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Python中的默認參數(shù)詳解

 更新時間：2015年06月24日 12:16:32   投稿：junjie  
這篇文章主要介紹了Python中的默認參數(shù)詳解,本文講解了默認參數(shù)的基本原理、如何正確地使用可變參數(shù)等內(nèi)容,需要的朋友可以參考下

文章的主題

不要使用可變對象作為函數(shù)的默認參數(shù)例如 list，dict，因為def是一個可執(zhí)行語句，只有def執(zhí)行的時候才會計算默認默認參數(shù)的值，所以使用默認參數(shù)會造成函數(shù)執(zhí)行的時候一直在使用同一個對象，引起bug。

基本原理

在 Python 源碼中,我們使用def來定義函數(shù)或者方法。在其他語言中,類似的東西往往只是一一個語法聲明關(guān)鍵字,但def卻是一個可執(zhí)行的指令。Python代碼執(zhí)行的時候先會使用 compile 將其編譯成 PyCodeObject.

PyCodeObject 本質(zhì)上依然是一種靜態(tài)源代碼,只不過以字節(jié)碼方式存儲,因為它面向虛擬機。因此 Code 關(guān)注的是如何執(zhí)行這些字節(jié)碼,比如?？臻g大小,各種常量變量符號列表,以及字節(jié)碼與源碼行號的對應(yīng)關(guān)系等等。

PyFunctionObject 是運行期產(chǎn)生的。它提供一個動態(tài)環(huán)境,讓 PyCodeObject 與運行環(huán)境關(guān)聯(lián)起來。同時為函數(shù)調(diào)用提供一系列的上下文屬性,諸如所在模塊、全局名字空間、參數(shù)默認值等等。這是def語句執(zhí)行的時候干的活。

PyFunctionObject 讓函數(shù)面向邏輯,而不僅僅是虛擬機。PyFunctionObject 和 PyCodeObject 組合起來才是一個完整的函數(shù)。

下文翻譯了一篇文章，有一些很好的例子。但是由于水平有限，有些不會翻譯或者有些翻譯有誤，敬請諒解。如果有任何問題請發(fā)郵件到 acmerfight圈gmail.com,感激不盡

主要參考資料 書籍：《深入Python編程》 大牛：shell 和 Topsky

Python對于函數(shù)中默認參數(shù)的處理往往會給新手造成困擾（但是通常只有一次）。

當你使用“可變”的對象作為函數(shù)中作為默認參數(shù)時會往往引起問題。因為在這種情況下參數(shù)可以在不創(chuàng)建新對象的情況下進行修改，例如 list dict。

復制代碼 代碼如下:

>>> def function(data=[]):
...     data.append(1)
...     return data
...
>>> function()
[1]
>>> function()
[1, 1]
>>> function()
[1, 1, 1]

像你所看到的那樣，list變得越來越長。如果你仔細地查看這個list。你會發(fā)現(xiàn)list一直是同一個對象。
復制代碼 代碼如下:

>>> id(function())
12516768
>>> id(function())
12516768
>>> id(function())
12516768

原因很簡單: 在每次函數(shù)調(diào)用的時候，函數(shù)一直再使用同一個list對象。這么使用引起的變化，非?！皊ticky”。

為什么會發(fā)生這種情況？

當且僅當默認參數(shù)所在的“def”語句執(zhí)行的時候，默認參數(shù)才會進行計算。請看文檔描述

https://docs.python.org/2/reference/compound_stmts.html#function-definitions
其中有下面一段

"Default parameter values are evaluated when the function definition is executed. This means that the expression is evaluated once, when the function is defined, and that the same “pre-computed” value is used for each call. This is especially important to understand when a default parameter is a mutable object, such as a list or a dictionary: if the function modifies the object (e.g. by appending an item to a list), the default value is in effect modified. This is generally not what was intended. A way around this is to use None as the default, and explicitly test for it in the body of the function,e.g.:

復制代碼 代碼如下:

def whats_on_the_telly(penguin=None):
    if penguin is None:
        penguin = []
    penguin.append("property of the zoo")
    return penguin
"

