Избегаем «неожиданного» поведения в Python: изменяемые аргументы по умолчанию

Одной из распространенных «ловушек» для начинающих программистов на Python является использование изменяемых типов данных в качестве аргументов по умолчанию для функций. Давайте рассмотрим типичный пример:

def добавить_элемент(список=[]):
    список.append('новый элемент')
    return список

В этом примере функция добавить_элемент получает один аргумент — список. Если список не передан, используется пустой список в качестве значения по умолчанию. Затем функция добавляет строку ‘новый элемент’ в список и возвращает его.

Теперь представим, что мы вызываем эту функцию несколько раз без аргументов:

print(добавить_элемент())
print(добавить_элемент())
print(добавить_элемент())

Многие ожидают увидеть три раза ‘новый элемент’, ведь каждый раз вызывается функция с пустым списком. Но вывод будет следующим:

['новый элемент']
['новый элемент', 'новый элемент']
['новый элемент', 'новый элемент', 'новый элемент']

Почему так происходит? Причина кроется в том, как Python обрабатывает аргументы по умолчанию. В Python значение аргумента по умолчанию определяется один раз во время определения функции. Это означает, что в нашем примере список создается один раз, когда мы определяем функцию добавить_элемент. Затем каждый раз, когда мы вызываем функцию без аргументов, используется один и тот же список. В итоге элементы накапливаются в списке с каждым вызовом функции.

Есть простой способ обойти эту проблему — использовать None в качестве значения по умолчанию и создавать новый список внутри функции:

def добавить_элемент(список=None):
    if список is None:
        список = []
    список.append('новый элемент')
    return список

Теперь, если мы вызовем функцию несколько раз без аргументов, каждый раз будет создаваться новый список, и результат будет соответствовать ожиданиям:

print(добавить_элемент())
print(добавить_элемент())
print(добавить_элемент())

Вывод:

['новый элемент']
['новый элемент']
['новый элемент']

Таким образом, при работе с функциями в Python важно помнить о том, как обрабатываются аргументы по умолчанию, чтобы избегать «неожиданного» поведения.