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Python中的 *args 和 **kwargs

基本概念

Python支持可变参数，最简单的方法莫过于使用默认参数。

def test_defargs(one, two=2):    # 参数one没有默认值，two的默认值为2
   print('Required argument: ', one)
   print('Optional argument: ', two)

test_defargs(1)
'''
Required argument: 1
Optional argument: 2
'''

test_defargs(1, 3)
'''
Required argument: 1
Optional argument: 3
'''

另外一种达到可变参数 (Variable Argument) 的方法：
使用 *args 和 **kwargs 语法。
*args 是可变的位置参数(positional arguments)列表，
**kwargs 是可变的关键词参数(keyword arguments)列表。
并且规定位置参数必须位于关键词参数之前，即 *args 必须位于 **kwargs 之前。

一、位置参数(Positional Arguments)

def print_hello(name, sex):
    sex_dict = {1: '先生', 2: '女士'}    # key: value
    print('hello %s %s, welcome to Python world!' %(name, sex_dict.get(sex, '先生')))    # if no such a key, print '先生'

print(print_hello('Chen', 2))    # 位置参数要求先后顺序，对应name和sex
print(print_hello('Chen', 3))    # 两个参数的顺序必须一一对应，且少一个参数都不可以
'''
hello Chen 女士, welcome to Python world!
hello Chen 先生, welcome to Python world!
'''

二、关键字参数(Keyword Arguments)

用于函数调用，通过“键--值”形式加以指定。
使用关键词参数可以让函数更加清晰、容易使用，同时也清除了参数的顺序需求。

以下是用关键字参数正确调用函数的实例

print(print_hello('Chen', sex=1))    # 有位置参数时，位置参数必须在关键字参数的前面
    # print(print_hello(1, name='Chen'))    # python 3.X中这种写法也是错误的
print(print_hello(name='Chen', sex=1))    # 关键字参数之间不存在先后顺序的
print(print_hello(sex=1, name='Chen'))

以下是错误的调用方式

# print_hello(name='Chen', 1)    # 有位置参数时，位置参数必须在关键字参数的前面
# print_hello(sex=1, 'Chen')

三、默认参数

使用关键词参数时，可为参数提供默认值，调用函数时可传可不传该默认参数的值（注意：所有位置参数必须出现在默认参数前，包括函数定义和调用）

正确的默认参数定义方式 --> 位置参数在前，默认参数在后

def print_hello2(name, sex=1):    # 默认sex=1
    sex_dict = {1: '先生', 2: '女士'}    # key: value
    print('hello %s %s, welcome to circus!' %(name, sex_dict.get(sex, '先生')))

# 错误的定义方式
# def print_hello(sex=1, name):

# 调用时不传sex的值，则使用默认值1
print(print_hello2('Chen'))
'''
hello Chen 先生, welcome to circus!
'''

# 调用时传入sex的值，并指定为2。无视原来的sex=1，仅本次生效，不会改变函数sex的默认值
print(print_hello2('Liu', sex=2))
'''
hello Liu 女士, welcome to circus!
'''

四、收集参数(Packing)

被收集到一起的位置参数或关键词参数

有些时候，我们在定义参数时不确定会传递多少个参数（或者不传递），甚至我们想要根据实际情况传入任意个参数，这个时候 packing 就派上了用场。

def print_args(*args):
    print(args)

print_args(1)
print_args(1, 2, 3)
'''
(1,)
(1, 2, 3)
'''

可以看到，结果是作为一个元组(tuple)打印出来的，因为仅传入1时，输出的括号里面有一个逗号。实际上，*args 前的 * 可以理解为将我们需要传入的所有值放置在了同一个元组里面，这就是收集 (packing) 的过程。

1. 位置参数的收集传递 —— *packing

收集参数可以和位置参数一起使用吗？试试看呗

def print_args2(num, *args):
    print(num)
    print(args)

print_args2(1)
print_args2(1, 2, 3)
'''
1    print(num)
()    print(args) --> 一个空元组
1    print(num)
(2, 3)    print(args) --> 剩余的参数组成的元组！
'''

那么这么说来 * 的意思就是“把剩余的所有参数收集 packing 起来”！

2. 关键词参数的收集传递—— **packing

packing可以处理关键词参数吗？

def print_kargs(**kargs):
    print(kargs)

print_kargs(x=1, y=2, z=3)
'''
{'z': 3, 'y': 2, 'x': 1}
'''

Hey! 注意到**花括号 {} **了吗？！对，结果输出了一个字典(dic)，是的，双星号 ** 收集了所有关键词参数。

五、分割参数(Unpacking)

* 和 ** 也可以在函数调用过程中使用，称之为分割 (unpacking)。

1. 在传递元组时，让元组的每一个元素对应一个位置参数

def print_hello(name, sex):
    print(name, sex)

args = ('Chen', '男')
print_hello(*args)
'''
Chen 男
'''

