如何在 Python 函数中设置默认参数值？

在 Python 函数中设置默认参数值是一种便捷的方式，可以为参数分配一个默认值，当调用函数时没有为该参数提供任何实参时，将使用该默认值。此功能通过允许函数具有可选参数，而无需调用者每次都显式提供它们的值，从而增强了代码的灵活性和可读性。通过指定默认参数值，您可以简化代码并使其更简洁，尤其是在某些参数值经常使用时。这种方法在 Python 编程中广泛用于创建适应各种场景的函数，同时保持函数调用的简单性。

Python 函数是执行代码中需要多次运行的逻辑的基本工具。这些函数接受称为实参的输入，这些实参允许您自定义其行为。Python 的强大功能之一是能够为这些实参定义默认值，从而提供灵活性并简化函数调用。

创建函数时，可以为其参数设置默认值。这意味着，如果您在调用函数时未提供特定值，Python 将自动使用您指定的默认值。此功能对于使您的函数更通用且更易于使用特别有用，而无需每次都显式传递所有实参。

在 Python 中定义这些默认值的方法直接但独特。您使用语法 parameter_name=value 为参数分配默认值。此赋值确保如果函数调用期间未提供其他值，函数将使用提供的默认值。这是一个小细节，但它可以显著增强代码的功能性和可读性。

通过利用默认实参值，您可以编写更简洁、更高效的代码。这种方法允许更大的灵活性，并减少了重复实参规范的需要，使您的函数更易于在不同上下文中维护和使用。

Python 中的函数

Python 中的函数封装了一组指令以执行特定任务，从而促进代码重用和模块化。使用 def 关键字定义，函数具有名称、括号内的可选参数以及标题下缩进的函数体。函数可以使用 return 语句返回结果，从而实现动态输出。函数是一段代码块，仅在您调用时运行。您可以使用参数将信息传递给函数，函数可以将信息作为结果发送回给您。

示例

让我们通过一个示例来探索 Python 中的函数是什么。

代码

输出

Hello World

代码解释

1. 函数定义

• def function(): 此行定义了一个名为 function 的函数。在 Python 中，def 是用于定义函数的关键字，后跟函数名（在本例中为 function）和一对括号 ()。
• 末尾的冒号 : 表示以下缩进的代码块是函数的主体。

2. 函数体

• print("Hello World")
• 此行是函数的主体。它包含一个语句，该语句将字符串 "Hello World" 打印到控制台。
• Python 中的 print 函数将指定的消息输出到屏幕。在这里，"Hello World" 是一个字符串文字，将在调用函数时显示。

3. 函数调用

• function()
• 此行调用前面定义的函数。当您调用函数时，函数体内的代码将执行。
• 在这种情况下，调用 function() 将执行函数内的 print("Hello World") 语句，导致 "Hello World" 被打印到控制台。

总结一下，此代码定义了一个名为 function 的函数，该函数在调用时打印 "Hello World"。然后调用该函数，导致 "Hello World" 被打印到屏幕上。

Python 函数中的实参

函数可以接收各种数据片段，称为实参。定义函数时，您在其名称后加上括号，其中列出这些实参。您可以通过用逗号分隔来添加多个实参。例如，在以下情况下，函数只接受一个实参 (fname)。当您调用函数时，您将一个名字传递给它，然后函数使用该名字打印出全名。

在 Python 中，函数是编写模块化和可重用代码的基本方面。它们允许您封装功能并在需要时调用它。定义函数的关键部分是指定其参数，这些参数是函数可以接受以执行其任务的输入。让我们深入了解 Python 中各种类型的函数参数。

示例

代码

输出

Hello, Hello! You are 21 years old.

代码解释

1. 函数定义

• 函数 greet 用两个参数定义：name 和 age。

2. 函数体

• 函数内部有一个 print 语句。
• print 语句使用 f 字符串（格式化字符串）创建一条消息，其中包含 name 和 age 的值。

3. 字符串格式化

• f 字符串 f"Hello, {name}! You are {age} years old." 动态地将 name 和 age 的值插入到字符串中。
• {name} 将替换为作为 name 实参传递的值。
• {age} 将替换为作为 age 实参传递的值。

4. 函数调用

• 函数 greet 使用实参 "Hello" 和 21 调用。
• "Hello" 传递给 name 参数。
• 21 传递给 age 参数。

5. 输出

• 当 greet("Hello", 21) 执行时，函数内的 print 语句运行。
• f 字符串生成消息 "Hello, Hello! You are 21 years old."。
• 此消息被打印到控制台。
• 函数 greet 使用提供的名称和年龄打印问候消息。
• 当用 "Hello" 和 21 调用时，它打印：Hello, Hello! You are 21 years old.

