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關于Python中*args和**kwargs的深入理解

1. 理解 * 和 **

Python的賦值語句可以解包將可迭代元素剝離出來

In [6]: a, b, c = [1, 2, 3]
In [7]: a
Out[7]: 1
In [8]: b
Out[8]: 2
In [9]: c
Out[9]: 3

賦值語句可以理解為 a, b, c = [a, b, c] = [1, 2, 3], 將變量a, b, c與目標列表中的數據進行對應.

Python中 * 和 ** 可以理解成一個特殊的解包語法. 將可迭代的對象列表字典等, 獲取其中的內容.

將 * 應用到賦值語句中, 可以解包多個數據對應到一個列表變量.

In [10]: a, *other = [1, 2, 3, 4]
In [11]: a
Out[11]: 1
In [12]: other
Out[12]: [2, 3, 4]
 
In [13]: a, *middle, x = [1, 2, 3, 4]
In [14]: middle
Out[14]: [2, 3]

結合 print 函數理解解包, 第二個print(*['a', 'b', 'c', 'd']) 使用*號將列表解包后, 相當于print('a', 'b', 'c', 'd')

In [15]: print(['a', 'b', 'c', 'd'])
['a', 'b', 'c', 'd']
 
In [16]: print(*['a', 'b', 'c', 'd'])
a b c d

2.Python函數的參數

Python函數的傳參, 支持兩種方式, 一種是基于位置傳遞(Positional Arguments), 一種是基于變量名稱傳遞(Keyword Arguments).

比如定義一個函數func 接受4個參數

In [1]: def func(a, b, c, d):
   ...:    print(a, b, c, d)

可以基于位置傳參, (1, 2, 3, 4)根據位置順序分別賦值給參數a, b, c, d.

In [2]: func(1, 2, 3, 4)
1 2 3 4

也可以基于變量名傳遞參數, 指定(d=1, c=2, b=3, a=4)分別賦值給對應變量, keyword argument可以亂序

In [3]: func(d=1, c=2, b=3, a=4)
4 3 2 1

或者混合兩種參數格式, 組合位置參數和關鍵字參數. 注意這時不能重復賦值, 即已經傳遞了位置參數, 不能再通過關鍵字傳參.

In [4]: func(1, 2, d=3, c=4)
1 2 4 3
 
In [5]: func(1, 2, a=3, c=4)
TypeError: func() got multiple values for argument 'a'

3. 支持任意參數的函數 *args, **kwargs

然后就是我們查看源碼時經常看到的語法, *args, **kwargs. 可以看到arg和kwarg即是一個變量, 目的是保存函數中的位置參數和關鍵字參數,成一個元組和字段對象, 保存args和kwargs就是變量名.

In [1]: def func(var, *args, key=None, **kwargs):
   ...:     print('args: ', args)
   ...:     print('kwargs: ', kwargs)

定義一個除了位置參數 var , 和關鍵字參數 key 之外還接受任意參數的函數.

調用函數時,傳的其他參數就會賦值給 args, 和 kwargs.

In [2]: func('one', 'two', 'three', key='key', four=4, five=5,)
args:  ('two', 'three')
kwargs:  {'four': 4, 'five': 5}
 
In [3]: func('one', 'two', key='key', three='three', four=4, five=5,)
args:  ('two',)
kwargs:  {'three': 'three', 'four': 4, 'five': 5}

可以看到 'one' 賦值給了變量 var, 'two' 和 'three' 傳給了元組args, 'key'賦值給了變量 four=4, five=5, 傳遞給了kwargs , {'four': 4, 'five': 5}.

改變three的傳參方式使用three='three'之后, three也去了kwargs.

4. 固定位置參數和關鍵字參數 / *

Python3.8 中增加了固定參數的關鍵字 / 和 * , 使用/之前的參數,只能通過位置方式傳參, 使用*之后的參數, 只能通過關鍵字方式傳參.

重新寫一個最開始的函數

In [1]: def func(a, /, b, *, c, d):
   ...:    print(a, b, c, d)

其中參數a只能通過位置傳遞, c和d只能通過關鍵字傳遞, 參數b不做限制

In [2]: func(1, 2, c=3, d=4)
1 2 3 4
In [3]: func(1, b=2, c=3, d=4)
1 2 3 4
 
In [4]: func(a=1, b=2, c=3, d=4)
Traceback (most recent call last):
  File "stdin>", line 1, in module>
TypeError: func() got some positional-only arguments passed as keyword arguments: 'a'
 
In [5]: func(1, 2, 3, d=4)
Traceback (most recent call last):
  File "stdin>", line 1, in module>
TypeError: func() takes 2 positional arguments but 3 positional arguments (and 1 keyword-only argument) were given

可以看到, 限制了參數類型之后, 傳參方式錯誤函數會報TypeError, 應用到一些需要限制顯式傳遞參數的場景, 可以提高代碼的可讀性.

5. **的另一個用法, 字典合并

3.8之后還增加了一個**的新用法, 支持在字典初始化時使用**語法. 合并現有字典的數據時, 可不使用dict.update()函數. 代碼示例如下

In [1]: a = {'k': 1, 'm': 2}
In [2]: y = {'y': '3', 'z': 'ii'}
 
In [3]: {**a}
Out[3]: {'k': 1, 'm': 2}
In [4]: {**a, **y}
Out[4]: {'k': 1, 'm': 2, 'y': '3', 'z': 'ii'}
In [5]: {**a, **y, 'uu': 88}
Out[5]: {'k': 1, 'm': 2, 'y': '3', 'z': 'ii', 'uu': 88}