函数(3)

在设计函数的时候，有时候我们能够确认参数的个数，比如一个用来计算圆面积的函数，它所需要的参数就是半径（πr^2），这个函数的参数是确定的。

你能不能写一个能够计算圆面积的函数呢？

然而，这个世界不总是这么简单的，也不总是这么确定的，反而不确定性是这个世界常常存在的。如果看官了解量子力学——好多人听都没有听过的东西——就更理解真正的不确定性了。当然，不用研究量子力学也一样能够体会到，世界充满里了不确定性。不是吗？塞翁失马焉知非福，这不就是不确定性吗？

参数收集

既然有很多不确定性，那么函数的参数的个数，也当然有不确定性，函数怎么解决这个问题呢？Python 用这样的方式解决参数个数的不确定性：

  1. def func(x,*arg):
  2.     print x         #输出参数 x 的值
  3.     result = x
  4.     print arg       #输出通过 *arg 方式得到的值
  5.     for i in arg:
  6.         result +=i
  7.     return result
  9. print func(1,2,3,4,5,6,7,8,9)    #赋给函数的参数个数不仅仅是  2个

运行此代码后，得到如下结果：

  1. 1                       #这是函数体内的第一个 print，参数x得到的值是 1
  2. (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) #这是函数内的第二个 print，参数 arg 得到的是一个元组
  3. 45                      #最后的计算结果

从上面例子可以看出，如果输入的参数个数不确定，其它参数全部通过 *arg，以元组的形式由 arg 收集起来。对照上面的例子不难发现：

  • 值 1 传给了参数 x
  • 值 2,3,4,5,6.7.8.9 被塞入一个 tuple 里面，传给了 arg

为了能够更明显地看出 args（名称可以不一样，但是 符号必须要有），可以用下面的一个简单函数来演示：

  1. >>> def foo(*args):
  2. ...     print args      #打印通过这个参数得到的对象
  3. ...

下面演示分别传入不同的值，通过参数 *args 得到的结果：

  1. >>> foo(1,2,3)
  2. (1, 2, 3)
  4. >>> foo("qiwsir","qiwsir.github.io","python")
  5. ('qiwsir', 'qiwsir.github.io', 'python')
  7. >>> foo("qiwsir",307,["qiwsir",2],{"name":"qiwsir","lang":"python"})
  8. ('qiwsir', 307, ['qiwsir', 2], {'lang': 'python', 'name': 'qiwsir'})

不管是什么，都一股脑地塞进了 tuple 中。

  1. >>> foo("python")
  2. ('python',)

即使只有一个值，也是用 tuple 收集它。特别注意，在 tuple 中，如果只有一个元素，后面要有一个逗号。

还有一种可能，就是不给那个 *args 传值，也是许可的。例如：

  1. >>> def foo(x, *args):
  2. ...     print "x:",x
  3. ...     print "tuple:",args
  4. ... 
  5. >>> foo(7)
  6. x: 7
  7. tuple: ()

这时候 *args 收集到的是一个空的 tuple。

在各类编程语言中，常常会遇到以 foo，bar，foobar 等之类的命名，不管是对变量、函数还是后面要讲到的类。这是什么意思呢？下面是来自维基百科的解释。

在计算机程序设计与计算机技术的相关文档中，术语 foobar 是一个常见的无名氏化名，常被作为“伪变量”使用。

从技术上讲，“foobar”很可能在 1960 年代至 1970 年代初通过迪吉多的系统手册传播开来。另一种说法是，“foobar”可能来源于电子学中反转的 foo 信号；这是因为如果一个数字信号是低电平有效（即负压或零电压代表“1”），那么在信号标记上方一般会标有一根水平横线，而横线的英文即为“bar”。在《新黑客辞典》中，还提到“foo”可能早于“FUBAR”出现。

单词“foobar”或分离的“foo”与“bar”常出现于程序设计的案例中，如同 Hello World 程序一样，它们常被用于向学习者介绍某种程序语言。“foo”常被作为函数／方法的名称，而“bar”则常被用作变量名。

