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可視化數(shù)據(jù)結構以及算法演示工具

開發(fā) 前端
為了實現(xiàn)代碼的重用,避免重復造輪子,通常我們會將一段常用的代碼邏輯封裝為函數(shù),這樣就可以實現(xiàn)代碼的一處編寫,多處調用。

今天筆者將向大家分享Python函數(shù)中應該避免的一個小細節(jié)。

為了實現(xiàn)代碼的重用,避免重復造輪子,通常我們會將一段常用的代碼邏輯封裝為函數(shù),這樣就可以實現(xiàn)代碼的一處編寫,多處調用。

在函數(shù)設計和編寫中,常常會用到默認值參數(shù),即在函數(shù)定義的時候就給定默認值。調用函數(shù)的時候,如果不給默認值參數(shù)傳遞值,則它將使用函數(shù)定義時設定的默認值。

本文要提醒大家的是,參數(shù)的默認值最好不要為可變類型,比如,x=[]。雖然這在Python的語法上是合法的,但合法的東西并不一定是好東西。比如,生活中你無故對陌生人作出無禮的行為,雖然不違法,但可能帶來意想不到的后果。

def my_func(lst: List[str] = []):
    # do something

在程序的世界中也是類似的道理。在Python函數(shù)中可變默認參數(shù)是合法的——我們可以運行上面這樣的代碼,并且Python也是允許的。然而,這并不是一個好的實踐,也并不推薦這樣做。

1. 可變性和不可變性的含義

可變性Mutability):

如果一個數(shù)據(jù)結構在創(chuàng)建后可以修改,那么它就是可變的。在Python中,像列表(List)、字典(Dict)和集合(Set)這樣的數(shù)據(jù)類型都是可變數(shù)據(jù)結構。

不可變性Immutability):

與可變性相反,如果一個數(shù)據(jù)結構在創(chuàng)建之后不可更改,那么它就是不可變的。在Python中,像整數(shù)、浮點數(shù)、布爾型、字符串、None、元組(tuple)和凍結集合(fozensets)這樣的數(shù)據(jù)類型都是不可變的。

2. 為什么要使用默認參數(shù)?

def say_hello(obj: str, greeting: str='Hello') -> None:
    print(f'{greeting}, {obj}!')

if __name__ == '__main__':
    say_hello(obj='World')  # Hello, World!
    say_hello(obj='World', greeting='Honey')    # Honey, World!

在上面的函數(shù)中,greeting 就是一個默認參數(shù)。在調用函數(shù)時,如果我們不給 greeting 傳值,那么它將采用默認值 Hello。如果我們給它傳遞了值,那它就會接受我們傳遞的值。

因此,如果我們可以接受默認參數(shù)的默認值,在函數(shù)調用時就可以選擇不傳遞默認參數(shù),例如將上面示例中的 greeting 參數(shù)值設為 Hello。當函數(shù)中某個參數(shù)的值多數(shù)情況下不變時,就可以采用默認參數(shù),比如一個讀取文件的函數(shù),如果文件路徑一般不會改變,那就可以將其設置為默認參數(shù)。

3. 為什么不推薦使用可變默認參數(shù)呢?

def my_func(fruits: List[str] = []):
    fruits.append('apple')
    return fruits

這里,我們有一個接受 fruits 作為參數(shù)的函數(shù) my_func,該函數(shù)會將 apple 追加到列表中,然后返回列表。

  • fruits 是一個默認參數(shù)。
  • 如果我們給 fruits 傳遞東西,它就會接受該值。
  • 如果我們不 fruits 傳遞東西,它就會使用默認值 []。
a = my_func(['banana'])
print(a)    # ['banana', 'apple']

這里,我們給 fruits 傳遞了內容,調用函數(shù)時,它將取值 banana,然后返回 ['banana', 'apple']。

a = my_func()
print(a)    # ['apple']

如果我們不向 fruits 傳遞任何內容,那么 fruits 將使用默認值 [],函數(shù)將返回 ['apple']。

4. 那么問題來了

print(my_func())    # ['apple']
print(my_func())    # ['apple', 'apple']
print(my_func())    # ['apple', 'apple', 'apple']

如果我們在不給 fruits 傳遞任何內容的前提下,多次調用函數(shù),就會發(fā)生很奇怪的事。

  • 第一次調用 my_func(),fruits 被賦值給 [],而函數(shù)體中的 fruits.append('apple') 則會使它變成 ['apple']。
  • 第二次調用 my_func(),此時 fruits 的值為 ['apple']。我們再次執(zhí)行 fruits.append('apple'),fruits 的值就變成了 ['apple', 'apple']。
  • 第三次調用 my_func(),此時 fruits 的值為 ['apple', 'apple']。再次執(zhí)行 fruits.append('apple') 后,fruits 的值就變成了 ['apple', 'apple', 'apple']。

5. 為什么會發(fā)生這種情況呢?

from typing import List

def my_func(fruits: List[str] = []) -> List[str]:
    fruits.append('apple')
    return fruits
    
if __name__ == '__main__':
    print(my_func())    # ['apple']
    print(my_func())    # ['apple', 'apple']
    print(my_func())    # ['apple', 'apple', 'apple']

原因是:當我們定義函數(shù) my_func() 時,Python解釋器只會讀取 fruits: List[str] = [] 一次。

如果我們執(zhí)行 fruits.append('apple') 或其他行為,對 fruits 的這一改變將會保留在函數(shù)中,因為 fruits 不會再被賦值給 []。

6. 那么應該如何避免這種情況呢?

只需要將 fruits: List[str] = [] 的默認值修改為 None(不可變數(shù)據(jù)類型),并且在函數(shù)體中對 fruits 做一個是否為 None 的判斷即可。

from typing import List

def my_func(fruits: List[str] = None) -> List[str]:
    if fruits is None:
        fruits = []
    fruits.append('apple')
    return fruits
    
if __name__ == '__main__':
    print(my_func())    # ['apple']
    print(my_func())    # ['apple']
    print(my_func())    # ['apple']
  • 在函數(shù)定義中,我們將默認參數(shù) fruits 的默認值設為不可變值 None。
  • 然后,我們判斷 fruits 是否為 None, 即 if fruits is None:,如果是則將其賦值給 []。

通過這種方式,就不會像使用可變默認參數(shù)那樣產(chǎn)生奇怪的副作用(不期望的結果)。雖然這樣使得代碼變得更長,但為了確保邏輯的正確性,這是必須要做的事。

7. 結論

今天的分享到此結束,感謝你的閱讀,希望這些淺顯易懂的內容對你有所幫助!

責任編輯:華軒 來源: 數(shù)據(jù)派探險家
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