Python基础教程：函数参数和注解

红太狼 2022-10-10 01:42 208阅读 0赞

**四种参数**

Python函数func定义如下：

def func(first, *args, second="Hello World", **kwargs):
        print(first)
        print(args)
        print(second)
        print(kwargs)
    
    
    func("lisi", "san", py="good")

运行后会输出：

lisi
    ('san',)
    Hello World
    { 'py': 'good'}

它有四种参数：

*  first是定位参数，positional parameter，不可省略。
 *  \*args是可变参数，arguments，存入元组。
 *  second是默认值参数，default argument values，可以省略。
 *  \*\*args是关键字参数，keyword arguments，存入字典。

func函数的调用方式有以下这些：

**1.传入单个定位参数。**

func("lisi")  
    --------------------
    lisi
    ()
    Hello World
    { }

**2.第一个参数后的任意个参数会被\*args捕获，存入一个元组。**

func("lisi", "a", "b", "c")
    ----------------------------
    lisi
    ('a', 'b', 'c')
    Hello World
    { }

**3.没有明确指定名称的关键字参数会被`**`kwargs捕获，存入一个字典。**

func("lisi", j="1", k="2")
    --------------------------------
    lisi
    ()
    Hello World
    { 'j': '1', 'k': '2'}

**4.second只能作为关键字参数传入。**

func("lisi", second="cool")
    --------------------------------
    lisi
    ()
    cool
    { }

**5.定位函数也能作为关键字参数传入。**

func(first="san")
    ----------------------
    san
    ()
    Hello World
    { }

**6.字典前加上`**`，其所有元素作为单个参数传入，同名键会绑定到对应具名参数上，余下的被`**args`捕获。**

my_dict = { "first": "lisi", "location": "cd", "second": "cool", "age": "secret"}
    func(**my_dict)
    -------------------------
    lisi
    ()
    cool
    { 'location': 'cd', 'age': 'secret'}

除了这四种参数，还有一种Python3新增加的仅限关键字参数。

**仅限关键字参数**

仅限关键字参数（keyword-only argument）是Python3的新特性，func函数的second参数就是仅限关键字参数，“仅限”的意思是说，只能通过关键字参数指定，它一定不会捕获未命名的定位参数。

假如把参数位置调整一下定义`another_func`函数：

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    def another_func(first, another_second="Hello World", *args,  **kwargs):
        print(first)
        print(another_second)
        print(args)
        print(kwargs)
    
    
    another_func("lisi", "a", "b", "c")

输出会变成：

lisi
    a  # 注意这里
    ('b', 'c')
    { }

`another_second`不是仅限关键字参数，而只是默认值参数，因为它捕获到了定位参数。

由此得知，定义仅限关键字参数，必须把它放到\*args参数后面，就像func函数一样，反例是`another_func`函数。

还有第二个方法定义仅限关键字参数，在签名中放一个\*：

>>> def f(a, *, b):  # b是仅限关键字参数
    ...    return a, b
    ...
    >>> f(1, b=2)  # 只能传关键字参数
    (1, 2)
    >>> f(1, 2)  # 不能传定位参数
    Traceback (most recent call last):
      File "<input>", line 1, in <module>
    TypeError: f() takes 1 positional argument but 2 were given
    >>> f(1, 2, 3)  # 不能传定位参数
    Traceback (most recent call last):
      File "<input>", line 1, in <module>
    TypeError: f() takes 1 positional argument but 3 were given

仅限关键字参数不一定要有默认值，就像b一样，强制必须传入实参。

**内省中的函数参数**

函数内省的意思是说，当你拿到一个“函数对象”的时候，你可以继续知道，它的名字，参数定义等信息。这些信息可以通过函数对象的属性（一些双下划线的魔法方法）得到。

对于func函数：

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    def func(first, *args, second="Hello World", **kwargs):
        print(first)
        print(second)
        print(args)
        print(kwargs)

和`another_func`函数：

def another_func(first, another_second="Hello World", *args,  **kwargs):
        print(first)
        print(another_second)
        print(args)
        print(kwargs)

`__defaults__`属性

元组，保存着定位参数和关键字参数的默认值。

print(func.__defaults__)  # None
    
    print(another_func.__defaults__)  # ('Hello World',)

`__kwdefaults__`属性

字典，保存仅限关键字参数。

print(func.__kwdefaults__)  # {'second': 'Hello World'}
    
    print(another_func.__kwdefaults__)  # None

`__code__`属性

code对象引用，code对象自身有很多属性，其中包括参数名称。

print(func.__code__.co_varnames)  # ('first', 'second', 'args', 'kwargs')
    
    print(another_func.__code__.co_varnames)  # ('first', 'another_second', 'args', 'kwargs')

另外还可以使用inspect库的signature方法来查看内省中的函数参数：

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    from inspect import signature
    
    print(signature(func))  
    # (first, *args, second='Hello World', **kwargs)

框架和IDE等工具可以使用这些信息验证代码。

**函数注解**

如果刷过力扣算法题，那么对函数注解就不会陌生。比如：

def clip(text:str, max_len:'int > 0'=80) -> str:
        pass

参数:后面是注解表达式，可以用来注解参数类型和约束。如果参数有默认值，注解放在参数名和=号之间。

可以在函数末尾的)和:之间添加->和注解表达式，来对返回值添加注解。

注解表达式可以是任何类型，最常用的类型是类（如str或int）和字符串（如’int > 0’）。

函数注解只是个注解，Python对注解所做的唯一的事情是，把它们存入函数的`__annotations__`属性中：

print(clip.__annotations__)
    #{'text': <class 'str'>, 'max_len': 'int > 0', 'return': <class 'str'>}

Python不做检查，不做强制，不做验证，什么操作都不做！注解只是元数据，可以供框架和IDE等工具使用。

**总结**

本文介绍了Python函数的四种参数：定位参数、可变参数、默认值参数、关键字参数，和第五种Python3新特性参数：仅限关键字参数。拿到一个函数对象后，可以通过函数属性（一些双下划线的魔法方法）查看内省中的参数信息。函数注解是一种元数据，存在`__annotations__`属性中，备注函数的参数和返回值的类型，它只是个注解，Python不会做任何强制检查。