除了用 args 这种形式的参数接收多个值之外，还可以用 *kargs 的形式接收数值，不过这次有点不一样：

  1. >>> def foo(**kargs):
  2. ...     print kargs
  3. ...
  4. >>> foo(a=1,b=2,c=3)    #注意观察这次赋值的方式和打印的结果
  5. {'a': 1, 'c': 3, 'b': 2}

如果这次还用 foo(1,2,3)的方式，会有什么结果呢？

  1. >>> foo(1,2,3)
  2. Traceback (most recent call last):
  3.   File "<stdin>", line 1, in <module>
  4. TypeError: foo() takes exactly 0 arguments (3 given)

如果用 **kargs 的形式收集值，会得到 dict 类型的数据，但是，需要在传值的时候说明“键”和“值”，因为在字典中是以键值对形式出现的。

看官到这里可能想了，不是不确定性吗？我也不知道参数到底会可能用什么样的方式传值呀，这好办，把上面的都综合起来。

  1. >>> def foo(x,y,z,*args,**kargs):
  2. ...     print x   
  3. ...     print y
  4. ...     print z
  5. ...     print args
  6. ...     print kargs        
  7. ... 
  8. >>> foo('qiwsir',2,"python")
  9. qiwsir
  10. 2
  11. python
  12. ()
  13. {}
  14. >>> foo(1,2,3,4,5)
  15. 1
  16. 2
  17. 3
  18. (4, 5)
  19. {}
  20. >>> foo(1,2,3,4,5,name="qiwsir")
  21. 1
  22. 2
  23. 3
  24. (4, 5)
  25. {'name': 'qiwsir'}

很 good 了，这样就能够足以应付各种各样的参数要求了。

另外一种传值方式

  1. >>> def add(x,y):
  2. ...     return x + y
  3. ... 
  4. >>> add(2,3)
  5. 5

这是通常的函数调用方法，在前面已经屡次用到。这种方法简单明快，很容易理解。但是，世界总是多样性的，有时候你秀出下面的方式，甚至在某种情况用下面的方法可能更优雅。

  1. >>> bars = (2,3)
  2. >>> add(*bars)
  3. 5

先把要传的值放到元组中，赋值给一个变量 bars，然后用 add(*bars) 的方式，把值传到函数内。这有点像前面收集参数的逆过程。注意的是，元组中元素的个数，要跟函数所要求的变量个数一致。如果这样：

  1. >>> bars = (2,3,4)
  2. >>> add(*bars)
  3. Traceback (most recent call last):
  4.   File "<stdin>", line 1, in <module>
  5. TypeError: add() takes exactly 2 arguments (3 given)

就报错了。

这是使用一个星号 *，是以元组形式传值，如果用 ** 的方式，是不是应该以字典的形式呢？理当如此。

  1. >>> def book(author,name):
  2. ...     print "%s is writing %s" % (author,name)
  3. ... 
  4. >>> bars = {"name":"Starter learning Python","author":"Kivi"}
  5. >>> book(**bars)
  6. Kivi is writing Starter learning Python

这种调用函数传值的方式，至少在我的编程实践中，用的不多。不过，不代表读者不用。这或许是习惯问题。

复习

python 中函数的参数通过赋值的方式来传递引用对象。下面总结通过总结常见的函数参数定义方式，来理解参数传递的流程。

def foo(p1,p2,p3,…)

这种方式最常见了，列出有限个数的参数，并且彼此之间用逗号隔开。在调用函数的时候，按照顺序以此对参数进行赋值，特备注意的是，参数的名字不重要，重要的是位置。而且，必须数量一致，一一对应。第一个对象（可能是数值、字符串等等）对应第一个参数，第二个对应第二个参数，如此对应，不得偏左也不得偏右。

  1. >>> def foo(p1,p2,p3):
  2. ...     print "p1==>",p1
  3. ...     print "p2==>",p2
  4. ...     print "p3==>",p3
  5. ... 
  6. >>> foo("python",1,["qiwsir","github","io"])    #一一对应地赋值
  7. p1==> python
  8. p2==> 1
  9. p3==> ['qiwsir', 'github', 'io']
  11. >>> foo("python")
  12. Traceback (most recent call last):
  13.   File "<stdin>", line 1, in <module>
  14. TypeError: foo() takes exactly 3 arguments (1 given)    #注意看报错信息
  16. >>> foo("python",1,2,3)
  17. Traceback (most recent call last):
  18.   File "<stdin>", line 1, in <module>
  19. TypeError: foo() takes exactly 3 arguments (4 given)    #要求 3 个参数，实际上放置了 4 个，报错

def foo(p1=value1,p2=value2,…)

