Python 函数参数是可变对象为什么不好？

Source

• 《Fluent Python》chapter 8

总结

先上代码

class Bus1:
    def __init__(self, passengers=None):
        if passengers is None:
            self.passengers = [ ]
        else:
            self.passengers = list(passengers)

    def pick(self, name):
        self.passengers.append(name)

    def drop(self, name):
        self.passengers.remove(name)


class Bus2:
    def __init__(self, passengers=[]):
            self.passengers = passengers

    def pick(self, name):
        self.passengers.append(name)

    def drop(self, name):
        self.passengers.remove(name)


class Bus3:
    def __init__(self, passengers=None):
        if passengers is None:
            self.passengers = [ ]
        else:
            self.passengers = passengers

    def pick(self, name):
        self.passengers.append(name)

    def drop(self, name):
        self.passengers.remove(name)


class Bus4:
    def __init__(self, passengers=[]):
        self.passengers = list(passengers)

    def pick(self, name):
        self.passengers.append(name)

    def drop(self, name):
        self.passengers.remove(name)

上面的代码实现了几个校车类别， 但是只有Bus1是最优实现，Bus2, Bus3都有各自的问题。
Bus2的代码比Bus1更简练，看起来是更聪明的代码，但是其问题如下：

Bus2 Error

tBus2并没有搭载任何乘客，但是其乘客列表里却出现了 tBus1上的乘客 Bob。这是为什么呢？这是因为在模块加载的时候，函数定义的默认值就已经创建对象保存在 __defaults__中了，如下图所示

那么，任何空乘客列表实例化的 Bus2的 self.passengers都将成为之前函数定义时创建的默认列表的别名，也就是说共同指向同一个对象，就会出现之前图像中出现的问题。
Bus3相比 Bus1只在 __init__函数中的 self.passengers=passengers一句，而就是这么一句，造成了如下的错误，

Bus3 Error

放到现实中，这是什么错误呢，校篮球队的 Alice乘坐了一趟校车，从校车上下来之后就被篮球队除名了， Alice很无奈。这个就是 Python按引用传递引起的问题，传入的 basketball_team里面的内容被修改了，因为 self.passengers参数被指定为传入的 passengers参数的别名，所以对 self.passengers也会引起 basketball_team的内容发生改变。
而 Bus1的实现中，使用 list()（浅）复制了 passengers对象，这样就可以避免出现这种问题了。此外，使用 list()还可以使得传入的参数多样化，可以是元组、集合或者其他的可迭代对象，并且保证了 pick()和 drop()方法中列表相关函数使用的合法性，可谓是非常完美。嗯，对了， Bus1这种编程方式叫做 防御式编程(defensive programming)。
提一句 Bus4，是综合 Bus2和 Bus1给出的一个实现，小小测试了一下，并不会出现上述问题，会不会是一种好的实现呢？

One More Thing

Fluent Python在豆瓣上评分很高，果然奇书。另外，推荐一下它推荐的神奇网站Python Tutor，对于理解Python的内部机制很有用，而且这个网站是开源的，对应的源代码在github上。

感想

感觉高级语言的很多特性的理解还是是基于编译原理（还没有学）的，比如说引用和别名，是不是其实在CPU执行的时候，全部已经换成了对应对象的内存地址，对于CPU来说根本就不存在这些东西。