带默认实参的函数

在 Python 函数中，默认实参是在调用函数时没有为某些实参提供特定值时使用的实参。Python 在处理语法和为函数实参设置默认值方面有独特的方法。当您为函数实参定义默认值时，这意味着如果您在调用函数时没有提供值，该实参将自动使用该值。您通过使用等号 (=) 以 keywordname=value 的格式分配这些默认值。

示例 1

让我们看一个使用默认参数的基本 Python 函数作为示例。

代码

输出

Hello, world

代码解释

此代码定义了一个名为 function 的 Python 函数。以下是它的功能概述：

1. 函数定义

• def function(name="world"): 此行定义了一个名为 function 的函数。它带有一个参数 name，其默认值为 "world"。
• 这意味着如果调用函数时未提供任何实参，它将默认为打印 "Hello, world"。

2. 函数体

• print("Hello,", name)
• 在函数内部，它打印 "Hello,"，后跟 name 的任何值。如果调用函数时未提供 name，它将默认为 "world"。

3. 函数调用

• function(): 此行在不传递任何实参的情况下调用函数。由于未提供任何实参，它将由于 name 的默认值而打印 "Hello, world"。
• 解释： 此代码本质上定义了一个打印问候语的函数。如果您在调用函数时提供一个名称，它将打印 "Hello, [name]"。如果您在不提供名称的情况下调用函数，它将默认打印 "Hello, world"。

示例 2

该脚本定义了一个名为 find_square() 的函数，其默认实参为一个整数。默认情况下，该整数设置为 2。该函数计算并返回给定整数的平方。

如果您不带任何实参调用 find_square() 函数，它将使用默认值 2 并返回 2 的平方，即 4。但是，如果您向函数传递实参，它将返回该值的平方。

例如，如果我们调用 find_square(10)，函数将返回 10 的平方，即 100。

代码

输出

1000

代码解释

提供的代码定义了一个名为 cube 的函数，该函数计算给定整数的立方。以下是代码的每个部分的解释：

1. 函数定义

• def cube(integer1=2)

此行定义了一个名为 cube 的函数，该函数带有一个可选参数 integer1，默认值为 2。如果调用函数时未传递任何实参，则 integer1 将默认为 2。

• 计算立方

在函数内部，integer1 的立方通过将 integer1 乘以自身三次（integer1 的 3 次幂）来计算。

此计算的结果存储在名为 result 的变量中。

• 返回结果

函数返回计算结果。

• 调用函数并打印结果

在这里，cube 函数以实参 10 调用。这意味着 integer1 将在此函数调用中设置为 10。

函数计算 10 * 10 * 10，等于 1000，并返回此值。

返回值 (1000) 赋值给变量 result。

最后，print(result) 将 result 的值输出到控制台，即 1000。

函数 cube 计算给定数字的立方。

函数以实参 10 调用。

结果 (1000) 被打印到控制台。

示例 3

代码

输出

[12]
[43]

