Python编程中，我们有时会给函数或方法提供默认参数。然而，这种做法在某些情况下可能会导致意想不到的行为，尤其是当默认参数是可变对象（例如列表、字典或类实例对象）时。本文将通过几个具体的例子来解释这个问题，并提供解决方案。
问题示例
示例一：HauntedBus类
首先，考虑以下HauntedBus类：
class HauntedBus: """A bus model haunted by ghost passengers""" def __init__(self, passengers=[]): self.passengers = passengers def pick(self, name): self.passengers.append(name) def drop(self, name): self.passengers.remove(name)
在这个类中，passengers参数有一个默认值[]。现在，我们创建两个HauntedBus实例，并向第一个实例添加乘客：
bus1 = HauntedBus() bus1.pick("小明") bus1.pick("小红") print(bus1.passengers) # 输出: ['小明', '小红'] bus2 = HauntedBus() print(bus2.passengers) # 输出: ['小明', '小红']
你可能会预期bus2的乘客列表应该是空的，但实际输出表明它包含了bus1的乘客。这是为什么呢？
示例二：使用字典作为默认参数
def add_entry(key, value, dictionary={}): dictionary[key] = value return dictionary d1 = add_entry('name', 'Alice') print(d1) # 输出: {'name': 'Alice'} d2 = add_entry('age', 30) print(d2) # 输出: {'name': 'Alice', 'age': 30}
在这个例子中，dictionary参数的默认值是一个空字典。第一次调用add_entry函数时，向字典中添加了键值对'name': 'Alice'。第二次调用时，字典中已经有了之前添加的键值对，所以又添加了键值对'age': 30。发现两次调用共享了同一个字典。
示例三：使用自定义类对象作为默认参数
class DefaultObject: def __init__(self): self.data = [] print("DefaultObject Init") def add_to_default(obj=DefaultObject()): obj.data.append(1) return obj.data result1 = add_to_default() print(result1) # 输出: [1] result2 = add_to_default() print(result2) # 输出: [1, 1]
在这个例子中，obj参数的默认值是一个DefaultObject实例。第一次调用add_to_default函数时，向data列表中添加了数字1。第二次调用时，data列表中已经有了一个1，所以又添加了一个1。发现两次调用共享了同一个DefaultObject实例。
原因解析
在Python中，默认参数是在函数定义的时候只初始化一次的，而不是每次调用函数时重新初始化。如果默认参数是一个可变类型/对象，那么后续对这个函数的调用将共享同一个默认参数对象。
解决方案
为了解决这个问题，我们可以使用None作为默认参数值，并在函数内部进行检查和初始化。这样每次创建新实例时都会创建一个新的可变对象，从而避免不同实例或调用之间共享同一个默认参数对象。
修复后的HauntedBus类
class HauntedBus: """A bus model haunted by ghost passengers""" def __init__(self, passengers=None): if passengers is None: passengers = [] self.passengers = passengers def pick(self, name): self.passengers.append(name) def drop(self, name): self.passengers.remove(name)
现在，我们再次创建两个HauntedBus实例并测试：
bus1 = HauntedBus() bus1.pick("小明") bus1.pick("小红") print(bus1.passengers) # 输出: ['小明', '小红'] bus2 = HauntedBus() print(bus2.passengers) # 输出: []
这样，每个实例都有自己独立的乘客列表，不会相互影响。
修复后的add_entry函数
def add_entry(key, value, dictionary=None): if dictionary is None: dictionary = {} dictionary[key] = value return dictionary d1 = add_entry('name', 'Alice') print(d1) # 输出: {'name': 'Alice'} d2 = add_entry('age', 30) print(d2) # 输出: {'age': 30}
通过将默认参数设置为None并在函数内部进行初始化，每次调用add_entry函数时都会创建一个新的字典，从而避免不同调用之间共享同一个字典。
修复后的add_to_default函数
class DefaultObject: def __init__(self): self.data = [] print("DefaultObject Init") def add_to_default(obj=None): if obj is None: obj = DefaultObject() obj.data.append(1) return obj.data result1 = add_to_default() print(result1) # 输出: [1] result2 = add_to_default() print(result2) # 输出: [1]
通过将默认参数设置为None并在函数内部进行初始化，每次调用add_to_default函数时都会创建一个新的DefaultObject实例，从而避免不同调用之间共享同一个实例。
结论
在Python中使用默认参数时，尤其是可变对象，必须小心处理。通过使用None作为默认值并在函数内部进行初始化，可以避免默认参数带来的潜在陷阱。希望这些例子能帮助你理解并避免类似的问题。
