Python防御5分

简单：行为在以下意义上很简单：大多数人只会陷入一次，而不是几次。一致性：Python始终传递对象，而不是名称。显然，默认参数是函数的一部分标题（而不是函数体）。因此，应该对其进行评估在模块加载时（并且仅在模块加载时间，除非嵌套），而不是在函数调用时。有用性：正如Frederik Lundh在解释中指出的在“Python中的默认参数值”中当前行为对于高级编程非常有用。（谨慎使用。）足够的文档：在最基本的Python文档中，在教程中，这个问题被大声宣布为第节第一小节中的“重要警告”“更多关于定义函数”。警告甚至使用粗体，这很少应用于标题之外。RTF：阅读详细手册。元学习：落入陷阱实际上是一个非常有帮助的时刻（至少如果你是一个反思型学习者），因为你随后会更好地理解这一点上述“一致性”将教你很多关于Python的知识。

我过去认为在运行时创建对象是更好的方法。我现在不太确定，因为你确实失去了一些有用的功能，尽管这可能是值得的，无论是为了防止新手混淆。这样做的缺点是：

1.性能

def foo(arg=something_expensive_to_compute())):
    ...

如果使用了调用时求值，那么每次使用函数时都会调用代价高昂的函数，而无需参数。您要么为每次调用付出昂贵的代价，要么需要手动从外部缓存值，从而污染您的命名空间并增加冗长。

2.强制绑定参数

一个有用的技巧是在创建lambda时将lambda的参数绑定到变量的当前绑定。例如：

funcs = [ lambda i=i: i for i in range(10)]

这将返回分别返回0,1,2,3…的函数列表。如果行为发生了变化，它们会将i绑定到i的调用时间值，因此您将得到一个函数列表，所有函数都返回了9。

否则，实现这一点的唯一方法是使用i边界创建一个进一步的闭包，即：

def make_func(i): return lambda: i
funcs = [make_func(i) for i in range(10)]

3.反思

考虑代码：

def foo(a='test', b=100, c=[]):
   print a,b,c

我们可以使用inspect模块获取有关参数和默认值的信息

>>> inspect.getargspec(foo)
(['a', 'b', 'c'], None, None, ('test', 100, []))

这些信息对于文档生成、元编程、装饰器等非常有用。

现在，假设违约行为可以被改变，这相当于：

_undefined = object()  # sentinel value

def foo(a=_undefined, b=_undefined, c=_undefined)
    if a is _undefined: a='test'
    if b is _undefined: b=100
    if c is _undefined: c=[]

然而，我们已经失去了自省的能力，无法看到默认参数是什么。因为对象还没有被构造，所以我们无法在不调用函数的情况下获取它们。我们所能做的最好的方法是存储源代码并将其作为字符串返回。

你问的是为什么会这样：

def func(a=[], b = 2):
    pass

在内部并不等同于此：

def func(a=None, b = None):
    a_default = lambda: []
    b_default = lambda: 2
    def actual_func(a=None, b=None):
        if a is None: a = a_default()
        if b is None: b = b_default()
    return actual_func
func = func()

除了显式调用func（None，None）的情况，我们将忽略它。

换句话说，与其计算默认参数，不如存储每个参数，并在调用函数时计算它们？

一个答案可能就在这里——它可以有效地将每个带有默认参数的函数转换为闭包。即使所有数据都隐藏在解释器中，而不是完全关闭，数据也必须存储在某个地方。它会更慢，占用更多内存。

有一种简单的方法可以理解为什么会发生这种情况。

Python在命名空间中从上到下执行代码。

“内部”恰恰体现了这一规则。

这种选择的原因是“让语言适合你的头脑”。所有奇怪的角落情况都倾向于简化为在命名空间中执行代码：默认免疫、嵌套函数、类（编译完成时有一点补丁）、自参数等。类似地，复杂语法可以用简单语法编写：a.foo（…）只是a.lookup（'fo'）.__call__（a，…）。这适用于列表理解；装饰工；元类；以及更多。这可以让你看到一个近乎完美的奇怪角落。这种语言适合你的头脑。

