8.4　传递列表

你经常会发现，向函数传递列表很有用，这种列表包含的可能是名字、数字或更复杂的对象（如字典）。将列表传递给函数后，函数就能直接访问其内容。下面使用函数来提高处理列表的效率。

假设有一个用户列表，我们要问候其中的每位用户。下面的示例将一个名字列表传递给一个名为greet_users() 的函数，这个函数问候列表中的每个人：

greet_users.py

  1.   def greet_users(names):
  2.       """向列表中的每位用户都发出简单的问候"""
  3.       for name in names:
  4.           msg = "Hello, " + name.title() + "!"
  5.           print(msg)
  7. ❶ usernames = ['hannah', 'ty', 'margot']
  8.   greet_users(usernames)
  10.  
  11.  
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我们将greet_users() 定义成接受一个名字列表，并将其存储在形参names 中。这个函数遍历收到的列表，并对其中的每位用户都打印一条问候语。在❶处，我们定义了一个用户列表——usernames ，然后调用greet_users() ，并将这个列表传递给它：

  1. Hello, Hannah!
  2. Hello, Ty!
  3. Hello, Margot!
  5.  
  6.  
  7.  
  8.  
  9.  
  10.  
  11.  

输出完全符合预期，每位用户都看到了一条个性化的问候语。每当你要问候一组用户时，都可调用这个函数。

8.4.1　在函数中修改列表

将列表传递给函数后，函数就可对其进行修改。在函数中对这个列表所做的任何修改都是永久性的，这让你能够高效地处理大量的数据。

来看一家为用户提交的设计制作3D打印模型的公司。需要打印的设计存储在一个列表中，打印后移到另一个列表中。下面是在不使用函数的情况下模拟这个过程的代码：

printing_models.py

  1. # 首先创建一个列表，其中包含一些要打印的设计
  2. unprinted_designs = ['iphone case', 'robot pendant', 'dodecahedron']
  3. completed_models = []
  5. # 模拟打印每个设计，直到没有未打印的设计为止
  6. #  打印每个设计后，都将其移到列表completed_models中
  7. while unprinted_designs:
  8.     current_design = unprinted_designs.pop()
  10.     #模拟根据设计制作3D打印模型的过程
  11.     print("Printing model: " + current_design)
  12.     completed_models.append(current_design)
  14. # 显示打印好的所有模型
  15. print("\nThe following models have been printed:")
  16. for completed_model in completed_models:
  17.     print(completed_model)
  19.  
  20.  
  21.  
  22.  
  23.  
  24.  
  25.  

这个程序首先创建一个需要打印的设计列表，还创建一个名为completed_models 的空列表，每个设计打印都将移到这个列表中。只要列表unprinted_designs 中还有设计，while 循环就模拟打印设计的过程：从该列表末尾删除一个设计，将其存储到变量current_design 中，并显示一条消息，指出正在打印当前的设计，再将该设计加入到列表completed_models 中。循环结束后，显示已打印的所有设计：

  1. Printing model: dodecahedron
  2. Printing model: robot pendant
  3. Printing model: iphone case
  5. The following models have been printed:
  6. dodecahedron
  7. robot pendant
  8. iphone case
  10.  
  11.  
  12.  
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  14.  
  15.  
  16.  

为重新组织这些代码，我们可编写两个函数，每个都做一件具体的工作。大部分代码都与原来相同，只是效率更高。第一个函数将负责处理打印设计的工作，而第二个将概述打印了哪些设计：

  1. ❶ def print_models(unprinted_designs, completed_models):
  2.       """
  3.       模拟打印每个设计，直到没有未打印的设计为止
  4.       打印每个设计后，都将其移到列表completed_models中
  5.       """
  6.       while unprinted_designs:
  7.           current_design = unprinted_designs.pop()
  9.           # 模拟根据设计制作3D打印模型的过程
  10.           print("Printing model: " + current_design)
  11.           completed_models.append(current_design)
  13. ❷ def show_completed_models(completed_models):
  14.       """显示打印好的所有模型"""
  15.       print("\nThe following models have been printed:")
  16.       for completed_model in completed_models:
  17.           print(completed_model)
  19.   unprinted_designs = ['iphone case', 'robot pendant', 'dodecahedron']
  20.   completed_models = []
  22.   print_models(unprinted_designs, completed_models)
  23.   show_completed_models(completed_models)
  25.  
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  27.  
  28.  
  29.  
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  31.  