代码解释

• 默认实参 (data=[]): 定义函数时，data 的默认值是一个空列表 []。
• 追加到 data: 在函数内部，1 被追加到 data 中。
• 返回 data: 然后返回修改后的 data。
• 第一次调用： function() 在不带任何实参的情况下调用。由于 data 默认为空列表 []，因此追加 1，使 data 现在为 [1]。此列表被返回。
• 第二次调用： function() 再次调用。然而，默认实参 data 没有重新初始化为 []。相反，它保留了上次调用的状态。因此，1 被追加到现有列表 [1] 中，使 data 现在为 [1, 1]。此列表被返回。
  使用可变默认实参（如列表）意味着在所有未提供显式实参的函数调用中，都使用相同的列表实例。这可能导致意外行为，如示例中所示，列表在函数调用之间累积值。
• 默认实参 (foo=None): 定义函数时，foo 的默认值为 None。
• 检查并初始化 foo: 在函数内部，它检查 foo 是否为 None。如果为 True，它将 foo 初始化为空列表 []。
• 追加到 foo: 元素被追加到 foo 中。
• 返回 foo: 然后返回修改后的 foo。
• 第一次调用： append2(12) 以 element=12 和 foo=None (默认) 调用。由于 foo 为 None，它被初始化为 []。然后，追加 12，使 foo 现在为 [12]。此列表被返回并打印：[12]。
• 第二次调用： append2(43) 以 element=43 和 foo=None (默认) 调用。同样，由于 foo 为 None，它被初始化为 []。然后，追加 43，使 foo 现在为 [43]。此列表被返回并打印：[43]。

使用 None 作为 foo 的默认值，并结合函数内部的条件初始化，确保为每次 append2 调用创建一个新列表。这避免了 function(data=[]) 示例中出现的问题，即在调用之间共享单个列表实例。

function(data=[]) 展示了使用可变默认实参的潜在陷阱，导致状态在函数调用之间共享。

append2(element, foo=None) 展示了一种更安全的模式，其中 None 用作默认值，如果 foo 为 None，则在函数内部创建一个新列表，确保在调用之间不共享状态。

多个默认实参

在 Python 中，您可以设置函数以具有默认实参。这意味着如果您在调用函数时未提供这些实参的值，Python 将使用您指定的默认值。

示例

例如，考虑一个旨在添加两个数字的函数。如果您未提供一个或两个数字，函数将使用其默认值执行加法。

让我们看一个具体的例子。假设我们有一个添加两个数字的函数，并且我们将这些数字的默认值设置为 21 和 17。如果您在不提供任何数字的情况下调用此函数，它将自动使用 21 和 17 进行计算。同样，如果您只提供一个数字，函数将使用缺失数字的默认值。

代码

输出

38

代码解释

提供的代码定义了一个名为 integers 的 Python 函数，该函数带有两个可选参数 int1 和 int2，默认值分别为 21 和 17。该函数计算这两个参数的和并返回结果。让我们一步一步地分解代码：

• 函数定义： 函数 integers 用两个参数 int1 和 int2 定义，它们的默认值分别为 21 和 17。
• 计算和： 在函数内部，int1 和 int2 的和被计算并存储在变量 result 中。

result = int1 + int2

• 返回结果： 函数返回计算的和。

return result

• 调用函数： 函数 integers 在不带任何实参的情况下调用。由于未提供任何实参，因此使用了 int1 和 int2 的默认值（21 和 17）。

result = integers()

• 打印结果： 打印函数调用返回的结果。

print(result)

• 函数 integers 添加两个数字 int1 和 int2。
• 默认情况下，int1 为 21，int2 为 17。
• 当不带实参调用 integers() 时，它使用默认值。
• 计算 21 和 17 的和，即 38。
• 结果 38 由函数返回。
• 返回的结果 (38) 存储在变量 result 中，然后打印出来。

在 Python 函数中设置默认参数值的优点

在 Python 函数中设置默认参数值有以下几个优点：

1. 灵活性

默认参数值通过允许函数用更少的实参调用来增强函数的灵活性。这种灵活性在处理具有可选参数的函数时特别有用。用户可以选择只为他们想要自定义的参数提供值，而让其他参数使用其默认值。例如，在生成绘图的函数中，可以为绘图标题、轴标签或线条样式提供默认值，但用户可以根据需要覆盖它们。

2. 可读性

通过在函数签名中显式定义默认参数值，代码变得更具可读性和自解释性。读者可以快速掌握哪些参数是可选的，以及如果未明确指定它们将采用哪些值。这种清晰度提高了代码的理解，尤其是在其他开发人员需要理解和修改代码的协作或维护场景中。

3. 减少代码重复

默认参数值通过消除对重复代码模式的需求来帮助减少代码冗余。开发人员不必为不同的场景定义单独的函数，而是可以使用默认参数在单个函数中处理变体。这种方法促进了代码的可重用性和可维护性，因为它避免了在多个函数中重复逻辑。

