Python从菜鸟到高手（17）：改变函数参数的值

Posted 2021-01-08

如果将一个变量作为参数传入函数，并且在函数内部改变这个变量的值，那么结果会怎么样呢？我们不妨做一个实验。

x = 20
s = "世界您好"
def test(x,s):
    x = 40
    s = "hello world"
test(x,s)
print(x,s)

执行这段代码，会输出如下图所示的内容。

在上面的代码中，首先定义了两个变量：x和s，然后将其传入test函数，并在该函数中修改这两个变量的值。最后在函数外部输出这两个变量，得到的结果是他们的值并没有改变。所以说，对于数值类型、字符串类型等一些简单类型，在函数内部可以修改变量的值，但不会影响到原始变量的值。也就是说，函数内部操作的参数变量实际上是x和s的一个副本。将变量传入函数，并修改变量值的过程与下面的代码类似。

x = 20
s = "世界您好"
# 下面的代码相当于函数内部的操作
x1 = x                  # x1是x的副本，相当于将x传入函数
s1 = s                  # s1是s的副本，相当于将s传入函数
x1 = 40
s1 = "hello world"
# 这里相当于退出函数，在函数外部输出x变量和s变量
print(x,s)

执行这段代码的输出结果与上图完全一致。

现在让我们再来看看下面的代码。在这段代码中，变量x和变量y的数据类型分别是字典和列表。

x = {"a":30, "b":20}
y = ["a","b","c"]

def test(x,y):
    x["a"] = 100
    y[1] = "abcd"
test(x,y)
print(x,y)

程序运行结果如下图所示。

我们可以看到，如果将字典和列表变量传入函数，在函数内部修改字典和列表变量的值，是可以影响x变量和y变量的。这就涉及到一个值传递和引用传递的问题了。如果传递的变量类型是数值、字符串、布尔等类型，那么就是值传递，如果传递的变量类型是序列、对象（后面的章节介绍）等复合类型，就是引用传递。

值传递就是在传递时，将自身复制一份，而在函数内部接触到的参数实际上是传递给函数的变量的副本，修改副本的值自然不会影响到原始变量了。而像序列、对象这样的复合类型的变量，在传入函数时，实际上也将其复制了一份，但复制的不是变量中的数据，而是变量的引用。因为这些复合类型在内存是用一块连续或不连续的内存空间保存中，要想找到这些复合类型的数据，必须得到这些内存空间的首地址，而这个首地址就是复合类型数据的引用。因此，如果将复合类型的变量传入函数，复制的是内存空间的首地址，而不是首地址指向的内存空间本身。对于本例来说，在函数内部访问的x和y与在函数外部定义的x和y指向同一个内存空间，所以修改内存空间中的数据，自然会影响到函数外部的x变量和y变量中的值。

现在我们已经知道了，如果要想在函数内部修改参数变量的值，从而在函数退出时，仍然保留修改痕迹，那么就要向函数传入复合类型的变量。这一点非常有用，我们利用函数的这个特性对某些经常使用的代码进行抽象，这样会使代码更简洁，也更容易维护。例7.3将代码抽象演绎到了极致。

本例定义了一个名为data的字典类型变量，字典data有3个key：d、names和products。其中d对应的值类型是一个字典，names和products对应的值类型都是列表。要求从控制台输入这3个key对应的值。多个值之间用逗号分隔。如“Bill,Mike,John”，在输入完数据后，通过程序将由逗号分隔的字符串转换成字典或列表。如果要转换为字典，列表偶数位置的元素为key，奇数位置的元素为value。如“a,10,b,20”转换为字典后的结果是“{a:10,b:20}”。最后输出字典data，要将每一个key和对应的值在同一行输出，不同的key和对应的值在不同行输出。可能这个描述看着有点复杂，不过不要紧，我们还是先看代码吧！

# 未使用函数抽象的代码实现
data = {}
# 下面的代码初始化字典data和key的值
data["d"] = {}
data["names"] = []
data["products"] = []
print("请输入字典数据，key和value之间用逗号分隔")
# 从控制台输入key为d的值
dictStr = input(":")
# 将以逗号分隔的字符串转换为列表
list = dictStr.split(",")
keys = []
values = []
# 将列表拆分成keys和values的两个列表
for i in range(len(list)):
    # key
    if i % 2 == 0:
        keys.append(list[i])
    else:
        values.append(list[i])
# 利用zip和dict函数将keys和values两个列表合并成一个字典，
# 并利用update方法将该字典追加到key为d的值的后面。
data["d"].update(dict(zip(keys,values)))