2. 在传递词典字典时，让词典的每个键值对作为一个关键字参数传递给函数

def print_info(**kargs):
    print(kargs)

kargs = {'name': 'Chen', 'sex': '男', 'time': '13'}
print_info(**kargs)
'''
{'name': 'Chen', 'sex', u'男'}
'''

六、位置参数、关键词参数（默认参数）、收集参数的混合使用

基本原则是：先位置参数，默认参数，收集位置参数，收集关键字参数(定义和调用都应遵循)

def func(name, age, sex=1, *args, **kargs):
    print(name, age, sex, args, kargs)


func('Chen', 25, 2, 'Geo', 'SR', level=2)
'''
Chen 25 2 ('Geo', 'SR') {'level': 2}
'''

总结一下就是，星号 * 只有在定义需要使用不定数目的参数的函数，或者调用“分割”字典和序列时才有必要添加。

六、各类参数混合使用

EXAMPLE 1

Tell a story

def story1(**kwargs):
    return 'Once upon a time, there was a %(job)s called %(name)s.' % kwargs

def story2(**kwargs):
    return 'In the year of our lord %(year)d, there once lived a %(job)s of a royal line.' % kwargs

print(story1(name='Robin', job='brave knight'))
print(story1(job='king', name='Charlie'))
'''
Once upon a time, there was a brave knight called Robin.
Once upon a time, there was a king called Charlie.
'''

kwargs = {'name': 'Abel', 'job': 'bard'}
print(story1(**kwargs))
'''
Once upon a time, there was a bard called Abel.
'''

kwargs.pop('job')    # delete key['job'] --> kwargs = {'name': 'Abel',}
print(story1(job='witch', **kwargs))    # redefine key['job']
'''
Once upon a time, there was a witch called Abel.
'''

print(story2(year=1239, job='prince'))
print(story2(job='princess', year=1239))
'''
In the year of our lord 1239, there once lived a prince of a royal line.
In the year of our lord 1239, there once lived a princess of a royal line.
'''

EXAMPLE 2

x to the yth power

def power(x, y, *args):
    if args:
        print('Received redundant parameters:', args)
    return pow(x, y)    

print(power(2, 3))    # 2 to the 3rd power
print(power(3, 2))    # 3 to the 2nd power
print(power(x=2, y=3))    # 2 to the 3rd power
print(power(y=3, x=2))    # no order for keyword arguments
'''
8
9
8
8
'''

args = (5,) * 2    # '(5,) * 2': copy elements in the tuple 2 times. The outcome is (5, 5)
print(power(*args))    # 5 to the 5th power
'''
3125
'''

print(power(2, 5, 'Keep on trying'))
'''
Received redundant parameters: ('Keep on trying',)
32    # 2 to the 5th power
'''

EXAMPLE 3

Bulid a function to realize range() for step>0

def interval(start=0, stop=None, step=1):
    if stop is None:
        start, stop = 0, start
    result = []
    i = start
    while i < stop:
        result.append(i)
        i += step
    return result

print(interval(10))
'''
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
'''

print(interval(1, 6))
'''
[1, 2, 3, 4, 5]
'''

print(interval(3, 15, 3))
[3, 6, 9, 12]

POSTSCRIPT

在Python 3.X当中加入了"部分剩余参数"的概念了。
例如:

a, *b ,c = range(5)

中间的 *b 实际上是收集到了3个参数。
下面这个例子更加直观：

def func1(x, y, *args, z=1):    # z=1 在函数参数中最后定义
    print(x, y, args, z)


func1(1, 2, 3, 4, 5)
'''
1 2 (3, 4, 5) 1
'''

Python 3.X 当中，默认参数 z=1 在函数参数中最后定义，Python 就会知道除了传给 x 和 y, 以及 z=1 的部分，其他的剩余参数 (3, 4, 5) 都是传入到 *args 当中。
默认参数 z=1 不是在函数参数中最后定义时，情况又是怎样？

def func2(x, y, z=1, *args):
    print(x, y, z, args)


func2(1, 2, 3, 4, 5)
'''
1 2 3 (4, 5)
'''

3传入到 z ，而 args=(4, 5)

Python 2.X 并没有这一特性，所以 Python 2.X 的 z=1 必须在args和*kwargs这种剩余参数收集之前。

前几天突然发现自己对 *args 和 **kwargs 存在一些困惑，几本书上写的各有侧重。这里把自己整理的一些笔记贴出来，相信能帮到遇到同样问题的小伙伴，也防自己遗忘吧^^
最后的Example是用Sublime写的，Sublime对中文支持不好，所以注释用了英文，无视吧^^

手机上看到话code太长是可以左右滑动的！但是手机上就看不到代码高亮了！

基本概念

Python支持可变参数，最简单的方法莫过于使用默认参数。

def test_defargs(one, two=2):    # 参数one没有默认值，two的默认值为2
   print('Required argument: ', one)
   print('Optional argument: ', two)

test_defargs(1)
'''
Required argument: 1
Optional argument: 2
'''

test_defargs(1, 3)
'''
Required argument: 1
Optional argument: 3
'''