5分钟搞定Python中函数的参数

函数的灵活性非常高，除了常规定义的位置参数以外，还支持默认参数、关键字参数、以及可变参数 ... 这样以来，不但能应对各种复杂的情况，甚至还可以简化调用者的代码。

位置参数

在调用函数时，一般会根据函数定义的参数位置来传递参数，这样的参数叫做位置参数。

考虑下面的例子，函数包含了两个参数 - name 和 msg：

>>> def greet(name, msg):
...     print('Hello, {}, {}!'.format(name, msg))
...>>>

调用它很容易：

>>> greet('Pony', 'nice to meet you')
Hello, Pony, nice to meet you!

这里，值会按照顺序被依次分配。由于“Pony”是第一个值，所以它会被分配给第一个参数 name；同样地，“nice to meet you”会被分配给第二个参数 msg。

当传递两个值时，函数运行地很顺利。但倘若参数的个数不匹配，会发生什么？

>>> greet('Pony')  # 少一个参数
...
TypeError: greet() missing 1 required positional argument: 'msg'

显然，解释器会发牢骚。但对 Python 来说，要解决这个问题简直是易如反掌，继续往下看！

默认参数

在定义函数时，可以使用赋值运算符（=）为参数指定默认值：

>>> def greet(name, msg = 'nice to meet you'):
...     print('Hello, {}, {}!'.format(name, msg))
...
>>>

注意： 如果参数没有默认值，在调用函数时必需为其指定一个值；如果有默认值，那么在调用时值是可选的，如果为其提供了一个值，将会覆盖默认值。

由于 name 没有默认值，所以必须指定值，而 msg 有默认值，所以值是可选的：

>>> greet('Pony')                   # 使用默认值
Hello, Pony, nice to meet you!
>>>
>>> greet('Pony', 'give me a hug')  # 覆盖默认值
Hello, Pony, give me a hug!

值得注意的是，函数中的所有参数都可以有默认值，但是一旦存在一个默认参数，其右侧的所有参数也必须有默认值。

也就是说，非默认参数不能在默认参数之后。例如，像下面这样，就会报错：

>>> def greet(msg = 'nice to meet you', name):
...     print('Hello, {}, {}!'.format(name, msg))
...File "<stdin>", line 1
SyntaxError: non-default argument follows default argument

关键字参数

为方便起见，Python 还允许使用 key = value 形式的关键字参数调用函数：

>>> def greet(name, msg):
...     print('Hello, {}, {}!'.format(name, msg))
...>>>

当以这种方式调用函数时，所有传递的关键字参数都必须与函数接受的某个参数匹配，并且它们的顺序不重要：

>>> greet(name = 'Pony', msg = 'nice to meet you')  # 按循序传递
Hello, Pony, nice to meet you!
>>>
>>> greet(msg = 'nice to meet you', name = 'Pony')  # 顺序颠倒也可以
Hello, Pony, nice to meet you!

此外，它还可以和位置参数混合使用，但关键字参数必须在位置参数之后：

>>> greet('Pony', msg = 'nice to meet you')  # 位置参数与关键字参数混合使用
Hello, Pony, nice to meet you!

所以，如果像下面这样调用，就会报错：

>>> greet(name = 'Pony', message = 'nice to meet you')  # message 不存在
...
TypeError: greet() got an unexpected keyword argument 'message'
>>>
>>> greet(msg = 'nice to meet you', 'Pony')  # 关键字参数不能在位置参数之前
...
SyntaxError: positional argument follows keyword argument

可变参数

可变参数也被称为不定长参数，顾名思义，就是传入的参数个数是可变的，可以是任意多个（0、1、2 ...）。``

包裹位置传递

在参数名之前可以添加一个星号（*），在函数内部，所有传入的参数都会被变量 names 收集，最终按照位置将它们合并为一个元组：

>>> def greet(*names):
...     print('Hello,', names)
...
>>>

尝试一下，传递不同个数的参数：

>>> greet()  # 没有参数，为空元组
Hello, ()
>>>
>>> greet('Pony')
Hello, ('Pony',)
>>>
>>> greet('Jack Ma', 'Pony')
Hello, ('Jack Ma', 'Pony')

