Python默认参数为什么不能随便使用列表和字典？

面试官问："下面这段代码有什么问题？"

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

print(add_item("Python"))   # ['Python']
print(add_item("Go"))       # ['Python', 'Go']

第二次调用返回['Python', 'Go']而不是['Go']，多数人第一次遇到时都会卡住。问题的根源在于：默认参数在函数定义时创建，所有调用共享同一个对象。

简要回答

Python默认参数在函数定义时求值并创建对象，存储在函数对象的属性中。 每次调用时，如果不传递该参数，形参就绑定到这个已经存在的默认对象。

对于可变对象（列表、字典、集合），多次调用会修改同一个对象，导致前一次调用的副作用累积到下一次调用。

正确做法是用None作为默认值，函数内判断并创建新对象：

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

详细回答

默认参数何时创建

函数定义时，Python解释器执行def语句，会：

1. 创建函数对象。
2. 计算默认参数表达式的值，创建默认对象。
3. 把默认对象存储在函数对象的__defaults__属性中。

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

print(add_item.__defaults__)  # ([],)

__defaults__是一个元组，包含所有默认参数对象。这个元组在函数定义时创建，之后不会改变。

多次调用共享同一个对象

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

list1 = add_item("Python")
list2 = add_item("Go")
list3 = add_item("C++")

print(list1)  # ['Python', 'Go', 'C++']
print(list2)  # ['Python', 'Go', 'C++']
print(list3)  # ['Python', 'Go', 'C++']
print(list1 is list2)  # True，三个名字指向同一个列表

每次调用时，如果不传递items参数，形参items就绑定到__defaults__[0]指向的那个列表。三次调用都修改同一个列表，所以list1、list2、list3实际上是同一个对象。

正确的写法

用None作为哨兵值，函数内判断并创建新对象：

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

print(add_item("Python"))   # ['Python']
print(add_item("Go"))       # ['Go']

每次调用时，如果items是None，就创建一个新列表。不同调用之间不再共享对象。

默认字典同理

def add_score(name, score, scores={}):
    scores[name] = score
    return scores

print(add_score("Alice", 90))  # {'Alice': 90}
print(add_score("Bob", 85))    # {'Alice': 90, 'Bob': 85}

两次调用共享同一个字典，第二次调用看到了第一次的副作用。

正确写法：

def add_score(name, score, scores=None):
    if scores is None:
        scores = {}
    scores[name] = score
    return scores

不可变对象作为默认值没有问题

def greet(name, prefix="Hello"):
    return f"{prefix}, {name}!"

print(greet("Alice"))         # Hello, Alice!
print(greet("Bob", "Hi"))     # Hi, Bob!

字符串、整数、元组等不可变对象不能被修改，每次操作都会创建新对象，不会累积副作用。

利用默认参数实现缓存

有些场景下，共享可变默认参数是故意的：

def fibonacci(n, cache={}):
    if n in cache:
        return cache[n]
    if n <= 1:
        return n
    cache[n] = fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2)
    return cache[n]

print(fibonacci(10))  # 55
print(fibonacci.__defaults__)  # ({0: 0, 1: 1, 2: 1, ...},)

cache在所有调用之间共享，避免重复计算。但这种写法容易让阅读代码的人困惑，更推荐用functools.lru_cache装饰器或全局变量。

知识拓展

Q1：为什么Python要在定义时求值默认参数？

设计决策。定义时求值让默认参数可以是任意表达式，包括函数调用、类实例化等。如果改成调用时求值，会增加运行时开销，且让默认参数的行为更难预测。

Q2：如何查看函数的默认参数？

访问__defaults__属性：

def example(a, b=10, c=[]):
    pass

print(example.__defaults__)  # (10, [])

关键字参数的默认值在__kwdefaults__中。

Q3：传递参数时会覆盖默认值吗？

会。传递参数后，形参绑定到传入的对象，不再使用默认值：

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

my_list = ["existing"]
result = add_item("new", my_list)
print(result)    # ['existing', 'new']
print(my_list)   # ['existing', 'new']，外部列表被修改

Q4：能在定义时就创建多个独立的默认对象吗？

不能。def只执行一次，默认参数对象只创建一次。想要每次调用都得到新对象，只能在函数内创建。

Q5：PyLint或Flake8会检测这个问题吗？

会。静态检查工具会对可变默认参数发出警告（W0102 / dangerous-default-value）。IDE通常也会高亮提示。