5.3 函式引數

示例2中定義的函式雖然能夠計算總分數，但是每次計算後的結果是固定的，為了增加函式的靈活性，我們希望在呼叫函式的時候可以傳入一些資料，然後根據傳入的資料進行計算。要滿足這種需求，就需要在定義函式的時候定義引數。

5.3.1 形參和實參

在程式語言中，函式定義使用的是形參，呼叫時傳入的是實參。
形參（parameter），全稱為形式引數，不是實際存在的變數，又稱虛擬變數。形參是在定義函式名和函式體的時候使用的引數，目的是用來接收呼叫該函式時傳入的引數。
實參(argument)，全稱為實際引數，是在呼叫時傳遞給函式的引數。實參可以是常量、變數、表示式、函式等。無論實參是何種型別的量，在進行函式呼叫時，它們都必須具有確定的值，以便把這些值傳送給形參。
形參和實參的功能是資料傳送。
在呼叫函式時，實參將賦值給形參。必須注意實參的個數、型別應與形參要一一對應，並且實參必須要有確定的值。
形參的作用域一般僅限函式體內部，而實參的作用域根據實際設定而定。
示例3：通過傳入資料計算總分數

def sum_score3(a, b, c):
    return a + b + c


sumScore = sum_score3(88, 66, 95)
print(sumScore)

249

上面的示例3中，在定義函式sum_score3時，a、b、c就是形參，而在呼叫函式時，傳入的88、66、95就是實參。
在呼叫函式時，執行程式碼時會將實參的88、66、95分別傳入到形參a、b、c中，此後，a = 88，b = 66，c = 95，然後在執行函式體的程式碼時，就得到了a + b + c的值並返回。

5.3.2 位置引數(順序定義和呼叫)

呼叫函式時，Python語言必須將函式呼叫中的每個實參都關聯到函式的相應形參。最簡單的關聯方式是基於實參的順序，這種關聯方式被稱為位置引數。
位置形參

def sum_score4(a, b, c):
    print(f'語文：{a}，數學：{b}，英語{c}')


sum_score4(88, 66, 95)

語文：88，數學：66，英語95

對於位置引數，在呼叫函式時，必須按照順序輸入全部的實參。實參的數量不能多也不能少，順序也必須和形參保持一致。
以下為錯誤的呼叫方式(假設該學生的語文、數學和英語的成績分別為：88、66、95)：

sum_score4(88, 66)  ×：少輸入了一個引數
sum_score4(88, 66, 95, 100)  ×：多輸入了一個引數
sum_score4(66, 88, 95)  ×：實參的順序錯了，會導致輸出後語文變成66
 

5.3.3 關鍵字實參(函式呼叫時)

對於上面的位置引數，在呼叫函式時，必須按照順序輸入所有的實參，在函式呼叫時不是很方便。所以一般會通過關鍵字引數輸入實參。
示例5：通過關鍵字實參呼叫函式

def sum_score5(chinese, math, english):
    print(f'語文：{chinese}，數學：{math}，英語{english}')


sum_score5(chinese=88, math=66, english=95)

語文：88，數學：66，英語95

這種通過關鍵字引數的方式傳入實參從而呼叫函式，就不用擔心引數的順序問題了。我們在定義函式時，形參的命名必須做到望文生義，這樣在通過關鍵字傳入實參時才不容易出錯。
注意：
函式傳參時，某個形參通過關鍵字傳參時，後面的所有形參也必須通過關鍵字傳參(關鍵字傳參必須在位置傳參之後)。
以下為錯誤的關鍵字引數傳入方式：
>>> sum_score5(chinese=88, 66, 95) ×
>>> sum_score5(88, math=66, 95) ×
以下為正確的關鍵字引數傳入方式：
>>> sum_score5(88, math=66, english=95) √
>>> sum_score5(88, 66, english=95) √

5.3.4 預設值形參(函式定義時)

如果我們現在要定義一個函式，用來輸出學生的姓名、年齡和性別。如果按照上面的位置引數方式來定義，需要有三個形參，分別是name、age和gender。每次呼叫函式時，必須傳入學生的姓名、年齡和性別。
如果大部分的學生年齡都是18歲，那麼我們可以設定一個預設值形參，函式定義如下：
示例6：定義函式時為形參設定預設值

def showinfo(name, gender, age=18):
    print(f'姓名：{name}，年齡：{age}，性別：{gender}')


showinfo('張三', '男')
showinfo('張三', gender='男')  # 關鍵字實參
showinfo('張三', '男', 20)

