此時將是星號??*?? 發(fā)揮作用的時候。

在Python中有兩類參數(shù)，一類是位置參數(shù)，另外一類是關(guān)鍵詞參數(shù)，前者根據(jù)位置確定相應(yīng)值，后者則是依據(jù)參數(shù)名稱確定。

位置變參

*args可以收集任意個數(shù)的位置參數(shù)，星號是必須要的，args可以是任意的變量名：

def fun(*args):
    print(isinstance(args, tuple)) #返回的是True
    for i in args:
        print(i)
fun(1, 2, 3)

上面的例子表示，我們雖然傳遞了3個參數(shù)1, 2, 3，但是fun函數(shù)把他們放到了一個元組。并且參數(shù)的個數(shù)不限。

關(guān)鍵字變參

**kwargs可以收集任意數(shù)量的按名參數(shù)/關(guān)鍵字參數(shù)，**是必須要的，kwargs可以是任意變量名：

def fun2(**kwargs):
    print(isinstance(kwargs, dict)) #返回的是True
    pass
fun2(a=1, b=2, c=3)

上面的例子表明，使用兩個星號，我們傳遞的參數(shù)是被當(dāng)作一個字典來進(jìn)行傳遞的，參數(shù)的個數(shù)不限。其實(shí)我們看kwargs這個名字就可以推出，這個參數(shù)是字典類型的。

def print_genius(*names):
    print(type(names))
    for n in names:
        print(n)
print_genius('Elon Mask', 'Du Fu ', 'Li Bai')
# <class 'tuple'>
# Elon Mask
# Du Fu 
# Li Bai
def top_genius(**names):
    print(type(names))
    for k, v in names.items():
        print(k, v)
top_genius(Top1="Elon Mask", Top2="Du Fu", Top3="Li Bai")
# <class 'dict'>
# Top1 Elon Mask
# Top2 Du Fu
# Top3 Li Bai

如上例所示，在定義函數(shù)時，我們可以定義一個以一個或兩個星號為前綴的參數(shù)，以捕獲不限制數(shù)量的參數(shù)輸入。

總結(jié)如下：

以一個 ??* ?? 為前綴的參數(shù)可以將任意數(shù)量的參數(shù)以元組形式傳入
以兩個 ??**?? 為前綴的參數(shù)可以將任意數(shù)量的參數(shù)以字典形式傳入

任意變參

按照慣例，當(dāng)我們定義的函數(shù)接收不定數(shù)量的參數(shù)時，我們一般采用以下函數(shù)定義形式：

def foo(*args, **kwargs):
    pass

注意：位置參數(shù)一定要放在關(guān)鍵字參數(shù)之前，下面這個聲明是錯誤的：

def save_ranking(**kwargs, *args):
    ...

限制僅為關(guān)鍵字變參

星號??* ??的一個非常酷的用法是使函數(shù)只能接收關(guān)鍵字參數(shù)。

def genius(*, first_name, last_name):
    print(first_name, last_name)
# genius('Li','Bai')
# TypeError: genius() takes 0 positional arguments but 2 were given
genius(first_name='Li', last_name='Bai')
# Li Bai

上述代碼采用了星號??* ??限制了星號之后的參數(shù)必須采用關(guān)鍵字形式來調(diào)用上述函數(shù)。實(shí)際上，如果我們只是想將一些參數(shù)限制為僅以關(guān)鍵字形式輸入同時另一部分參數(shù)依舊按照位置形式輸入，此時我們可以將位置參數(shù)放置在星號之前。

def genius(age, *, first_name, last_name):
    print(first_name, last_name, 'is', age)
genius(28, first_name='Li', last_name='Bai')
# Li Bai is 28

如果我們想強(qiáng)制只使用位置參數(shù)，使用 / 號來實(shí)現(xiàn)

def only_positional_arguments(arg1, arg2, /):
    pass

如果你傳遞關(guān)鍵字參數(shù)，會發(fā)生報錯

only_positional_arguments(arg1=1, arg2=2)
"""
TypeError: only_positional_arguments() got some positional-only arguments passed as keyword arguments: 'arg1, arg2'
"""

函數(shù)參數(shù)拆解

我們可以使用星號??* ??來解包可迭代對象，可以很優(yōu)雅的進(jìn)行參數(shù)傳遞。

位置參數(shù)拆解

調(diào)用函數(shù)時，在輸入?yún)?shù)前添加星號 * 可以對參數(shù)執(zhí)行提取操作，比如對列表、元組、字符串等迭代類型的輸入?yún)?shù)做提取之后，迭代類型的數(shù)據(jù)元素會被逐個取出。

print('list', sep=',')
print(*'list', sep=',')
print(['hello', 'world', '!'], sep=',')
print(*['hello', 'world', '!'], sep=',')
‘''
list
l,i,s,t
['hello', 'world', '!']
hello,world,!
‘''

*號將字符串、列表、元組等進(jìn)行拆解，作為位置參數(shù)傳遞給函數(shù)，函數(shù)要求能接收這些位置參數(shù)（函數(shù)的參數(shù)個數(shù)與拆解后的元素個數(shù)相等，或者可以接受位置變參）

def fun(a, b, c):
    return a+b+c
test = [1, 2, 3]
print(fun(*test))
#把序列test中的每個元素，當(dāng)作位置參數(shù)傳遞到函數(shù)中去，就不用test[0],test[1]這樣了

再例如：

from functools import reduce
primes = [2, 3, 5, 7, 11, 13]
def product(*numbers):
    p = reduce(lambda x, y: x * y, numbers)
    return p 
product(*primes)
# 30030
product(primes)
# [2, 3, 5, 7, 11, 13]