这种方式比前面一种更明确某个参数的赋值，貌似这样就不乱子了，很明确呀。颇有一个萝卜对着一个坑的意味。

还是上面那个函数，用下面的方式赋值，就不用担心顺序问题了。

  1. >>> foo(p3=3,p1=10,p2=222)
  2. p1==> 10
  3. p2==> 222
  4. p3==> 3

也可以采用下面的方式定义参数，给某些参数有默认的值

  1. >>> def foo(p1,p2=22,p3=33):    #设置了两个参数 p2,p3 的默认值
  2. ...     print "p1==>",p1
  3. ...     print "p2==>",p2
  4. ...     print "p3==>",p3
  5. ... 
  6. >>> foo(11)     #p1=11，其它的参数为默认赋值
  7. p1==> 11
  8. p2==> 22
  9. p3==> 33
  10. >>> foo(11,222)     #按照顺序，p2=222,p3 依旧维持原默认值
  11. p1==> 11
  12. p2==> 222
  13. p3==> 33
  14. >>> foo(11,222,333)  #按顺序赋值
  15. p1==> 11
  16. p2==> 222
  17. p3==> 333
  19. >>> foo(11,p2=122)
  20. p1==> 11
  21. p2==> 122
  22. p3==> 33
  24. >>> foo(p2=122)     #p1 没有默认值，必须要赋值的，否则报错
  25. Traceback (most recent call last):
  26.   File "<stdin>", line 1, in <module>
  27. TypeError: foo() takes at least 1 argument (1 given)

def foo(*args)

这种方式适合于不确定参数个数的时候，在参数 args 前面加一个 *，注意，仅一个哟。

  1. >>> def foo(*args):         #接收不确定个数的数据对象
  2. ...     print args
  3. ... 
  4. >>> foo("qiwsir.github.io") #以 tuple 形式接收到，哪怕是一个
  5. ('qiwsir.github.io',)
  6. >>> foo("qiwsir.github.io","python")
  7. ('qiwsir.github.io', 'python')
def foo(**args)

这种方式跟上面的区别在于，必须接收类似 arg=val 形式的。

  1. >>> def foo(**args):    #这种方式接收，以 dictionary 的形式接收数据对象
  2. ...     print args
  3. ... 
  5. >>> foo(1,2,3)          #这样就报错了
  6. Traceback (most recent call last):
  7.   File "<stdin>", line 1, in <module>
  8. TypeError: foo() takes exactly 0 arguments (3 given)
  10. >>> foo(a=1,b=2,c=3)    #这样就可以了，因为有了键值对
  11. {'a': 1, 'c': 3, 'b': 2}

下面来一个综合的，看看以上四种参数传递方法的执行顺序

  1. >>> def foo(x,y=2,*targs,**dargs):
  2. ...     print "x==>",x
  3. ...     print "y==>",y
  4. ...     print "targs_tuple==>",targs
  5. ...     print "dargs_dict==>",dargs
  6. ... 
  8. >>> foo("1x")
  9. x==> 1x
  10. y==> 2
  11. targs_tuple==> ()
  12. dargs_dict==> {}
  14. >>> foo("1x","2y")
  15. x==> 1x
  16. y==> 2y
  17. targs_tuple==> ()
  18. dargs_dict==> {}
  20. >>> foo("1x","2y","3t1","3t2")
  21. x==> 1x
  22. y==> 2y
  23. targs_tuple==> ('3t1', '3t2')
  24. dargs_dict==> {}
  26. >>> foo("1x","2y","3t1","3t2",d1="4d1",d2="4d2")
  27. x==> 1x
  28. y==> 2y
  29. targs_tuple==> ('3t1', '3t2')
  30. dargs_dict==> {'d2': '4d2', 'd1': '4d1'}

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