Python 为什么不建议使用可变对象作为函数默认参数？

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因为 Python 的默认参数在函数定义时求值一次，不是每次调用都重新创建。把列表、字典、集合这类可变对象作为默认参数，会导致多次调用共享同一个对象，产生意外状态残留。

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典型错误写法：

def add_item(item, items=[]):
    items.append(item)
    return items

print(add_item("a"))  # ['a']
print(add_item("b"))  # ['a', 'b']

很多人期待第二次调用返回 ['b']，但实际返回 ['a', 'b']。原因是 items=[] 只在函数定义时执行一次，之后每次没有传 items 时都会复用同一个列表。

推荐写法是使用 None 作为哨兵值：

def add_item(item, items=None):
    if items is None:
        items = []
    items.append(item)
    return items

这样每次没有传入列表时，函数内部都会创建一个新的列表。

需要注意：默认参数不是不能用，而是不要用“会被修改的可变对象”做默认值。不可变对象如 None、数字、字符串、元组通常没问题。

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一、默认参数的求值时机

Python 函数定义语句执行时，会创建函数对象，同时计算默认参数表达式。

def f(x=[]):
    return x

执行到这段代码时，[] 会被创建一次，并保存在函数对象的默认参数里。之后每次调用 f()，如果调用者没有传 x，Python 就取出这同一个列表对象作为参数。

可以用 __defaults__ 观察：

def f(x=[]):
    x.append(1)
    return x

print(f.__defaults__)  # ([],)
f()
print(f.__defaults__)  # ([1],)

默认列表本身被修改了，所以函数对象里的默认值也变了。

二、为什么这个设计存在

这不是 Python 的 bug，而是语言设计的一部分。默认值在定义时求值，有两个好处：

不需要每次调用都重新计算默认表达式；
默认值可以捕获定义时的对象或配置。

例如：

import time

def created_at(ts=time.time()):
    return ts

这里 ts 是函数定义时的时间，不是每次调用的时间。它可能不是你想要的行为，但它是符合规则的。

同理：

def connect(timeout=3):
    ...

3 是不可变整数，不会被修改，所以没有风险。

三、可变默认参数的典型坑

最常见的是列表累积：

def collect(value, bucket=[]):
    bucket.append(value)
    return bucket

还有字典缓存误用：

def set_option(key, value, options={}):
    options[key] = value
    return options

第二个函数每次调用都会污染同一个 options 字典。

这类问题难排查，因为单次调用看起来正常，多次调用或单元测试顺序变化时才会暴露。

四、标准写法：None 哨兵

更稳的写法是：

def collect(value, bucket=None):
    if bucket is None:
        bucket = []
    bucket.append(value)
    return bucket

为什么用 is None，而不是 if not bucket？

因为空列表、空字典、空字符串都是假值。调用者可能明确传入一个空列表，函数应该尊重这个参数，而不是误以为没有传。

def f(items=None):
    if items is None:
        items = []

这个判断表达的是“参数缺省”，不是“参数内容为空”。

五、什么时候可变默认参数反而能用

少数情况下，开发者会有意利用这个特性做缓存：

def fib(n, cache={0: 0, 1: 1}):
    if n not in cache:
        cache[n] = fib(n - 1) + fib(n - 2)
    return cache[n]

但面试和工程代码里不建议把它作为常规写法。更清晰的方式是使用 functools.lru_cache：

from functools import lru_cache

@lru_cache
def fib(n):
    if n < 2:
        return n
    return fib(n - 1) + fib(n - 2)

显式工具比隐藏在默认参数里的状态更容易读懂，也更容易维护。

六、常见误区与追问

易错点：默认参数挂在函数对象上，而不是挂在“某一次调用”上。看到 def f(x=[])，要把它想成函数对象里长期保存着同一个列表。

误区：默认参数会在每次调用函数时重新创建。 Python 是在执行 def 语句、创建函数对象时计算默认值；后续调用缺省参数时复用这个对象，所以列表、字典、集合会留下历史修改。
追问：为什么 None 哨兵要用 is None 判断？ 因为 None 是单例，is 表达身份判断；同时空列表、空字典、0、空字符串都是假值，用 if not items 会把调用者明确传入的空容器误判成“没传”。
误区：所有默认参数都危险。 不可变对象如整数、字符串、None 通常安全；真正危险的是默认对象会被原地修改，例如 append、update、add。
追问：默认参数里写 time.time() 会发生什么？ 它会在函数定义时执行一次，而不是每次调用都更新时间；如果需要调用时刻，应把默认值设为 None，在函数体内调用 time.time()。
误区：可变默认参数永远不能出现。 它可以被刻意用作隐藏缓存，但这会把状态藏在函数签名里，工程上通常不如 lru_cache、实例属性或显式缓存对象清楚。
追问：怎么在排查线上问题时确认是不是默认参数共享？ 可以打印 func.__defaults__ 或连续调用两次最小复现；如果第二次结果带着第一次的数据，基本就是默认可变对象被复用了。

七、加强记忆

默认参数不是“调用时创建”，而是“定义时创建”。不可变默认值通常安全，可变默认值一旦被修改，就会在多次调用之间共享状态。写函数时先问自己：这个默认对象会不会被改？如果会，就用 None 做哨兵，在函数内部创建新对象。

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