因?yàn)閜roduct()能接收任意參數(shù)，我們本來需要將列表中的元素取出來，然后傳給此函數(shù)。但在這里，如果以*primes的方式向函數(shù)提供primes列表數(shù)據(jù)，則primes所引用的列表會被解包，其中的每個素數(shù)都被傳給函數(shù)，并被收集后用變量numbers引用。如果傳該列表primes給函數(shù)，就不能解包，numbers所引用的元組中只有一個primes列表。

關(guān)鍵字參數(shù)拆解

在字典類型數(shù)據(jù)前添加兩個星號 **，對字典數(shù)據(jù)執(zhí)行提取，然后以關(guān)鍵字參數(shù)的形式輸入函數(shù)。

def fun(c, b, a):#注意順序
	return a==1 and b==2 and c==3
test = {'a':1, 'b':2, 'c':3}
print(fun(**test))

def foobar(param1=None, param4=None):
    return "{}{}".format(param4, param1)
values = {"param1": "foo", "param4": "bar"}
print(foobar(**values)) #barfoo

雖然字典中的定義的數(shù)據(jù)和函數(shù)定義的順序不一致，但是我們是按照關(guān)鍵字來進(jìn)行函數(shù)賦值的，所以這個函數(shù)返回的結(jié)構(gòu)是True

使用兩個星號實(shí)際是對字典進(jìn)行解包操作。

headers = {
    'Accept': 'text/plain',
    'Content-Length': 348, 
    'Host': 'http://mingrammer.com' 
}  
def pre_process(**headers): 
    content_length = headers['Content-Length'] 
    print('content length: ', content_length) 
    host = headers['Host']
    if 'https' not in host: 
        raise ValueError('You must use SSL for http communication')  
pre_process(**headers)
# content length:  348
# Traceback (most recent call last):
#   File "<stdin>", line 1, in <module>
#   File "<stdin>", line 7, in pre_process
# ValueError: You must use SSL for http communication

賦值變量解包

部分列表賦值

在給*valuename進(jìn)行賦值時，會自動將一個列表、元組、字符串賦值給valuename，對于前后的其他變量，解釋器將給它們單獨(dú)賦值，特別注意的，如果只有一個*變量，需要寫上逗號，表示它是一個列表在接收賦值。

無論原來的類型是什么類型，valuename賦值后都是列表類型

numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
# The left side of unpacking should be list or tuple.
*a, = numbers #直接寫成*a會提示語法錯誤
print(a) ## a = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
*a, b = numbers
print(a) # a = [1, 2, 3, 4, 5]
print(b) # b = 6
a, *b, = numbers
print(a) # a = 1
print(b) # b = [2, 3, 4, 5, 6]
a, *b, c = numbers
print(a) # a = 1
print(b) # b = [2, 3, 4, 5]
print(c) # c = 6
str1 = 'python'
s1,*s2,s3 = str1
print(s1) #p
print(s2) #['y', 't', 'h', 'o']
print(s3) #n
t = ('a', 'b', 'c', 'd', 'e')
t1,*t2,t3 = t
print(t1) #a
print(t2) #['b', 'c', 'd']
print(t3) #c

列表解包連接

可以通過*號先將列表解包，然后在通過括號將元素重新組織起來：

A = [1, 2, 3]
B = (4, 5, 6)
C = {7, 8, 9}
L = [*A, *B, *C]
print(L)
# [1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 7]
A = ('1', '2', '3')
B = ('a', 'b', 'c')
C = {*A, *B}
print(C) #{'a', '1', 'c', 'b', '2', '3'}

甚至在連接的過程中還可以加入其他的值：

my_list_1 = [1, 2, 3]
my_list_2 = [10, 20, 30]
num= 'union'
merged_list = [*my_list_1, num, *my_list_2]
print(merged_list) #[1, 2, 3, 'union', 10, 20, 30]

字典解包連接

兩個星號可以針對字典類型進(jìn)行解包

dict1 = {
    'age': '22',
    'country': 'BEIJING'
}
dict2 = {
    'email': 'blog@example.com'
}
user_dict = {'username': 'kanye', **dict1, **dict2}
print(user_dict)
#{'username': 'kanye', 'age': '22', 'country': 'BEIJING', 'email': 'blog@example.com'}

可以通過多種方式合并兩個字典

>>> x = {'a': 1, 'b': 2}
>>> y = {'a': 10, 'c': 30}
>>> yy = {'aa': 10, 'c': 30}
>>> z = x | y  # Union operator introduced recently
>>> z
{'a': 10, 'b': 2, 'c': 30}
>>> x.update(y)  # in place update
# as `y` value getting updated in `x`, `a` value getting overwritten from 1 to 10.
>>> x
{'a': 10, 'b': 2, 'c': 30}
>>> z = dict(**x, **yy)
>>> z
{'a': 1, 'b': 2, 'aa': 10, 'c': 30}
# same key in two dictionaries will throw error
>>> z = dict(**x, **y)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: dict() got multiple values for keyword argument 'a'

如果我們利用一個??*???作為??dict??? 的前綴，它的??key??? 將被解包；如果我們使用雙星號??**??? 作為前綴，其??value??? 將被解包；此時我們必須顯示使用??key??? 來接收解包后的??value?? 。

D = {'first': 1, 'second': 2, 'third': 3}
print(*D)
# first second third
# print(**D)
# TypeError: 'first' is an invalid keyword argument for print()
print('{first},{second},{third}'.format(**D))
# 1,2,3

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