通常情况下，可变参数（*）会出现在形参列表的最后，因为它们会把传递给函数的所有剩余输入参数都收集起来：

>>> def greet(msg, *names):
...     print('Hello, {}, {}!'.format(names, msg))
...
>>>
>>> greet('nice to meet you', 'Jack Ma', 'Pony')
Hello, ('Jack Ma', 'Pony'), nice to meet you!

话虽如此，但可变参数（*）之后还可以出现其它参数，只不过这些形参都是“强制关键字”参数，这意味着，它们只能被用作关键字参数，而不能是位置参数：

>>> def greet(*names, msg):
...     print('Hello, {}, {}!'.format(names, msg))
...
>>>
>>> greet('Pony', msg = 'nice to meet you')  # 只能被用作关键字参数
Hello, ('Pony',), nice to meet you!
>>>
>>> greet(msg = 'nice to meet you', 'Pony')  # 不能被用作位置参数
...
SyntaxError: positional argument follows keyword argument

包裹关键字传递

还有一种机制，在参数名之前添加两个星号（**），当这种形式出现时，msgs 将收集所有关键字参数，最终将它们合并为一个字典：

>>> def greet(**msgs):
...     print('Hello,', msgs)
...>>>

和上面一样，尝试传递不同个数的参数：

>>> greet()  # 没有参数，为空字典
Hello, {}
>>>
>>> greet(name = 'Pony')
Hello, {'name': 'Pony'}
>>>
>>> greet(name = 'Pony', msg = 'nice to meet you')
Hello, {'name': 'Pony', 'msg': 'nice to meet you'}

此外，*names 还可以与 **msgs 形式的参数相结合，但*names 必须出现在 **msgs 之前。

例如，像下面这样，就会报错：

>>> def greet(**msgs, *name):
...
SyntaxError: invalid syntax

解包裹参数

正如【可变参数】那样，也可在函数调用中使用 * 和 **。只不过在这种情况下，与在函数定义中的语义相反，参数将被解包裹而不是被包裹：

>>> def greet(name, msg):
...     print('Hello, {}, {}!'.format(name, msg))
...
>>>

尝试一下，元组用 * 来传递位置参数：

>>> t = ('Pony', 'nice to meet you')
>>> greet(*t)
Hello, Pony, nice to meet you!

同样地，字典也可以用 ** 传递关键字参数：``

>>> d = {'name':'Pony', 'msg':'nice to meet you'}
>>> greet(**d)
Hello, Pony, nice to meet you!

位置参数、默认参数、可变参数混合使用

根据上面的介绍，我们不难发现，当这些参数混合使用时，应遵循一个基本的原则：位置参数 -> 默认参数 -> 包裹位置 -> 包裹关键字（定义和调用都应遵循该顺序）。

例如，定义一个函数，能够同时向多个人发送多条消息：

>>> def greet(sender, address = 'BeiJing', *receivers, **msgs):
...     print('Hello, I am {}, from {}.'.format(sender, address))
...     print('-' * 30)      # 华丽的分割线
...     for rec in receivers:
...         for key, val in msgs.items():
...             print('No {}: {}, {}!'.format(key, val, rec))
...         print('-' * 30)  # 华丽的分割线
...
>>>

为了显示更好的效果，我们在中间穿插了一些华丽的分割线：

>>> greet('Waleon', 'Xi\'an', 'Jack Ma', 'Pony', one = 'nice to meet you', two = 'give me a hug')
Hello, I am Waleon, from Xi'an.
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No one: nice to meet you, Jack Ma!
No two: give me a hug, Jack Ma!
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No one: nice to meet you, Pony!
No two: give me a hug, Pony!
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