4. 简化 API

具有默认参数值的函数提供了一个更简单、更直观的应用程序编程接口 (API)。用户可以专注于提供必要的输入，而其余的则依赖于默认值。这种 API 的简化降低了用户的认知负荷，使他们更容易与函数交互，并减少了函数调用中发生错误的可能性。

5. 向后兼容性

为现有函数添加默认参数值可确保向后兼容性，而不会破坏现有代码。用户可以像以前一样继续调用函数，同时仍然可以选择利用新的默认值（如果需要）。这种向后兼容性对于维护稳定性并确保在更新代码库时顺利过渡至关重要。

通过利用默认参数值，Python 开发人员可以创建更通用和用户友好的函数，从而产生更简洁、更高效的代码库，并提高可读性和可维护性。

在 Python 函数中设置默认参数值的缺点

虽然在 Python 函数中设置默认参数值有很多优点，但也有一些潜在的缺点需要考虑：

1. 隐藏依赖

默认参数值会模糊函数中的依赖关系。当参数具有默认值时，如果不显式提供这些参数，可能无法立即看出正在使用哪些值。这种缺乏清晰度会使开发人员难以理解函数的行为，从而导致混淆和潜在的错误。

2. 可变默认值

Python 的默认参数值仅在函数定义时评估一次，而不是每次调用函数时都评估。如果默认值是可变的，例如列表或字典，那么在函数中对其进行的修改将在多个函数调用中持久存在。这种行为可能导致意外的副作用和错误，特别是如果开发人员不了解它。

3. 缺乏明确性

虽然默认参数值可以使函数调用更简洁，但它们也可能降低函数调用的明确性。开发人员可能会假定某些参数将使用其默认值而无需显式提供它们，这可能导致对代码行为的误解或错误。这种缺乏明确性会使代码更难理解，特别是对于不熟悉函数实现的开发人员而言。

4. 潜在的性能开销

具有复杂默认参数值的函数可能会产生性能开销，因为在定义函数时评估这些值需要额外的时间。虽然这种开销对于大多数应用程序来说通常是最小的，但在性能关键型场景或定义具有计算密集型默认值的函数时，它可能会变得显著。开发人员在使用默认参数值时需要考虑代码简洁性和性能影响之间的权衡。

5. 测试困难

测试具有默认参数值的函数可能更具挑战性。由于函数可以通过默认值和显式提供的参数值的各种组合调用，因此测试需要覆盖广泛的场景以确保全面的测试覆盖率。这种测试复杂性会增加编写和维护测试套件所需的时间和精力，从而可能影响开发生产力。

6. 兼容性问题

在现有函数中引入或修改默认参数值可能会破坏与依赖于先前默认值的代码的兼容性。这对于公共 API 尤其重要，因为默认参数值的更改可能会影响下游用户。需要仔细考虑和沟通，以最大限度地降低兼容性问题的风险，并确保在更新代码库时为用户顺利过渡。

虽然默认参数值可以提高代码的可读性和灵活性，但务必注意这些潜在缺点，并根据项目的具体要求和限制明智地使用它们。适当的文档、测试和沟通是减轻 Python 函数中默认参数值相关风险的关键。

在 Python 函数中设置默认参数值的应用

在 Python 函数中设置默认参数值在各种场景中提供了灵活性和便利性。以下是一些常见的应用：

1. 可选参数

• 默认参数值允许您定义函数调用可选的参数。当您有函数参数不总是需要指定时，这很有用。
• 通常，函数需要适应不同的用例或配置。通过设置默认参数值，您可以使某些参数可选。用户可以为这些参数提供值，如果他们想自定义函数行为，但不需要这样做。
• 当您有具有合理默认行为的函数时，这特别方便，用户可能不想在每次调用函数时都指定所有参数。

例如，在 greet() 函数中，为问候消息提供默认值允许用户简单地传递名称，如果他们对默认问候感到满意，从而省去了他们每次都指定它的麻烦。

示例

输出

Hello, Alice!
Hello, Alice!