姓名：張三，年齡：18，性別：男
姓名：張三，年齡：18，性別：男
姓名：張三，年齡：20，性別：男

上面定義函式showinfo時，為形參age設定了預設值，在呼叫此函式時，如果對形參age不傳入值，那麼形參age的值預設為18，否則為傳入的值。
通過形參設定預設值可以簡化函式的呼叫。
注意：
1、函式引數定義時，如果某個形參設定了預設值，那麼其後面所有的形參也必須設定預設值(預設值形參必須在位置形參之後)。
2、預設值形參設定的預設值最好設定成可雜湊資料(不可變)。預設值只被賦值一次。這使得當預設值是可變物件時會有所不同，比如列表、字典或者大多數的例項。例如，下面的函式在後續呼叫過程中會累積(前面)傳給它的引數：

def f(a, L=[]):
	L.append(a)
	return L
print(f(1))
print(f(2))
print(f(3))

[1]
[1,2]
[1,2,3]

如果你不想讓預設值在後續呼叫中累積，你可以像下面一樣定義函式：

def f(a, L=None):
	if L is None:
		L = []
	L.append(a)
	return L
print(f(1))
print(f(2))
print(f(3))

[1]
[2]
[3]

5.3.5 特殊形參(函式定義時)

5.3.5.1 收集位置形參

在函式定義時，如果形參名前面帶有*號，則這個形參可以在函式呼叫時收集所有的位置實參。一般用*args形參來收集。
示例7：收集位置形參

def collect_args(name, age, *args):
    print(f'姓名：{name}, 年齡：{age}')
    print(f'各科成績：{args}')


collect_args('啟明', 12, 85, 66, 100)

姓名：啟明, 年齡：12
各科成績：(85, 66, 100)

上面的函式通過形參*args收集所有的科目成績。收集後會放入到一個名為args的元組中。
注意：
1、特殊形參*args之前可以有若干個位置形參或預設值形參。但是之後不能。
2、特殊形參*args只能收集位置實參，對於呼叫時傳入的關鍵字實參則不會收集。

5.3.5.2 收集關鍵字形參

在函式定義時，如果形參名前面帶有**號，則這個形參可以在函式呼叫時收集所有的關鍵字實參。一般用**kwargs形參來收集。
示例8：收集關鍵字形參

def collect_kwargs(name, age=18, **kwargs):
    print(f'姓名：{name}, 年齡：{age}')
    print(f'特殊科目成績：{kwargs}')


collect_kwargs('啟明', 12, chinese=86, math=88)

姓名：啟明, 年齡：12
特殊科目成績：{'chinese': 86, 'math': 88}

上面的函式通過形參**kwargs收集所有的科目成績。收集後會放入到一個名為kwargs的字典中。
注意：
1、特殊形參**kwargs只能放到位置形參、關鍵字形參、*args形參之後。
2、特殊形參**kwargs只能收集關鍵字實參，對於呼叫時傳入的位置實參則不會收集。

5.3.5.3 僅位置引數、僅關鍵字引數

在Python定義函式時，形參如果使用/則代表前面的形參僅能通過位置引數傳遞。
在Python定義函式時，形參如果使用*則代表後面的形參僅能通過關鍵字引數傳遞。
def fun(pos1, pos2, /, pos_or_kwd, *, kwd1, kwd2):
| | |
| 位置引數或者關鍵字引數 |
| 僅關鍵字引數
僅位置引數

5.3.6 形參組合

在Python定義函式時，如果需要使用多種形參：位置、預設、可變引數、關鍵字引數等。在定義時是有順序的。定義的順序必須是：位置形參、預設形參、可變位置形參、可變關鍵字形參。比如要定義一個函式，包含上述若干種形參，如下程式碼所示：

def func(a, b, c=0, *args, **kwargs):
    print('a=', a, 'b=', b, 'c=', c, 'args=', args, 'kwargs=', kwargs)

5.3.7 引數解包

我們在之前的第四章可迭代物件的通用操作中學習了解包和裝包。當時介紹了可以通過解包的方式將某個可迭代物件作為多個實參傳入到函式中。利用這種方式作為函式的引數稱之為引數解包。
引數解包示例1

def args_unpacking1(a, b, c):
    print(a, b, c, sep='-')


lst = [1, 2, 3]
args_unpacking1(*lst)

1-2-3

引數解包示例2

def args_unpacking1(*args):
    print('-'.join(args))


lst = 'python'
args_unpacking1(*lst)

p-y-t-h-o-n

引數解包示例3

def args_unpacking1(a, b):
    print(a, b, sep='-')


dct = {'a': 11, 'b': 22}
args_unpacking1(**dct)

11-22

引數解包示例4

def args_unpacking1(**kwargs):
    print(kwargs)


dct = {'a': 11, 'b': 22}
args_unpacking1(**dct)

{'a': 11, 'b': 22}

總結：
1、通過*解包可迭代物件後可以作為位置實參傳入函式中。而函式可以通過位置形參或者*args形參來收集。
2、通過**解包字典後可以作為關鍵字實參傳入函式中。而函式可以通過預設值形參或者**kwargs形參來收集。