大家好，我是钢铁老豆！新手学习Python函数的定义和调用时，参数列表的理解是关键。今天要分享的是函数定义、调用过程究竟对参数默认值做了什么？为什么你的列表总是被意外修改？

0.函数定义 vs 函数调用

一次定义 (模板)，多次调用 (副本)

• 函数定义：创建函数对象，包含函数体代码、参数列表及默认值 (属性方式)。
• 函数调用：向函数体传递参数，执行函数体代码。

1.形参 vs 实参

• 形参：函数定义时声明的变量名，用于接收传递给函数的值。
• 实参：函数调用时提供的具体值或变量。

def add(a, b):  # a 和 b 是形参
    return a + b

result = add(5, 3)  # 5 和 3 是实参

在这个例子中，a 和 b 是形式参数（形参），它们在函数定义时不具备实际的值，而是在函数调用时，通过实际参数（实参）5 和 3 获得值。

2.参数默认值的意义

当你为函数定义带有默认值的参数时，实际是在定义形参，并为它提供了备选实参（默认值）。这个默认值只在函数定义时计算一次，并存储起来，用作将来调用时可能未提供实参时的备选值。

def print_message(content="Hello, World!"):  # content 是形参，带有默认值 "Hello, World!"
    print(content)

print_message()          # 没有提供实参，使用默认值
print_message("Hi!")     # 提供实参 "Hi!"，覆盖默认值

3.参数默认值的理解

当你为函数定义带有默认值的参数时，参数默认值是作为属性存储在函数对象中的，其引用始终固定不变。

可变对象通常指列表、字典等内部数据可变的类型，不可变对象则指整数、字符串和元组等内部数据不可变的类型。

下面我们通过可变默认值参数的2种修改场景，解释为什么参数默认值的引用其实始终固定不变：

3.1 原位修改

def append_to_list(element, my_list=[]):
    my_list.append(element)
    return my_list

# 调用
print(append_to_list(1))  # 输出 [1]
print(append_to_list(2))  # 输出 [1, 2]

在这个例子中，my_list的默认值在函数定义时创建，并且其引用存储在函数对象的属性中。在函数调用期间，我们使用原位操作而非赋值修改了my_list（添加元素），但我们没有改变my_list的引用，即它仍然指向最初创建的那个默认值列表。

3.2 赋值修改

def append_to_list(element, my_list=[]):
    my_list = [element]  # 重新绑定到一个新列表
    return my_list

# 调用
print(append_to_list(1))  # 输出 [1]
print(append_to_list(2))  # 输出 [2], 并没有 [1, 2]

在这个例子中，每次调用函数时my_list都被重新赋值为一个新的列表。但其实，默认值本身在函数对象中的存储并没有改变，我们只是创建了一个新的列表并将my_list重新指向它，而不是指向默认值。

4.可变默认值 vs 不可变默认值

• 不可变默认值：对于像整数、字符串和元组这类不可变对象，即使它们被用作默认值，每次函数调用时的行为也是相对独立的。修改这些参数通常意味着重新绑定一个新的对象，而不会影响到默认值本身的存储，意味着每次调用默认值都不会改变。
• 可变默认值：对于列表、字典这样的可变对象，情况就完全不同了。如果在函数体代码中原位修改了这个参数，那么修改会被保留下来，并影响到后续所有的调用，意味着每次调用默认值

def append_to_list(element, my_list=[]):
    my_list.append(element)
    return my_list

# 调用
print(append_to_list(1))  # 输出 [1]
print(append_to_list(2))  # 输出 [1, 2], 而不是 [2]

在这个例子中，my_list的修改在函数的每次调用之间是共享的，因为my_list的引用仍然指向默认值，通常这不是我们希望的，因为会导致每次调用都很难预测。那怎么解决这个问题呢？答案就是改用不可变默认值占位，通常我们选语义为空的None值。

def add_to(num, num_list=None):
    if num_list is None:
        num_list = []
    num_list.append(num)
    return num_list

在这个例子中，每次调用add_to时，如果没有提供num_list参数，就会创建一个新的空列表。这样做的好处是每次函数调用都是独立的，函数内部对num_list的修改仅限于当前的调用上下文，不会通过引用默认值而影响到其他调用。

5.完整参考

这些概念在Python官方文档中都有详细讨论，掌握这些知识点可以帮助你更好地理解和利用Python的函数：

函数定义：https://docs.python.org/3/reference/compound_stmts.html#function-definitions

默认参数值：https://docs.python.org/3/tutorial/controlflow.html#default-argument-values

以上就是今天的分享，希望对大家有所帮助！如果觉得有用，不妨点个赞、收藏、留言或关注我吧！每天学习一点Python小知识，这里有你感兴趣的基础、技能、数据、模型和AI。我是钢铁老豆，一个30岁转行IT、自学成为算法工程师、想用AI点亮孩子小小世界的Pythoner。