10.3 函数的形参和实参

在Python编程中，函数是组织代码、实现特定功能的基本单元。函数通过接收输入（称为参数）并返回输出（称为返回值）来执行其定义的任务。理解函数的形参（形式参数）和实参（实际参数）之间的关系，是掌握函数编程的关键一步。本章节将深入探讨这一核心概念，并通过实例展示如何在Python中有效地利用形参和实参。

10.3.1 形参（Formal Parameters）

形参是函数定义时用于接收传入值的变量名。在函数体内部，你可以通过形参来引用传入的数据，并执行相应的操作。形参仅在函数被调用时存在，并且其作用域仅限于函数体内。

示例：

def greet(name):
    """向指定的人打招呼"""
    print("Hello, " + name + "!")
# 在这里，'name' 是形参

在上面的例子中，greet 函数定义了一个名为 name 的形参。当调用 greet 函数并传入一个字符串作为参数时，这个字符串值会被赋给 name，然后函数体内部的代码会执行。

10.3.2 实参（Actual Parameters）

实参是调用函数时传递给函数的具体值或表达式。在函数被调用时，实参的值会被传递给对应的形参，然后函数会根据这些值执行其定义的任务。

示例（继续上面的例子）：

greet("Alice")
# 在这里，"Alice" 是实参

在这个例子中，"Alice" 是传递给 greet 函数的实参。调用函数时，"Alice" 的值被赋给了函数定义中的形参 name，然后函数打印出 "Hello, Alice!"。

10.3.3 位置参数

默认情况下，Python中的函数参数是通过位置来匹配的。也就是说，第一个实参会赋给第一个形参，第二个实参会赋给第二个形参，依此类推。

示例：

def add_two_numbers(a, b):
    """返回两个数的和"""
    return a + b
result = add_two_numbers(5, 3)
print(result)  # 输出：8

在这个例子中，5 和 3 是实参，它们分别按位置匹配给了 add_two_numbers 函数的形参 a 和 b。

10.3.4 关键字参数

除了位置参数外，Python还支持关键字参数。关键字参数允许你通过参数名来传递参数值，这样你就不必担心参数的顺序问题了。

示例：

result = add_two_numbers(b=3, a=5)
print(result)  # 输出：8

在这个例子中，尽管实参的顺序与形参的定义顺序不同，但通过使用关键字参数，我们仍然可以正确地传递值并得到预期的结果。

10.3.5 默认参数

在函数定义时，你可以为形参指定默认值。如果调用函数时没有为这些形参提供实参，那么就会使用默认值。

示例：

def greet_with_greeting(name, greeting="Hello"):
    """使用指定的问候语向人打招呼"""
    print(greeting + ", " + name + "!")
greet_with_greeting("Bob")  # 输出：Hello, Bob!
greet_with_greeting("Charlie", "Hi")  # 输出：Hi, Charlie!

在这个例子中，greeting 形参有一个默认值 "Hello"。当调用 greet_with_greeting 函数时没有提供 greeting 实参时，就会使用默认值 "Hello"。

10.3.6 可变参数

有时，我们不知道函数将接收多少个参数。Python提供了两种机制来处理这种情况：*args 用于处理非关键字可变参数，**kwargs 用于处理关键字可变参数。

• *args：允许你将一个不定长度的参数列表传递给函数。这些参数在函数内部会被封装成一个元组。

示例：

def sum_numbers(*args):
    """计算任意多个数的和"""
    total = 0
    for num in args:
        total += num
    return total
print(sum_numbers(1, 2, 3, 4))  # 输出：10

• `kwargs`**：允许你传递任意数量的关键字参数。这些参数在函数内部会被封装成一个字典。

示例：

def create_user(**kwargs):
    """根据关键字参数创建用户信息"""
    for key, value in kwargs.items():
        print(f"{key}: {value}")
create_user(name="John", age=30, city="New York")
# 输出：
# name: John
# age: 30
# city: New York

10.3.7 参数解包

在调用函数时，你也可以使用 * 和 ** 来解包列表、元组或字典，作为位置参数或关键字参数传递。

示例：

nums = [1, 2, 3, 4]
print(sum_numbers(*nums))  # 输出：10
user_info = {"name": "Jane", "age": 28, "email": "jane@example.com"}
create_user(**user_info)
# 输出：
# name: Jane
# age: 28
# email: jane@example.com

总结

函数的形参和实参是Python编程中的基础且核心概念。形参定义了函数接收输入的方式，而实参则是调用函数时传递给函数的具体值。通过理解位置参数、关键字参数、默认参数、可变参数以及参数解包等特性，你可以编写出更加灵活和强大的函数，以应对复杂的编程需求。希望本章节的内容能够帮助你更好地掌握这一重要概念，并在你的Python编程之旅中助你一臂之力。