你应该坚持下去。学习Python对语言有一段时间的不满，但它会让你感到舒服。这是我用过的唯一一种语言，你越看角落里的案例，它就越简单。

继续黑客攻击！做好记录。

对于您的特定代码，太详细了：

def foo(a=[]):
    a.append(5)
    return a

foo()

是一个语句，相当于：

开始创建代码对象。现在就解释（a=[]）。[]是参数a的默认值。它是列表类型的，因为[]总是这样。将：之后的所有代码编译成Python字节码，并将其粘贴到另一个列表中。使用“code”字段中的参数和代码创建可调用字典将可调用对象添加到“foo”字段中的当前命名空间。

然后，它转到下一行foo（）。

它不是保留字，所以在名称空间中查找它。调用函数，该函数将使用列表作为默认参数。开始在其命名空间中执行其字节码。append不会创建新列表，因此旧列表被修改。

你为什么不反省一下？

我真的很惊讶没有人对可调用对象执行Python（2和3适用）提供的深刻反省。

给定一个简单的小函数func，定义为：

>>> def func(a = []):
...    a.append(5)

当Python遇到它时，它要做的第一件事就是编译它，以便为这个函数创建一个代码对象。在完成此编译步骤时，Python计算*，然后将默认参数（此处为空列表[]）存储在函数对象本身中。正如上面提到的答案：列表a现在可以被认为是函数func的成员。

因此，让我们做一些内省，前后检查一下列表是如何在函数对象内部展开的。我使用的是Python 3.x，对于Python 2也是如此（在Python 2中使用__defaults__或func_faults；是的，两个名称表示相同的东西）。

执行前功能：

>>> def func(a = []):
...     a.append(5)
...     

Python执行此定义后，它将接受指定的任何默认参数（此处a=[]），并将它们填充到函数对象的__defaults__属性中（相关部分：Callables）：

>>> func.__defaults__
([],)

好的，所以__defaults__中的单个条目是一个空列表，正如预期的那样。

执行后的功能：

现在让我们执行此函数：

>>> func()

现在，让我们再次看看这些__defaults__：

>>> func.__defaults__
([5],)

惊讶的？对象内部的值发生了变化！对函数的连续调用现在只需追加到嵌入的列表对象：

>>> func(); func(); func()
>>> func.__defaults__
([5, 5, 5, 5],)

所以，这就是为什么会出现这种“缺陷”的原因，因为默认参数是函数对象的一部分。这里没有什么奇怪的事情，只是有点令人惊讶。

解决此问题的常见方法是使用None作为默认值，然后在函数体中初始化：

def func(a = None):
    # or: a = [] if a is None else a
    if a is None:
        a = []

由于每次都会重新执行函数体，因此如果没有为a传递参数，则总是会得到一个新的空列表。

---

要进一步验证__defaults__中的列表与函数func中使用的列表相同，只需更改函数以返回函数体中使用的list a的id。然后，将其与__defaults__中的列表（__defaults_中的位置[0]）进行比较，您将看到这些列表实际上是如何引用同一列表实例的：

>>> def func(a = []): 
...     a.append(5)
...     return id(a)
>>>
>>> id(func.__defaults__[0]) == func()
True

一切都有自省的力量！

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*要验证Python在编译函数期间是否计算默认参数，请尝试执行以下操作：

def bar(a=input('Did you just see me without calling the function?')): 
    pass  # use raw_input in Py2

正如您会注意到的，在构建函数并将其绑定到名称栏的过程之前，会调用input（）。

已经很忙的话题，但从我在这里读到的内容来看，以下内容帮助我意识到它是如何在内部工作的：

def bar(a=[]):
     print id(a)
     a = a + [1]
     print id(a)
     return a

>>> bar()
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4484524224
[1]
>>> bar()
4484370232
4484524152
[1]
>>> bar()
4484370232 # Never change, this is 'class property' of the function
4484523720 # Always a new object 
[1]
>>> id(bar.func_defaults[0])
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