函数的参数

定义函数的时候，我们把参数的名字和位置确定下来，函数的接口定义就完成了。对于函数的调用者来说，只需要知道如何传递正确的参数，以及函数将返回什么样的值就够了，函数内部的复杂逻辑被封装起来，调用者无需了解。

Python 的函数定义非常简单，但灵活度却非常大。除了正常定义的必选参数外，还可以使用默认参数、可变参数和关键字参数，使得函数定义出来的接口，不但能处理复杂的参数，还可以简化调用者的代码。

我们先写一个计算 x² 的函数：

def power(x): 
	return x * x

对于 power(x)函数，参数 x 就是一个位置参数。当我们调用 power 函数时，必须传入有且仅有的一个参数 x：

>>> power(5) 
25 
>>> power(15) 
225

现在，如果我们要计算 x3怎么办？可以再定义一个 power3 函数，但是如果要计算 x4、x5……怎么办？我们不可能定义无限多个函数。你也许想到了，可以把 power(x)修改为 power(x, n)，用来计算 xn，说干就干：

def power(x, n): 
	s = 1 
	while n > 0: 
  	n = n - 1 
  	s = s * x 
return s

对于这个修改后的 power(x, n)函数，可以计算任意 n 次方：

>>> power(5, 2) 
25 
>>> power(5, 3) 
125

修改后的 power(x, n)函数有两个参数：x 和 n，这两个参数都是位置参数，调用函数时，传入的两个值按照位置顺序依次赋给参数x 和 n。

默认参数

新的 power(x, n)函数定义没有问题，但是，旧的调用代码失败了，原因是我们增加了一个参数，导致旧的代码因为缺少一个参数而无法正常调用：

>>> power(5) 
Traceback (most recent call last): 
File "<stdin>", line 1, in <module> 
TypeError: power() missing 1 required positional argument: 'n'

Python 的错误信息很明确：调用函数 power()缺少了一个位置参数 n。这个时候，默认参数就排上用场了。由于我们经常计算 x

2，所以，完全可以把第二个参数 n 的默认值设定为 2：

def power(x,2):
    s=1
    while n > 0 :
        n = n-1
        s = s * x
    return s

这样，当我们调用 power(5)时，相当于调用 power(5, 2)：

>>> power(5) 
25 
>>> power(5, 2) 
25

而对于 n > 2 的其他情况，就必须明确地传入 n，比如 power(5, 3)。从上面的例子可以看出，默认参数可以简化函数的调用。设置默认参数时，有几点要注意：

一是必选参数在前，默认参数在后，否则 Python 的解释器会报错（思考一下为什么默认参数不能放在必选参数前面）；

二是如何设置默认参数。当函数有多个参数时，把变化大的参数放前面，变化小的参数放后面。变化小的参数就可以作为默认参数。

使用默认参数有什么好处？

最大的好处是能降低调用函数的难度。

举个例子，我们写个一年级小学生注册的函数，需要传入 name 和 gender

两个参数：

def enroll(name, gender): 
  print('name:', name) 
  print('gender:', gender)

这样，调用 enroll()函数只需要传入两个参数：

>>> enroll('Sarah', 'F') 
name: Sarah 
gender: F

如果要继续传入年龄、城市等信息怎么办？这样会使得调用函数的复杂度大大增加。我们可以把年龄和城市设为默认参数：

def enroll(name, gender, age=6, city='Beijing'): 
  print('name:', name) 
  print('gender:', gender) 
  print('age:', age) 
  print('city:', city)

这样，大多数学生注册时不需要提供年龄和城市，只提供必须的两个参数：

>>> enroll('Sarah', 'F') 
  name: Sarah 
  gender: F 
  age: 6 
  city: Beijing

只有与默认参数不符的学生才需要提供额外的信息：

enroll('Bob', 'M', 7) 
enroll('Adam', 'M', city='Tianjin')

可见，默认参数降低了函数调用的难度，而一旦需要更复杂的调用时，又可以传递更多的参数来实现。无论是简单调用还是复杂调用，函数只需要定义一个。

有多个默认参数时，调用的时候，既可以按顺序提供默认参数，比如调用 enroll('Bob', 'M', 7)，意思是，除了 name，gender 这两个参数外，最后 1 个参数应用在参数 age 上，city 参数由于没有提供，仍然使用默认值。

也可以不按顺序提供部分默认参数。当不按顺序提供部分默认参数时，需要把参数名写上。比如调用 enroll('Adam', 'M', city='Tianjin')，意思是，city 参数用传进去的值，其他默认参数继续使用默认值。

默认参数很有用，但使用不当，也会掉坑里。默认参数有个最大的坑，

演示如下：

先定义一个函数，传入一个 list，添加一个 END 再返回：

def add_end(L=[]):
    L.append('END')
    return  L

当你正常调用时，结果似乎不错：

>>> add_end([1, 2, 3]) 
[1, 2, 3, 'END'] 
>>> add_end(['x', 'y', 'z']) 
['x', 'y', 'z', 'END']

当你使用默认参数调用时，一开始结果也是对的：

>>> add_end() 
['END']

但是，再次调用 add_end()时，结果就不对了：

>>> add_end() 
['END', 'END'] 
>>> add_end() 
['END', 'END', 'END']

很多初学者很疑惑，默认参数是[]，但是函数似乎每次都“记住了”上次添加了'END'后的 list。

原因解释如下： Python 函数在定义的时候，默认参数 L 的值就被计算出来了，即[]，因为默认参数 L 也是一个变量，它指向对象[]，每次调用该函数，如果改变了 L 的内容，则下次调用时，默认参数的内容就变了，不再是函数定义时的[]了。

所以，定义默认参数要牢记一点：默认参数必须指向不变对象！要修改上面的例子，我们可以用 None 这个不变对象来实现：

def add_end(L=None): 
  if L is None: 
    L = [] 
    L.append('END') 
  return L

现在，无论调用多少次，都不会有问题：

>>> add_end() 
['END'] 
>>> add_end() 
['END']

为什么要设计 str、None 这样的不变对象呢？因为不变对象一旦创建，对象内部的数据就不能修改，这样就减少了由于修改数据导致的错误。

此外，由于对象不变，多任务环境下同时读取对象不需要加锁，同时读一点问题都没有。我们在编写程序时，如果可以设计一个不变对象，那就尽量设计成不变对象。