Python：可变默认参数

将函数编译为函数对象时，将计算默认参数。当被该函数多次使用时，它们仍然是同一个对象。

当它们是可变的时，当它们发生突变时（例如，通过向其中添加元素），它们在连续调用时保持突变。

它们保持变异，因为它们每次都是同一个物体。

等效代码：

由于在编译和实例化函数对象时列表绑定到函数，因此：

def foo(mutable_default_argument=[]): # make a list the default argument
    """function that uses a list"""

几乎完全等同于此：

_a_list = [] # create a list in the globals

def foo(mutable_default_argument=_a_list): # make it the default argument
    """function that uses a list"""

del _a_list # remove globals name binding

集会示威

这里有一个演示-您可以验证每次引用它们时它们都是相同的对象

看到列表是在函数完成编译到函数对象之前创建的，观察到每次引用列表时id都是相同的，观察到当第二次调用使用该列表的函数时该列表保持改变，观察从源打印输出的顺序（我方便地为您编号）：

示例.py

print('1. Global scope being evaluated')

def create_list():
    '''noisily create a list for usage as a kwarg'''
    l = []
    print('3. list being created and returned, id: ' + str(id(l)))
    return l

print('2. example_function about to be compiled to an object')

def example_function(default_kwarg1=create_list()):
    print('appending "a" in default default_kwarg1')
    default_kwarg1.append("a")
    print('list with id: ' + str(id(default_kwarg1)) + 
          ' - is now: ' + repr(default_kwarg1))

print('4. example_function compiled: ' + repr(example_function))


if __name__ == '__main__':
    print('5. calling example_function twice!:')
    example_function()
    example_function()

并使用python example.py运行它：

1. Global scope being evaluated
2. example_function about to be compiled to an object
3. list being created and returned, id: 140502758808032
4. example_function compiled: <function example_function at 0x7fc9590905f0>
5. calling example_function twice!:
appending "a" in default default_kwarg1
list with id: 140502758808032 - is now: ['a']
appending "a" in default default_kwarg1
list with id: 140502758808032 - is now: ['a', 'a']

这是否违反了“最少惊讶”的原则？

这种执行顺序经常让Python的新用户感到困惑。如果您了解Python执行模型，那么它将变得非常令人期待。

对Python新用户的常规说明：

但这就是为什么对新用户的通常指示是创建默认参数，如下所示：

def example_function_2(default_kwarg=None):
    if default_kwarg is None:
        default_kwarg = []

这使用None单例作为一个sentinel对象来告诉函数我们是否得到了默认值以外的参数。如果没有参数，那么我们实际上希望使用新的空列表[]作为默认值。

正如关于控制流的教程部分所说：

如果您不希望在后续调用之间共享默认值，您可以改为这样编写函数：定义f（a，L=无）：如果L为无：L=[]L.附加（a）返回L

假设您有以下代码

fruits = ("apples", "bananas", "loganberries")

def eat(food=fruits):
    ...

当我看到eat的声明时，最不令人惊讶的是，如果没有给定第一个参数，它将等于元组（“apples”、“banans”、“loganberries”）

然而，假设稍后在代码中

def some_random_function():
    global fruits
    fruits = ("blueberries", "mangos")

那么，如果默认参数是在函数执行时绑定的，而不是在函数声明时绑定的话，我会惊讶地发现（以一种非常糟糕的方式）水果已经被更改了。这将比发现上面的foo函数正在改变列表更让IMO惊讶。

真正的问题在于可变变量，所有语言在某种程度上都存在这个问题。这里有一个问题：假设在Java中我有以下代码：

StringBuffer s = new StringBuffer("Hello World!");
Map<StringBuffer,Integer> counts = new HashMap<StringBuffer,Integer>();
counts.put(s, 5);
s.append("!!!!");
System.out.println( counts.get(s) );  // does this work?

现在，我的映射是使用StringBuffer键在放置到映射中时的值，还是通过引用存储该键？不管怎样，都有人感到惊讶；或者是试图使用与放入对象的值相同的值将对象从Map中取出的人，或者是即使他们使用的键实际上与用于将其放入映射中的对象相同，但似乎无法检索对象的人（这实际上就是Python不允许将其可变内置数据类型用作字典键的原因）。

你的例子是一个很好的例子，Python新手会感到惊讶和被咬。但我认为，如果我们“修复”了这一点，那么这只会造成一种不同的情况，即它们会被咬，而且这种情况会更不直观。此外，在处理可变变量时总是如此；你总是会遇到这样的情况：根据编写的代码，某人可能会直觉地期望一种或相反的行为。

