关于Python中*args和**kwargs的深入理解

1. 理解 * 和 **

Python的赋值语句可以解包将可迭代元素剥离出来

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

赋值语句可以理解为 a, b, c = [a, b, c] = [1, 2, 3], 将变量a, b, c与目标列表中的数据进行对应.

Python中 * 和 ** 可以理解成一个特殊的解包语法. 将可迭代的对象列表字典等, 获取其中的内容.

将 * 应用到赋值语句中, 可以解包多个数据对应到一个列表变量.

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]

结合 print 函数理解解包, 第二个print(*['a', 'b', 'c', 'd']) 使用*号将列表解包后, 相当于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函数的参数

Python函数的传参, 支持两种方式, 一种是基于位置传递(Positional Arguments), 一种是基于变量名称传递(Keyword Arguments).

比如定义一个函数func 接受4个参数

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

可以基于位置传参, (1, 2, 3, 4)根据位置顺序分别赋值给参数a, b, c, d.

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

也可以基于变量名传递参数, 指定(d=1, c=2, b=3, a=4)分别赋值给对应变量, keyword argument可以乱序

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

或者混合两种参数格式, 组合位置参数和关键字参数. 注意这时不能重复赋值, 即已经传递了位置参数, 不能再通过关键字传参.

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. 支持任意参数的函数 *args, **kwargs

然后就是我们查看源码时经常看到的语法, *args, **kwargs. 可以看到arg和kwarg即是一个变量, 目的是保存函数中的位置参数和关键字参数,成一个元组和字段对象, 保存args和kwargs就是变量名.

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

定义一个除了位置参数 var , 和关键字参数 key 之外还接受任意参数的函数.

调用函数时,传的其他参数就会赋值给 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' 赋值给了变量 var, 'two' 和 'three' 传给了元组args, 'key'赋值给了变量 four=4, five=5, 传递给了kwargs , {'four': 4, 'five': 5}.

改变three的传参方式使用three='three'之后, three也去了kwargs.

4. 固定位置参数和关键字参数 / *

Python3.8 中增加了固定参数的关键字 / 和 * , 使用/之前的参数,只能通过位置方式传参, 使用*之后的参数, 只能通过关键字方式传参.

重新写一个最开始的函数

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

其中参数a只能通过位置传递, c和d只能通过关键字传递, 参数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, 限制了参数类型之后, 传参方式错误函数会报TypeError, 应用到一些需要限制显式传递参数的场景, 可以提高代码的可读性.

5. **的另一个用法, 字典合并

3.8之后还增加了一个**的新用法, 支持在字典初始化时使用**语法. 合并现有字典的数据时, 可不使用dict.update()函数. 代码示例如下

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}

总结:

本文总结了python中*和**的使用方法, 解包时可以获取可迭代对象中的内容.

* 和**在定义函数时使用, 使得函数可以支持任意长度的参数
解包时可将任意长度数据赋值给一个对象
关键字 / 和 * 规定参数的传递方式.
生成新的字典时使用**解包其他字典中的值

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