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python函数参数高级用法的详细介绍

   

python函数参数高级用法的详细介绍

我们已经了解了最基本的函数,下面将要学习更多函数的特性。例如使用函数返回值,如何在不同的函数间传递不同的数据结构等。

参数缺省值

我们初次介绍函数的时候,用的是下述例子:

def thank_you(name):
    # This function prints a two-line personalized thank you message.
    print("\nYou are doing good work, %s!" % name)
    print("Thank you very much for your efforts on this project.")
    
thank_you('Adriana')
thank_you('Billy')
thank_you('Caroline')

上述代码中,函数都能正常工作。但是在不传入参数时,函数就会报错。如下所示:

def thank_you(name):
    # This function prints a two-line personalized thank you message.
    print("\nYou are doing good work, %s!" % name)
    print("Thank you very much for your efforts on this project.")
    
thank_you('Billy')
thank_you('Caroline')
thank_you()

出现这个错误是合乎情理的。函数需要一个参数来完成它的工作,没有这个参数就没办法工作。

这就引出了一个问题。有时候你想在不传参数的时候让函数执行默认的动作。你可以通过设置参数的缺省值实现这个功能。缺省值是在函数定义的时候确定的。如下所示:

def thank_you(name='everyone'):
    # This function prints a two-line personalized thank you message.
    #  If no name is passed in, it prints a general thank you message
    #  to everyone.
    print("\nYou are doing good work, %s!" % name)
    print("Thank you very much for your efforts on this project.")
    
thank_you('Billy')
thank_you('Caroline')
thank_you()

在函数中有多个参数,且其中一些参数的值基本不变时,使用参数缺省值是非常有帮助的。它可以帮助函数调用者只关注他们关心的参数。

位置参数

使用函数的很重要的一点就是如何向函数中传递参数。我们已经学到的都是最简单的参数传递,只有一个参数。接下来我们了解一下如何传递两个以上的参数。

我们创建一个包含 3 个参数的函数,包含一个人的名,姓和年纪。如下所示:

def describe_person(first_name, last_name, age):
    # This function takes in a person's first and last name,
    #  and their age.
    # It then prints this information out in a simple format.
    print("First name: %s" % first_name.title())
    print("Last name: %s" % last_name.title())
    print("Age: %d\n" % age)

describe_person('brian', 'kernighan', 71)
describe_person('ken', 'thompson', 70)
describe_person('adele', 'goldberg', 68)

在这个函数中,参数是 first_name , last_name , age 。它们被称为位置参数。Python 会根据参数的相对位置为它们赋值。在下面的调用语句中:

describe_person('brian', 'kernighan', 71)

我们给函数传递了 brian, kernighan, 71 三个值。Python 就会根据参数位置将 first_name 和 brian 匹配,last_name 和 kernighan 匹配,age 和 71 匹配。

这种参数传递方式是相当直观的,但是我们需要严格保证参数的相对位置。

如果我们混乱了参数的位置,就会得到一个无意义的结果或报错。如下所示:

def describe_person(first_name, last_name, age):
    # This function takes in a person's first and last name,
    #  and their age.
    # It then prints this information out in a simple format.
    print("First name: %s" % first_name.title())
    print("Last name: %s" % last_name.title())
    print("Age: %d\n" % age)

describe_person(71, 'brian', 'kernighan')
describe_person(70, 'ken', 'thompson')
describe_person(68, 'adele', 'goldberg')

这段代码中,first_name 和 71 匹配,然后调用 first_name.title() ,而整数是无法调用 title() 方法的。

关键字参数

Python 中允许使用关键字参数。所谓关键字参数就是在调用函数时,可以指定参数的名字给参数赋值。改写上述代码,示例如下:

def describe_person(first_name, last_name, age):
    # This function takes in a person's first and last name,
    #  and their age.
    # It then prints this information out in a simple format.
    print("First name: %s" % first_name.title())
    print("Last name: %s" % last_name.title())
    print("Age: %d\n" % age)

describe_person(age=71, first_name='brian', last_name='kernighan')
describe_person(age=70, first_name='ken', last_name='thompson')
describe_person(age=68, first_name='adele', last_name='goldberg')

这样就能工作了。Python 不再根据位置为参数赋值。而是通过参数名字匹配对应的参数值。这种写法可读性更高。

混合位置和关键字参数

有时候混合使用位置和关键字参数是有意义的。我们还是用上述例子,增添一个参数继续使用位置参数。如下所示:

def describe_person(first_name, last_name, age, favorite_language):
    # This function takes in a person's first and last name,
    #  their age, and their favorite language.
    # It then prints this information out in a simple format.
    print("First name: %s" % first_name.title())
    print("Last name: %s" % last_name.title())
    print("Age: %d" % age)
    print("Favorite language: %s\n" % favorite_language)

describe_person('brian', 'kernighan', 71, 'C')
describe_person('ken', 'thompson', 70, 'Go')
describe_person('adele', 'goldberg', 68, 'Smalltalk')

我们假设每个人调用这个函数的时候都会提供 first_name 和 last_name。但可能不会提供其他信息。因此 first_name 和 last_name 使用位置参数,其他参数采用关键字参数的形式。如下所示:

def describe_person(first_name, last_name, age=None, favorite_language=None, died=None):
    """ 
    This function takes in a person's first and last name, their age, 
    and their favorite language.
    It then prints this information out in a simple format.
    """
    
    print("First name: %s" % first_name.title())
    print("Last name: %s" % last_name.title())
    
