默认参数值

在定义函数时，您学习了如何指定在函数调用时接受参数 (parameter)的形参。然而，有时您希望函数形参在调用方未提供值时，能有一个“标准”或“默认”值。这使得函数更为灵活，因为调用方只需为那些与默认值不同的形参提供实参即可。

Python 允许您直接在函数定义中为形参设定默认值。

定义默认参数 (parameter)值

要为一个形参赋予默认值，您可以在 def 语句中使用赋值运算符（=）为其赋值。

def greet(name, greeting="Hello"):
  """打印问候语。

  Args:
    name: 要问候的人的名字。
    greeting: 要使用的问候语（默认为“Hello”）。
  """
  print(f"{greeting}, {name}!")

# 调用函数
greet("Alice")             # 使用默认问候语
greet("Bob", "Good morning") # 覆盖默认问候语

输出:

Hello, Alice!
Good morning, Bob!

在此示例中，greeting 形参的默认值为 "Hello"。

• 当我们调用 greet("Alice") 时，我们只提供了 name 实参。Python 检测到 greeting 实参缺失，并自动使用其默认值 "Hello"。
• 当我们调用 greet("Bob", "Good morning") 时，我们提供了两个实参。值 "Good morning" 会覆盖 greeting 的默认值。

形参排序规则

定义带有默认实参的函数时，一个重要规则是：所有带有默认值的形参必须位于所有不带默认值的形参之后。

为什么？当您使用位置实参（不指定形参名称，按顺序传递的实参）调用函数时，Python 从左到右将值与形参匹配。如果一个非默认形参位于默认形参之后，Python 将无法判断所提供的实参是针对非默认形参的，还是旨在覆盖前面形参的默认值。

正确示例:

def create_user(username, is_active=True, permissions="read"):
  print(f"创建用户: {username}")
  print(f"活跃状态: {is_active}")
  print(f"权限: {permissions}")

错误示例: 这将导致 SyntaxError。

# SyntaxError: 非默认参数位于默认参数之后
# def create_user_incorrect(is_active=True, username, permissions="read"):
#   pass

调用带默认值的函数

您可以以多种方式调用带有默认实参的函数：

1. 只提供必需实参： Python 会为其余实参使用默认值。

   create_user("charlie")
   # 输出:
   # 创建用户: charlie
   # 活跃状态: True
   # 权限: read
   

2. 按位置提供实参： 值会按顺序覆盖默认值。

   create_user("david", False) # 覆盖 is_active，使用默认权限
   # 输出:
   # 创建用户: david
   # 活跃状态: False
   # 权限: read
   
   create_user("eve", False, "admin") # 覆盖两个默认值
   # 输出:
   # 创建用户: eve
   # 活跃状态: False
   # 权限: admin
   

3. 使用关键字提供实参： 这允许您覆盖特定的默认值，而不考虑它们的位置（只要满足必需实参）。这种方式通常更清晰。

   create_user("frank", permissions="write") # 只覆盖权限
   # 输出:
   # 创建用户: frank
   # 活跃状态: True
   # 权限: write
   
   create_user(username="grace", is_active=False) # 使用关键字实参
   # 输出:
   # 创建用户: grace
   # 活跃状态: False
   # 权限: read
   

常见用途

默认实参常用于：

• 标志或选项： 控制可选行为的形参，例如 verbose=False 标志用于启用额外输出。
• 配置： 设定可能偶尔需要更改的常用值，例如网络操作的 timeout=30 秒。
• 提供合理默认值： 提供适用于大多数情况的标准值，例如数值比较中的 tolerance=0.001。

一点注意事项：可变默认实参

有一个不明显但重要的细节需要注意：默认实参值只在函数定义时评估一次，而不是每次函数调用时都评估。对于数字、字符串或元组等不可变类型，这没有问题。然而，如果您使用列表或字典等可变类型作为默认值，那么所有依赖默认值的调用都将使用同一个对象。这可能导致意料之外的结果。

考虑这个示例：

def add_item(item, my_list=[]):
  """向列表中添加一个项。（演示可变默认值问题）"""
  my_list.append(item)
  print(f"列表当前为: {my_list}")

print("第一次调用:")
add_item("apple")

print("\n第二次调用:")
add_item("banana") # 意外地添加到第一次调用时的列表！

print("\n第三次调用，提供一个列表:")
add_item("cherry", ["start"]) # 当提供一个列表时，按预期工作

输出:

第一次调用:
列表当前为: ['apple']

第二次调用:
列表当前为: ['apple', 'banana']

第三次调用，提供一个列表:
列表当前为: ['start', 'cherry']

请注意第二次调用 add_item("banana") 并没有从一个空列表开始。它使用了在第一次调用中被修改的同一个列表。这很少是预期的行为。

标准解决方案:

处理可变默认值的常规方法是使用 None 作为默认值，然后如果形参为 None，则在函数内部创建一个新的可变对象。

def add_item_safe(item, my_list=None):
  """安全地向列表中添加一个项。"""
  if my_list is None:
    my_list = [] # 如果未提供列表，则创建一个新列表
  my_list.append(item)
  print(f"列表当前为: {my_list}")

print("第一次调用（安全）:")
add_item_safe("apple")

print("\n第二次调用（安全）:")
add_item_safe("banana") # 从一个新的空列表开始

print("\n第三次调用，提供一个列表（安全）:")
add_item_safe("cherry", ["start"])

输出:

第一次调用（安全）:
列表当前为: ['apple']

第二次调用（安全）:
列表当前为: ['banana']

第三次调用，提供一个列表（安全）:
列表当前为: ['start', 'cherry']

使用 None 作为占位符默认值，并在函数内部创建可变对象，能确保每次依赖默认值的调用都获得一个全新的实例，从而避免调用之间产生意外的副作用。

默认实参值是一项让您的函数更方便、更具适应性的功能，但请记住可变默认值和不可变默认值之间的区分，以避免常见问题。