我个人喜欢Python当前的方法：在定义函数时计算默认函数参数，并且该对象始终是默认值。我想他们可以使用空列表进行特殊情况处理，但这种特殊情况会引起更大的惊讶，更不用说向后不兼容了。

1） 所谓的“可变默认参数”问题通常是一个特殊的例子，表明：“所有存在此问题的函数在实际参数上也存在类似的副作用问题，”这违反了函数式编程的规则，通常是不可想象的，应该将两者结合起来。

例子：

def foo(a=[]):                 # the same problematic function
    a.append(5)
    return a

>>> somevar = [1, 2]           # an example without a default parameter
>>> foo(somevar)
[1, 2, 5]
>>> somevar
[1, 2, 5]                      # usually expected [1, 2]

解决方案：副本一个绝对安全的解决方案是首先复制或深度复制输入对象，然后对复制进行任何操作。

def foo(a=[]):
    a = a[:]     # a copy
    a.append(5)
    return a     # or everything safe by one line: "return a + [5]"

许多内置可变类型都有一个复制方法，比如some_dict.copy（）或some_set.copy（），或者可以像somelist[：]或list（some_list）那样轻松复制。每个对象也可以通过copy.copy（any_object）进行复制，或者通过copy.deepcopy（）进行更彻底的复制（如果可变对象是由可变对象组成的，则后者很有用）。有些对象基本上基于“文件”对象等副作用，无法通过复制进行有意义的复制。复制

类似SO问题的示例问题

class Test(object):            # the original problematic class
  def __init__(self, var1=[]):
    self._var1 = var1

somevar = [1, 2]               # an example without a default parameter
t1 = Test(somevar)
t2 = Test(somevar)
t1._var1.append([1])
print somevar                  # [1, 2, [1]] but usually expected [1, 2]
print t2._var1                 # [1, 2, [1]] but usually expected [1, 2]

它不应该保存在该函数返回的实例的任何公共属性中。（假设实例的私有属性不应按照约定从该类或子类之外进行修改。即_var1是私有属性）

结论：输入参数对象不应就地修改（变异），也不应绑定到函数返回的对象中。（如果我们更喜欢没有副作用的编程，这是强烈建议的。请参阅Wiki中关于“副作用”的内容（前两段与本文相关）。）.)

2)只有当对实际参数的副作用是必需的，但对默认参数不需要时，有用的解决方案才是def。。。（var1=无）：如果var1为无：var1=[]更多。。

3） 在某些情况下，默认参数的可变行为很有用。

这可能是真的：

有人正在使用每种语言/库功能，并且在这里改变行为是不明智的，但是

坚持上述两个特征是完全一致的，并且仍然提出另一点：

这是一个令人困惑的特性，在Python中很不幸。

其他答案，或至少其中一些答案，要么是第1点和第2点，但不是第3点，要么就是第3点而淡化第1点或第2点。但这三个都是真的。

在这里，在中途换马可能会导致严重的破坏，而且通过改变Python来直观地处理Stefano的开头片段可能会产生更多的问题。也许有人很了解Python的内部结构，就能解释一个后果雷区。然而

现有的行为不是Pythonic的，Python之所以成功，是因为该语言几乎没有违反最不令人惊讶的原则。这是一个真正的问题，无论根除它是否明智。这是一种设计缺陷。如果你通过尝试追踪行为来更好地理解语言，我可以说C++完成了所有这些以及更多的工作；例如，通过导航细微的指针错误，您可以学到很多东西。但这并不是Pythonic的：那些对Python足够关心并在这种行为面前坚持不懈的人都是被这种语言所吸引的人，因为Python比其他语言的惊喜要少得多。当他们惊讶于用很少的时间就能让一些东西发挥作用——而不是因为设计失误——我的意思是，隐藏的逻辑谜题——这违背了程序员的直觉时，达博人和好奇者就成了Python爱好者，因为Python很好用。

实际上，这不是设计缺陷，也不是因为内部构件或性能。这仅仅是因为Python中的函数是一级对象，而不仅仅是一段代码。

只要你这样想，那么它就完全有意义了：函数是根据其定义进行求值的对象；默认参数是一种“成员数据”，因此它们的状态可能会从一个调用更改到另一个调用-与任何其他对象中的状态完全相同。

无论如何，effbot（Fredrik Lundh）在Python的默认参数值中对这种行为的原因有很好的解释。我发现它非常清楚，我真的建议阅读它来更好地了解函数对象是如何工作的。

只需将函数更改为：

def notastonishinganymore(a = []): 
    '''The name is just a joke :)'''
    a = a[:]
    a.append(5)
    return a