    # Optional information:
    if age:
        print("Age: %d" % age)
    if favorite_language:
        print("Favorite language: %s" % favorite_language)
    if died:
        print("Died: %d" % died)
    # Blank line at end.
    print("\n")

接受任意数量的参数

利用关键字参数我们可以灵活处理各种调用语句。然而,我们还有其他一些问题需要处理。我们考虑一个函数,接收两个数字参数,并打印数字之和。示例如下:

def adder(num_1, num_2):
    # This function adds two numbers together, and prints the sum.
    sum = num_1 + num_2
    print("The sum of your numbers is %d." % sum)
    
# Let's add some numbers.
adder(1, 2)
adder(-1, 2)
adder(1, -2)

这个函数运行良好。但是如果我们传入3个参数呢,看起来这种情况也应该是可以作算术运算的。如下所示:

def adder(num_1, num_2):
    # This function adds two numbers together, and prints the sum.
    sum = num_1 + num_2
    print("The sum of your numbers is %d." % sum)
    
# Let's add some numbers.
adder(1, 2, 3)

出乎意料,函数出错了。为什么呢?

这是因为无论采用什么形式的参数,函数只接受2个参数。事实上在这种情况下,函数只能恰好接受2个参数。怎么样才能解决参数个数问题呢?

接受任意长度的序列

Python 帮助我们解决了函数接受参数个数的问题。它提供了一种语法,可以让函数接受任意数量的参数。如果我们在参数列表的最后一个参数前加一个星号,这个参数就会收集调用语句的剩余参数并传入一个元组。(剩余参数是指匹配过位置参数后剩余的参数)示例如下:

def example_function(arg_1, arg_2, *arg_3):
    # Let's look at the argument values.
    print('\narg_1:', arg_1)
    print('arg_2:', arg_2)
    print('arg_3:', arg_3)
    
example_function(1, 2)
example_function(1, 2, 3)
example_function(1, 2, 3, 4)
example_function(1, 2, 3, 4, 5)

你也可以使用 for 循环来处理剩余参数。

def example_function(arg_1, arg_2, *arg_3):
    # Let's look at the argument values.
    print('\narg_1:', arg_1)
    print('arg_2:', arg_2)
    for value in arg_3:
        print('arg_3 value:', value)

example_function(1, 2)
example_function(1, 2, 3)
example_function(1, 2, 3, 4)
example_function(1, 2, 3, 4, 5)

我们现在就可以重写 adder() 函数,示例如下:

def adder(num_1, num_2, *nums):
    # This function adds the given numbers together,
    #  and prints the sum.
    
    # Start by adding the first two numbers, which
    #  will always be present.
    sum = num_1 + num_2
    
    # Then add any other numbers that were sent.
    for num in nums:
        sum = sum + num
        
    # Print the results.
    print("The sum of your numbers is %d." % sum)

    
# Let's add some numbers.
adder(1, 2)
adder(1, 2, 3)
adder(1, 2, 3, 4)

接受任意数量的关键字参数

Python 也提供了一种接受任意数量的关键字参数的语法。如下所示:

def example_function(arg_1, arg_2, **kwargs):
    # Let's look at the argument values.
    print('\narg_1:', arg_1)
    print('arg_2:', arg_2)
    print('arg_3:', kwargs)
    
example_function('a', 'b')
example_function('a', 'b', value_3='c')
example_function('a', 'b', value_3='c', value_4='d')
example_function('a', 'b', value_3='c', value_4='d', value_5='e')

上述代码中,最后一个参数前有两个星号,代表着收集调用语句中剩余的所有键值对参数。这个参数常被命名为 kwargs 。这些参数键值对被存储在一个字典中。我们可以循环字典取出参数值。如下所示:

def example_function(arg_1, arg_2, **kwargs):
    # Let's look at the argument values.
    print('\narg_1:', arg_1)
    print('arg_2:', arg_2)
    for key, value in kwargs.items():
        print('arg_3 value:', value)
    
example_function('a', 'b')
example_function('a', 'b', value_3='c')
example_function('a', 'b', value_3='c', value_4='d')
example_function('a', 'b', value_3='c', value_4='d', value_5='e')
def example_function(**kwargs):
    print(type(kwargs))
    for key, value in kwargs.items():
        print('{}:{}'.format(key, value))
        
example_function(first=1, second=2, third=3)
example_function(first=1, second=2, third=3, fourth=4)
example_function(name='Valerio', surname='Maggio')

此前我们创建过一个描述人的信息的函数。但是我们只能传递有限的信息,因为参数的个数在定义时已经被限制。现在利用刚刚学习的知识,我们可以传递任意数量任意形式的信息,如下所示:

def describe_person(first_name, last_name, **kwargs):
    # This function takes in a person's first and last name,
    #  and then an arbitrary number of keyword arguments.
    
    # Required information:
    print("First name: %s" % first_name.title())
    print("Last name: %s" % last_name.title())
    
    # Optional information:
    for key in kwargs:
        print("%s: %s" % (key.title(), kwargs[key]))
    
    # Blank line at end.
    print("\n")

describe_person('brian', 'kernighan', favorite_language='C')
describe_person('ken', 'thompson', age=70)
describe_person('adele', 'goldberg', age=68, favorite_language='Smalltalk')
describe_person('dennis', 'ritchie', favorite_language='C', died=2011)
describe_person('guido', 'van rossum', favorite_language='Python')