"def"是Python中的可執(zhí)行語句，默認參數(shù)在"def"的語句環(huán)境里被計算。如果你執(zhí)行了"def"語句多次，每次它都將會創(chuàng)建一個新的函數(shù)對象。接下來我們將看到例子。

用什么來代替？

像其他人所提到的那樣，用一個占位符來替代可以修改的默認值。None

復制代碼 代碼如下:

def myfunc(value=None):
    if value is None:
        value = []
    # modify value here

如果你想要處理任意類型的對象，可以使用sentinel
復制代碼 代碼如下:

sentinel = object()

def myfunc(value=sentinel):
    if value is sentinel:
        value = expression
    # use/modify value here


在比較老的代碼中，written before “object” was introduced，你有時會看到
復制代碼 代碼如下:

sentinel = ['placeholder']

譯者注：太水，真的不知道怎么翻譯了。我說下我的理解 有時邏輯上可能需要傳遞一個None,而你的默認值可能又不是None,而且還剛好是個列表,列表不
可以寫在默認值位置,所以你需要占位符,但是用None，你又不知道是不是調(diào)用者傳遞過來的那個

正確地使用可變參數(shù)

最后需要注意的是一些高深的Python代碼經(jīng)常會利用這個機制的優(yōu)勢；舉個例子，如果在一個循環(huán)里創(chuàng)建一些UI上的按鈕，你可能會嘗試這樣去做：

復制代碼 代碼如下:

for i in range(10):
    def callback():
        print "clicked button", i
    UI.Button("button %s" % i, callback)

但是你卻發(fā)現(xiàn)callback打印出相同的數(shù)字（在這個情況下很可能是9）。原因是Python的嵌套作用域只是綁定變量，而不是綁定數(shù)值的，所以callback只看到了變量i綁定的最后一個數(shù)值。為了避免這種情況，使用顯示綁定。
復制代碼 代碼如下:

for i in range(10):
    def callback(i=i):
        print "clicked button", i
    UI.Button("button %s" % i, callback)

i=i把callback的參數(shù)i(一個局部變量)綁定到了當前外部的i變量的數(shù)值上。(譯者注：如果不理解這個例子，請看http://stackoverflow.com/questions/233673/lexical-closures-in-python)

另外的兩個用途local caches/memoization

復制代碼 代碼如下:

def calculate(a, b, c, memo={}):
    try:
        value = memo[a, b, c] # return already calculated value
    except KeyError:
        value = heavy_calculation(a, b, c)
        memo[a, b, c] = value # update the memo dictionary
    return value

（對一些遞歸算法非常好用）

對高度優(yōu)化的代碼而言， 會使用局部變量綁全局的變量:

復制代碼 代碼如下:

import math

def this_one_must_be_fast(x, sin=math.sin, cos=math.cos):
    ...


這是如何工作的？

當Python執(zhí)行一條def語句時， 它會使用已經(jīng)準備好的東西（包括函數(shù)的代碼對象和函數(shù)的上下文屬性），創(chuàng)建了一個新的函數(shù)對象。同時，計算了函數(shù)的默認參數(shù)值。

不同的組件像函數(shù)對象的屬性一樣可以使用。上文用到的'function'

復制代碼 代碼如下:

>>> function.func_name
'function'
>>> function.func_code
<code object function at 00BEC770, file "<stdin>", line 1>
>>> function.func_defaults
([1, 1, 1],)
>>> function.func_globals
{'function': <function function at 0x00BF1C30>,
'__builtins__': <module '__builtin__' (built-in)>,
'__name__': '__main__', '__doc__': None}

這樣你可以訪問默認參數(shù)，你甚至可以修改它。

復制代碼 代碼如下:

>>> function.func_defaults[0][:] = []
>>> function()
[1]
>>> function.func_defaults
([1],)

然而我不推薦你平時這么使用。

另一個重置默認參數(shù)的方法是重新執(zhí)行相同的def語句，Python將會和代碼對象創(chuàng)建一個新的函數(shù)對象，并計算默認參數(shù)，并且把新創(chuàng)建的函數(shù)對象賦值給了和上次相同的變量。但是再次強調(diào)，只有你清晰地知道在做什么的情況下你才能這么做。

And yes, if you happen to have the pieces but not the function, you can use the function class in the new module to create your own function object.

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