Python 可变类型作为函数默认参数时的副作用

在 Python 中定义函数时,可以为其指定 默认参数,这样就不必在每次调用函数时都传递参数进去,并且可以简化我们的代码。

在定义函数时,如果使用了 可变类型 来作为函数的 默认参数,往往会产生一些副作用。来看下面一段代码。

def foo(li=[]):
    li.append(1)
    print(li)

foo()
foo()
foo()

你可能想得到如下的结果:

[1]
[1]
[1]

但实际上,结果却是:

[1]
[1, 1]
[1, 1, 1]

根据结果来看,似乎每次的函数调用,li 列表都记录了上一次的调用结果,而并没有使用默认参数 []。但是当我们在每次调用函数时,都传递一个空列表 [] 进去,就不会出现副作用,能够正确得到我们想要的结果。

def foo(li=[]):
    li.append(1)
    print(li)

foo([])
foo([])
foo([])
[1]
[1]
[1]

为什么会产生这样的结果呢?其实这个问题的原因是 Python 中函数的特性所决定的。由于函数也是 对象,而 对象 可以有自己的属性,所以函数也有自己的属性。

foo 函数被创建时,它的 默认参数 就已经被保存在它的 __defaults__ 属性中了。而函数只会被创建一次,以后每次执行 foo() 的时候,都只会调用函数,并不会去重新创建一个函数。所以函数的 默认参数 也只会计算一次,无论之后被调用多少次,默认参数 始终都是同一个 对象

我们用 id() 函数打印出默认参数的内存地址就能够看出来。

def foo(li=[]):
    li.append(1)
    print(li, id(li))

foo()
foo()
foo()
[1] 48904632
[1, 1] 48904632
[1, 1, 1] 48904632

可以看出,三次调用函数后,其内部打印的 li 地址是相同的,所以它们其实是同一个 对象

知道了问题的原因,那么如果解决它呢?我们可以用 None 来作为函数的 默认参数,在调用 foo 函数时,在函数体内部可以通过判断 li 是否为 None 来决定是否需要使用 默认值。这样,当调用 foo() 函数并且没有传递参数时,再给 li 赋一个 默认值 即可。

def foo(li=None):
    if li is None:
        li = []
    li.append(1)
    print(li)

foo()
foo()
foo()
[1]
[1]
[1]

这样既不用担心 可变类型 作为函数 默认参数 时的副作用,也不用在每次调用 foo 函数时都传递一个参数进去,能够很好的解决这个问题。

所以,当我们给函数定义 默认参数 时,应该尽量使用 不可变类型 以免产生意想不到的副作用。当然,除非你明确知道你需要用 可变类型 的特性来达到某些目的。

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