Python中默认函数参数的生命周期

Question

我刚开始学习Python，遇到了默认参数的概念。

Python文档中提到，函数的默认参数值仅在第一次遇到def语句时计算一次。这导致不可变和可变默认函数参数的值之间存在很大差异。

>>> def func(a,L=[]):
      L.append(a)
      return L
>>> print(func(1))
[1]
>>> print(func(2))
[1, 2]

这里的可变函数参数L保留了最后分配的值（因为默认值不像在C中一样在函数调用期间计算）。

在Python中，函数默认参数值的生命周期是整个程序的生命周期（就像C语言中的静态变量一样）吗？

编辑：

>>> Lt = ['a','b']
>>> print(func(3,Lt))
['a', 'b', 3]
>>> print(func(4))
[1, 2, 4]

在函数调用期间，例如func(3,Lt)，L的默认值被保留，不会被Lt覆盖。

那么默认参数有两个内存吗？一个是实际默认值（具有程序范围），另一个是传递给它的对象时的内存（具有函数调用的作用域）？

- ParokshaX

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我认为关键点在于def是Python中的一个语句，会被执行。默认参数在函数创建时被计算，而不是在调用函数时计算。 - Steven Rumbalski

在你的编辑中，第一次调用函数时，你传递了一个新列表到函数中，因此默认参数在那一刻被忽略了。那个列表（Lt）在函数返回后不再被函数引用。 - Martijn Pieters

如果你在调用 func() 时没有传入第二个参数，那么本地名称 L 将引用默认值列表，如果你传入一个列表 Lt，那么 L 将引用该列表。 在这两种情况下，当函数返回时，该引用将被清除，L 将不再存在。然而，它所引用的值仍然存在，因为它有其他名称引用它。 - Martijn Pieters

CPython使用引用计数；每个值都计算有多少引用指向它。一旦计数达到0，该值就会被销毁。有一个垃圾回收程序可以发现循环引用并打破它们以帮助此过程。 - Martijn Pieters

Answer 1

由于参数是函数对象的属性，它通常与函数具有相同的生命周期。通常情况下，函数从其模块被加载的那一刻开始存在，直到解释器退出。

然而，Python 函数是一等对象，您可以在早期删除对该函数的所有引用（动态地）。垃圾回收器随后可能会回收该函数并回收默认参数：

>>> def foo(bar, spam=[]):
...     spam.append(bar)
...     print(spam)
... 
>>> foo
<function foo at 0x1088b9d70>
>>> foo('Monty')
['Monty']
>>> foo('Python')
['Monty', 'Python']
>>> foo.func_defaults
(['Monty', 'Python'],)
>>> del foo
>>> foo
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'foo' is not defined

请注意您可以直接访问func_defaults属性（在Python 3中为__defaults__），它是可写的，因此您可以通过重新赋值该属性来清除默认值。

- Martijn Pieters

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默认值的生命周期难道不能比函数的生命周期更短吗？foo.func_defaults = ([],) - Steven Rumbalski

@StevenRumbalski：确实，该属性是可写的。 - Martijn Pieters

@MartijnPieters 所以默认参数会在函数引用存在的时候一直存在于内存中吗？ '>>> Lt = ['a','b']

print(func(3,Lt)) ['a', 'b', 3] print(func(4)) [1, 2, 4]'

所以默认参数有两个内存？一个是实际的默认值，另一个是当对象传递给它时的内存？ - ParokshaX

@SamEmrys：不，这就是重点；它是一个默认值，并且是直接操作的默认值。列表是可变的，它们是对其他值的引用序列。您可以从该序列中添加和删除引用。因此，函数默认指向一个列表，并且该列表被直接操作。这就是更改在调用函数之间保持不变的原因。 - Martijn Pieters

@MartijnPieters 是的，我明白了...函数默认参数存储在func_defaults属性中（在Python 3中为__defaults__），以列表形式呈现。 - ParokshaX

@SamEmrys：是元组，没错，你懂了。 :-) - Martijn Pieters

Answer 2

它的寿命至少与函数对象相同（除非出现异常情况）。因此，如果加载它的模块被所有其他模块卸载，并且没有其他引用，则函数对象及其成员可能会被销毁。

由于Python是垃圾回收的，从实际意义上讲，您不需要担心这个问题。如果对象逃逸并且程序的其他部分有引用，它将一直存在。

如果您的观点是希望依赖该对象存在并且不被重置，那么是的，您可以这样做，除非有一些异常情况卸载了模块，或者您有一些代码将默认值存储在函数对象的变量中进行赋值。

- Marcin

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任何具有对默认值的引用的活动对象都将保持该值的存活状态，即使函数已卸载。因此，使用问题中的定义，X=func('q')将为X提供对列表的引用，该列表将包含由其他函数调用附加的'q'和任何其他内容。删除func()，X将保持列表的存活状态。 - Jerry B

@JerryB 是的，这并不与我所说的相矛盾。 - Marcin