Что такое *args и **kwargs в Python?

Функции — это жизнь. Правда? Если вы только начали осваивать Python, неважно — первый ли это ваш язык программирования, или вы пришли в Python из другого языка, то вы уже знаете о том, что количество параметров в объявлении функции соответствует количеству аргументов, которые передают функции при вызове.



Это — основы. Это то, что помогает людям понимать окружающий мир. Но утверждение «количество параметров равно количеству аргументов» закладывает в голову новичка бомбу замедленного действия, которая срабатывает после того, как он увидит в объявлении функции таинственные конструкции *args или **kwargs.

Не позволяйте всяким значкам загонять себя в ступор. Тут нет ничего архисложного. В общем-то, если эти конструкции вам незнакомы — предлагаю с ними разобраться.

Позиционные и именованные аргументы

Для того чтобы разобраться с *args и **kwargs, нам нужно освоить концепции позиционных (positional) и именованных (keyword) аргументов.

Сначала поговорим о том, чем они отличаются. В простейшей функции мы просто сопоставляем позиции аргументов и параметров. Аргумент №1 соответствует параметру №1, аргумент №2 — параметру №2 и так далее.

def printThese(a,b,c):
   print(a, "is stored in a")
   print(b, "is stored in b")
   print(c, "is stored in c")
printThese(1,2,3)
"""
1 is stored in a
2 is stored in b
3 is stored in c
"""

Для вызова функции необходимы все три аргумента. Если пропустить хотя бы один из них — будет выдано сообщение об ошибке.

def printThese(a,b,c):
   print(a, "is stored in a")
   print(b, "is stored in b")
   print(c, "is stored in c")
printThese(1,2)
"""
TypeError: printThese() missing 1 required positional argument: 'c'
"""

Если при объявлении функции назначить параметру значение по умолчанию — указывать соответствующий аргумент при вызове функции уже необязательно. Параметр становится опциональным.

def printThese(a,b,c=None):
   print(a, "is stored in a")
   print(b, "is stored in b")
   print(c, "is stored in c")
printThese(1,2)
"""
1 is stored in a
2 is stored in b
None is stored in c
"""

Опциональные параметры, кроме того, можно задавать при вызове функции, используя их имена.

В следующем примере установим три параметра в значение по умолчанию None и взглянем на то, как их можно назначать, используя их имена и не обращая внимания на порядок следования аргументов, применяемых при вызове функции.

def printThese(a=None,b=None,c=None):
   print(a, "is stored in a")
   print(b, "is stored in b")
   print(c, "is stored in c")
printThese(c=3, a=1)
"""
1 is stored in a
None is stored in b
3 is stored in c
"""

Оператор «звёздочка»

Оператор * чаще всего ассоциируется у людей с операцией умножения, но в Python он имеет и другой смысл.

Этот оператор позволяет «распаковывать» объекты, внутри которых хранятся некие элементы. Вот пример:

a = [1,2,3]
b = [*a,4,5,6]
print(b) # [1,2,3,4,5,6]

Тут берётся содержимое списка a, распаковывается, и помещается в список b.

Как пользоваться *args и **kwargs

Итак, мы знаем о том, что оператор «звёздочка» в Python способен «вытаскивать» из объектов составляющие их элементы. Знаемы мы и о том, что существует два вида параметров функций. Вполне возможно, что вы уже додумались до этого сами, но я, на всякий случай, скажу об этом. А именно, *args — это сокращение от «arguments» (аргументы), а **kwargs — сокращение от «keyword arguments» (именованные аргументы).

Каждая из этих конструкций используется для распаковки аргументов соответствующего типа, позволяя вызывать функции со списком аргументов переменной длины. Например — создадим функцию, которая умеет выводить результаты, набранные учеником в тесте:

def printScores(student, *scores):
   print(f"Student Name: {student}")
   for score in scores:
      print(score)
printScores("Jonathan",100, 95, 88, 92, 99)
"""
Student Name: Jonathan
100
95
88
92
99
"""

Я не использовал при объявлении функции конструкцию *args. Вместо неё у меня — *scores. Нет ли тут ошибки? Ошибки здесь нет. Дело в том, что «args» — это всего лишь набор символов, которым принято обозначать аргументы. Самое главное тут — это оператор *. А то, что именно идёт после него, особой роли не играет. Благодаря использованию * мы создали список позиционных аргументов на основе того, что было передано функции при вызове.

После того, как мы разобрались с *args, с пониманием **kwargs проблем быть уже не должно. Имя, опять же, значения не имеет. Главное — это два символа **. Благодаря им создаётся словарь, в котором содержатся именованные аргументы, переданные функции при её вызове.

def printPetNames(owner, **pets):
   print(f"Owner Name: {owner}")
   for pet,name in pets.items():
      print(f"{pet}: {name}")
printPetNames("Jonathan", dog="Brock", fish=["Larry", "Curly", "Moe"], turtle="Shelldon")
"""
Owner Name: Jonathan
dog: Brock
fish: ['Larry', 'Curly', 'Moe']
turtle: Shelldon
"""

Итоги

Вот несколько советов, которые помогут вам избежать распространённых проблем, возникающих при работе с функциями, и расширить свои знания:

• Используйте общепринятые конструкции *args и **kwargs для захвата позиционных и именованных аргументов.
• Конструкцию **kwargs нельзя располагать до *args. Если это сделать — будет выдано сообщение об ошибке.
• Остерегайтесь конфликтов между именованными параметрами и **kwargs, в случаях, когда значение планируется передать как **kwarg-аргумент, но имя ключа этого значения совпадает с именем именованного параметра.
• Оператор *можно использовать не только в объявлениях функций, но и при их вызове.

Уважаемые читатели! Какими параметрами вы чаще всего пользуетесь при объявлении Python-функций?