2. 可配置函数

• 默认参数使您能够创建根据输入参数表现不同的函数，而无需用户在每次调用函数时都指定所有参数。
• 默认参数使您能够创建根据输入参数表现不同的函数，而无需用户在每次调用函数时都指定所有参数。
• 这对于您希望提供行为灵活性的函数很有用。例如，在 power() 函数中，用户可以计算不同指数的幂，而无需在每次调用函数时都定义指数。

示例

输出

9
27

3. 避免 None 错误

• 默认参数值可以通过提供合理的默认行为来帮助避免由 None 值引起的错误。
• 默认参数值通过提供备用行为来帮助防止由 None 值引起的错误。
• 当您想处理用户可能未明确提供某些参数的情况时，这很有价值。

例如，在处理数据并应用阈值的函数中，设置默认阈值有助于确保函数即使在用户未明确提供阈值时也能按预期运行。

示例

输出

Low
High

4. 缓存和记忆

• 默认参数可用于在递归函数中缓存先前计算的值，通过避免冗余计算来提高性能。
• 记忆是一种通过缓存先前计算的结果来优化函数的技术。默认参数可用于创建在函数调用之间持久存在的记忆字典。
• 这对于可能多次重复相同计算的递归函数很有利。

例如，在计算斐波那契数的 fib() 函数中，您可以使用默认参数来存储先前计算的斐波那契数，通过避免冗余计算来提高性能。

示例

输出

55

5. API 设计

• 默认参数可用于设计清晰直观的 API，用户可以在需要时提供其他选项，但如果不需要，可以依赖合理的默认值。
• 精心设计的 API 在灵活性和简单性之间取得了平衡。默认参数允许您设计具有合理默认值的函数，同时仍提供自定义选项。
• 这对于创建直观易用的 API 很重要，用户可以依赖默认行为，但可以根据需要灵活自定义。

例如，在绘制数据的函数中，颜色、线条样式和标记样式的默认参数确保用户可以快速生成具有合理样式的绘图，而无需指定所有细节。

示例

6. 函数重载

• Python 不像其他一些语言那样支持函数重载，但您可以使用默认参数值来定义函数的多个版本，从而实现类似的行为。
• Python 不像其他一些语言那样根据参数类型支持函数重载。但是，您可以使用默认参数值来定义函数的多个版本来模拟类似的行为。
• 当您希望单个函数根据提供的参数处理不同的情况时，这很有用。

例如，在计算形状面积的函数中，您可以根据形状参数定义不同的行为，并使用默认参数来处理不同的形状类型，而无需单独的函数名称。

示例

输出

78.5
12

这些只是在 Python 函数中默认参数值有用的一些示例。它们提供了灵活性，提高了代码可读性，并使创建更通用和可重用的函数成为可能。

结论

总之，在 Python 函数中设置默认参数值是一种强大的技术，可以增强代码的灵活性、可读性和可维护性。通过明智地使用默认参数值，开发人员可以简化代码，减少冗余，并创建更通用的函数。

在 Python 中，默认参数值是在函数定义期间分配的。当调用函数时没有为所有参数提供值时，那些具有默认值的参数会自动用其预定义的值初始化。此功能允许开发人员定义具有合理默认值的函数，同时仍提供自定义选项。

设置默认参数值时要考虑的一个关键方面是可变对象（如列表、字典或集合）的评估。由于可变对象存储在内存中并且可以修改，因此将它们定义为默认参数可能导致意外行为。为了降低这种风险，建议使用字符串、数字或元组等不可变对象作为默认参数值，或者，使用 None 作为默认值，并在函数体中显式处理默认对象的创建。

此外，默认参数值可以使用位置参数、关键字参数或两者的组合来指定。位置参数按照它们在函数签名中出现的顺序定义，而关键字参数则通过名称指定。这种灵活性允许各种参数传递策略，适应不同的使用场景和编码风格。

在设计具有默认参数值的函数时，平衡便利性和清晰度至关重要。虽然默认参数可以通过减少对显式参数的需求来简化函数调用，但过度使用默认值会使函数的行为不够透明且难以理解。因此，明智地使用默认参数值是审慎的，尽可能选择清晰性和表达性。

总之，掌握在 Python 中设置默认参数值的艺术使开发人员能够编写更简洁、更具适应性和可维护性的代码。通过有效利用此功能，Python 程序员可以提高生产力，并创建既优雅又健壮的软件解决方案。