Python：可变默认参数问题解析

技术背景

在Python中，函数的默认参数在函数定义时就会被求值，并且这个值会在后续函数调用中保持不变。对于不可变对象（如整数、字符串、元组等），这通常不会产生问题，但对于可变对象（如列表、字典等），可能会导致意外的结果，这就是所谓的“可变默认参数”问题。这一问题常常让Python新手感到困惑，因为它违反了一些人对于函数默认参数行为的预期，也就是“最少惊讶原则”。

实现步骤

1. 可变默认参数问题的表现

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

print(foo())  # 第一次调用，输出 [5]
print(foo())  # 第二次调用，输出 [5, 5]

在这个例子中，每次调用foo函数时，如果没有提供参数，就会使用默认的空列表。由于默认参数在函数定义时就被求值，并且每次调用函数时使用的都是同一个列表对象，所以每次调用都会在同一个列表上进行修改。

2. 问题的原因

函数在Python中是一等对象，默认参数可以看作是函数对象的“成员数据”。函数定义时，默认参数的值会被计算并存储在函数对象中，后续每次调用函数时，如果没有提供该参数，就会使用存储在函数对象中的默认值。

3. 解决方案

方案一：使用`None`作为默认值

def foo(a=None):
    if a is None:
        a = []
    a.append(5)
    return a

print(foo())  # 第一次调用，输出 [5]
print(foo())  # 第二次调用，输出 [5]

在这个方案中，我们使用None作为默认值，在函数内部检查参数是否为None，如果是，则创建一个新的列表。这样每次调用函数时，如果没有提供参数，都会使用一个新的列表。

方案二：使用深拷贝

import copy

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

print(foo())  # 第一次调用，输出 [5]
print(foo())  # 第二次调用，输出 [5]

在这个方案中，我们使用copy.deepcopy函数对默认参数进行深拷贝，这样每次调用函数时都会使用一个新的列表对象。

核心代码

# 有问题的代码
def foo(a=[]):
    a.append(5)
    return a

# 解决方案一：使用None作为默认值
def foo_solution1(a=None):
    if a is None:
        a = []
    a.append(5)
    return a

# 解决方案二：使用深拷贝
import copy
def foo_solution2(a=[]):
    a = copy.deepcopy(a)
    a.append(5)
    return a