在❶处，我们定义了函数print_models() ，它包含两个形参：一个需要打印的设计列表和一个打印好的模型列表。给定这两个列表，这个函数模拟打印每个设计的过程：将设计逐个地从未打印的设计列表中取出，并加入到打印好的模型列表中。在❷处，我们定义了函数show_completed_models() ，它包含一个形参：打印好的模型列表。给定这个列表，函数show_completed_models() 显示打印出来的每个模型的名称。

这个程序的输出与未使用函数的版本相同，但组织更为有序。完成大部分工作的代码都移到了两个函数中，让主程序更容易理解。只要看看主程序，你就知道这个程序的功能容易看清得多：

  1. unprinted_designs = ['iphone case', 'robot pendant', 'dodecahedron']
  2. completed_models = []
  4. print_models(unprinted_designs, completed_models)
  5. show_completed_models(completed_models)
  7.  
  8.  
  9.  
  10.  
  11.  
  12.  
  13.  

我们创建了一个未打印的设计列表，还创建了一个空列表，用于存储打印好的模型。接下来，由于我们已经定义了两个函数，因此只需调用它们并传入正确的实参即可。我们调用print_models() 并向它传递两个列表；像预期的一样，print_models() 模拟打印设计的过程。接下来，我们调用show_completed_models() ，并将打印好的模型列表传递给它，让其能够指出打印了哪些模型。描述性的函数名让别人阅读这些代码时也能明白，虽然其中没有任何注释。

相比于没有使用函数的版本，这个程序更容易扩展和维护。如果以后需要打印其他设计，只需再次调用print_models() 即可。如果我们发现需要对打印代码进行修改，只需修改这些代码一次，就能影响所有调用该函数的地方；与必须分别修改程序的多个地方相比，这种修改的效率更高。

这个程序还演示了这样一种理念，即每个函数都应只负责一项具体的工作。第一个函数打印每个设计，而第二个显示打印好的模型；这优于使用一个函数来完成两项工作。编写函数时，如果你发现它执行的任务太多，请尝试将这些代码划分到两个函数中。别忘了，总是可以在一个函数中调用另一个函数，这有助于将复杂的任务划分成一系列的步骤。

8.4.2　禁止函数修改列表

有时候，需要禁止函数修改列表。例如，假设像前一个示例那样，你有一个未打印的设计列表，并编写了一个将这些设计移到打印好的模型列表中的函数。你可能会做出这样的决定：即便打印所有设计后，也要保留原来的未打印的设计列表，以供备案。但由于你将所有的设计都移出了unprinted_designs ，这个列表变成了空的，原来的列表没有了。为解决这个问题，可向函数传递列表的副本而不是原件；这样函数所做的任何修改都只影响副本，而丝毫不影响原件。

要将列表的副本传递给函数，可以像下面这样做：

  1. function_name(list_name[:])
  4.  
  5.  
  6.  
  7.  
  8.  
  9.  
  10.  

切片表示法[:] 创建列表的副本。在print_models.py中，如果不想清空未打印的设计列表，可像下面这样调用print_models() ：

  1. print_models(unprinted_designs[:], completed_models)
  3.  
  4.  
  5.  
  6.  
  7.  
  8.  
  9.  

这样函数print_models() 依然能够完成其工作，因为它获得了所有未打印的设计的名称，但它使用的是列表unprinted_designs 的副本，而不是列表unprinted_designs 本身。像以前一样，列表completed_models 也将包含打印好的模型的名称，但函数所做的修改不会影响到列表unprinted_designs 。

虽然向函数传递列表的副本可保留原始列表的内容，但除非有充分的理由需要传递副本，否则还是应该将原始列表传递给函数，因为让函数使用现成列表可避免花时间和内存创建副本，从而提高效率，在处理大型列表时尤其如此。

动手试一试

8-9 魔术师 ：创建一个包含魔术师名字的列表，并将其传递给一个名为show_magicians() 的函数，这个函数打印列表中每个魔术师的名字。

8-10 了不起的魔术师 ：在你为完成练习8-9而编写的程序中，编写一个名为make_great() 的函数，对魔术师列表进行修改，在每个魔术师的名字中都加入字样“the Great”。调用函数show_magicians() ，确认魔术师列表确实变了。

8-11 不变的魔术师 ：修改你为完成练习8-10而编写的程序，在调用函数make_great() 时，向它传递魔术师列表的副本。由于不想修改原始列表，请返回修改后的列表，并将其存储到另一个列表中。分别使用这两个列表来调用show_magicians() ，确认一个列表包含的是原来的魔术师名字，而另一个列表包含的是添加了字样“the Great”的魔术师名字。