print("请输入姓名，多个姓名之间用逗号分隔")
# 从控制台输入key为names的值
nameStr = input(":")
# 将以逗号分隔的字符串转换为列表
names = nameStr.split(",")
# 将列表names追加到key为names的值的后面
data["names"].extend(names)

print("请输入产品，多个产品之间用逗号分隔")
# 从控制台输入key为products的值
productStr = input(":")
# 将以逗号分隔的字符串转换为列表
products = productStr.split(",")
# 将列表products追加到key为products的值的后面
data["products"].extend(products)
# 输出字典data中的数据，每一个key和对应的值是一行
for key in data.keys():
    print(key,":",data[key])

程序运行结果如下图所示。

如果从功能上看，上面的代码实现的很完美。不过问题是，如果要对多个字典进行同样操作呢？是不是要将这些代码复制多份？这太麻烦了，而且会造成代码极大的冗余。那么接下来，我们就用函数对这段代码进行抽象，将经常使用的代码段提炼处理封装在函数中。

在抽象代码之前，我们要先看看有哪些代码可以被抽象出来。本例可以抽象出来的代码有如下几种。

? 初始化字典data

? 从控制台输入以逗号分隔的字符串，并将其转换为列表或字典

? 输出字典data

其中初始化字典data和输出字典data这两段代码都很简单，也很容易抽象，而第2点需要费电脑子，由于字典data中有的value是字典类型，有的value是列表类型，所以就要求这个函数既可以将字符串转换为列表，又可以将字符串转换为字典。本例采用了一个flag参数进行控制，flag是布尔类型，如果该变量的值为True，表示将字符串转换为列表，如果为False，表示将字符串转换为字典。

为了一步到位，干脆将这些抽象出来的函数放到一个单独的Python脚本文件中，然后通过import作为模块导入这些函数。下面先来实现这些函数。

# 初始化函数
def init(data):
    data["d"] = {}
    data["names"] = []
    data["products"] = []
# 从控制台采集数据，并转化为列表或字典的函数，flag为True将字符串转换为列表，为False，转换为字典
# msg表示提示文本，为了方便，这里假设输入的数据以逗号分隔，也可以将分隔符通过函数参数传入
def inputListOrDict(flag,msg):
print(msg)
# 从控制台输入字符串
inputStr = input(":")
# 将字符串用逗号拆分成列表
    list = inputStr.split(",")
    # 返回列表
    if flag:
        return list
    # 下面的代码将list转换为字典，并返回这个字典
    keys = []
    values = []
    result = {}
    for i in range(len(list)):
        # key
        if i % 2 == 0:
            keys.append(list[i])
        else:
            values.append(list[i])
    # 返回字典
return dict(zip(keys,values))

# 输出字典中的数据
def outDict(data):
    for key in data.keys():
        print(key,":",data[key])

在上面的代码中定义了3个函数：init、inputListOrDict和outDict，分别用来初始化字典、从控制台输入字符串，并将其转换为列表或字典、以及在控制台输出字典。下面我们利用这3个函数处理两个字典：data1和data2。

# 导入dataman.py中的所有函数
from dataman import *
# 定义字典data1
data1 = {}
# 定义字典data2
data2 = {}
# 初始化data1
init(data1)
# 初始化data2
init(data2)
# 从控制台输入字符串，并将其转换为字典，最后追加到key为d的值的后面
data1["d"].update(inputListOrDict(False, "请输入字典数据，key和value之间用逗号分隔"))
# 从控制台输入字符串，并将其转换为列表，最后追加到key为names的值的后面
data1["names"].extend(inputListOrDict(True, "请输入姓名，多个姓名之间用逗号分隔"))
# 从控制台输入字符串，并将其转换为列表，最后追加到key为products的值的后面
data1["products"].extend(inputListOrDict(True, "请输入产品，多个产品之间用逗号分隔"))

# 下面的代码与对data1的操作类似
data2["d"].update(inputListOrDict(False, "请输入字典数据，key和value之间用逗号分隔"))
data2["names"].extend(inputListOrDict(True, "请输入姓名，多个姓名之间用逗号分隔"))
data2["products"].extend(inputListOrDict(True, "请输入产品，多个产品之间用逗号分隔"))
# 输出data1
outDict(data1)
# 输出data2
outDict(data2)

程序运行结果如下图所示。

怎么样，利用函数将经常使用的代码抽象成了3个函数，是不是在使用起来很方便呢？尤其在处理多个字典的情况下更是如此。