Python中的函数参数：位置参数、默认参数、可变参数与关键字参数

在Python中，函数参数是编程中的核心概念之一。理解不同类型的参数及其行为，对于编写灵活且健壮的代码至关重要。Python支持四种主要的参数类型：位置参数、默认参数、可变参数（*args）和关键字参数（**kwargs）。我们将逐一深入探讨。

1. 位置参数

这是最基本、最常见的参数类型。它们按照在函数定义中声明的顺序进行传递。

定义与调用：

def greet(name, greeting):
    print(f"{greeting}, {name}!")

# 调用时，必须按照顺序提供两个参数
greet("Alice", "Hello")  # 输出: Hello, Alice!

关键点：

• 调用函数时，传入的实参数量必须与形参数量严格匹配。
• 实参按位置顺序依次赋值给形参。

2. 默认参数

默认参数允许你为参数指定一个默认值。如果在调用函数时没有为该参数提供值，则使用其默认值。

定义与调用：

def greet(name, greeting="Hi"):
    print(f"{greeting}, {name}!")

# 调用时，可以只提供name参数，greeting将使用默认值"Hi"
greet("Bob")  # 输出: Hi, Bob!

# 当然，也可以显式提供greeting参数来覆盖默认值
greet("Charlie", "Good morning")  # 输出: Good morning, Charlie!

关键点与陷阱：

• 默认参数只计算一次：默认值在函数定义时（即模块加载时）就被计算并创建，而不是在每次调用时。
• 避免使用可变对象作为默认值：这是一个常见的陷阱。因为默认值只创建一次，如果它是一个可变对象（如列表、字典），所有对该参数的调用都会共享同一个对象。

错误示例：

def add_item(item, my_list=[]):  # 危险的默认值！
    my_list.append(item)
    return my_list

print(add_item(1))  # 输出: [1]
print(add_item(2))  # 输出: [1, 2] 而不是预期的 [2]！

正确做法：

def add_item(item, my_list=None):
    if my_list is None:
        my_list = []  # 每次调用都创建一个新列表
    my_list.append(item)
    return my_list

print(add_item(1))  # 输出: [1]
print(add_item(2))  # 输出: [2] 符合预期

3. 可变参数（*args）

当你需要函数接受任意数量的位置参数时，可以使用可变参数语法*args。args是一个约定俗成的名字，你可以使用其他名称，但前面的星号*是必须的。

定义与调用：

def sum_all(*numbers):  # numbers现在是一个元组(tuple)
    total = 0
    for num in numbers:
        total += num
    return total

print(sum_all(1, 2, 3))       # 输出: 6
print(sum_all(10, 20, 30, 40)) # 输出: 100

关键点：

• *args将传入的所有位置参数收集到一个元组中。
• 它可以与普通的位置参数和默认参数结合使用，但必须放在它们之后。

混合使用示例：

def func(a, b, *args):
    print(f"a = {a}, b = {b}, args = {args}")

func(1, 2, 3, 4, 5)  # 输出: a = 1, b = 2, args = (3, 4, 5)

4. 关键字参数（**kwargs）

关键字参数允许函数接受任意数量的关键字参数（即name=value形式的参数）。**kwargs将收集这些参数到一个字典中。

定义与调用：

def print_info(**info):  # info现在是一个字典(dict)
    for key, value in info.items():
        print(f"{key}: {value}")

print_info(name="Alice", age=30, city="New York")
# 输出:
# name: Alice
# age: 30
# city: New York

关键点：

• **kwargs将传入的所有关键字参数收集到一个字典中。
• 在函数定义中，它必须放在所有其他参数类型之后。

5. 完整的参数顺序与组合

当所有参数类型一起使用时，必须遵循严格的顺序规则。这个顺序是Python语法强制规定的。

正确的参数顺序：

def func(positional_args, default_args, *args, **kwargs):

完整示例：

def comprehensive_func(a, b=10, *args, **kwargs):
    print(f"a (位置参数) = {a}")
    print(f"b (默认参数) = {b}")
    print(f"args (可变参数) = {args}")
    print(f"kwargs (关键字参数) = {kwargs}")

# 调用示例
comprehensive_func(1, 2, 3, 4, 5, name="Alice", age=25)
# 输出:
# a (位置参数) = 1
# b (默认参数) = 2  (提供的2覆盖了默认值10)
# args (可变参数) = (3, 4, 5)
# kwargs (关键字参数) = {'name': 'Alice', 'age': 25}

6. 参数解包

你还可以在函数调用时使用*和**来解包序列和字典，这是一种非常强大的技术。

解包示例：

def func(a, b, c):
    print(f"a={a}, b={b}, c={c}")

# 正常调用
func(1, 2, 3)

# 使用解包
numbers = [1, 2, 3]
func(*numbers)  # 等价于 func(1, 2, 3)

params = {'a': 10, 'b': 20, 'c': 30}
func(**params)  # 等价于 func(a=10, b=20, c=30)

# 混合解包
func(1, *[2, 3])  # 等价于 func(1, 2, 3)

总结

理解Python的函数参数系统是成为高级Python程序员的关键一步。记住这个核心顺序：位置参数 -> 默认参数 -> 可变参数(*args) -> 关键字参数(kwargs)**。每种参数类型都有其特定的用途和行为，熟练掌握它们可以让你编写出更加灵活和强大的函数。