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本文档主要介绍如何使用 Python 进行面向对象编程，需要读者对 Python 语法和单片机开发具有基本了解。相比其他讲解 Python 面向对象编程的博客或书籍而言，本文档更加详细、侧重于嵌入式上位机应用，以上位机和下位机的常见串口数据收发、数据处理、动态图绘制等为应用实例，同时使用 Sourcetrail 代码软件对代码进行可视化阅读便于读者理解。

相关示例代码获取链接如下：https://github.com/leezisheng/Python-OOP-Demo

正文

位置参数（Positional Arguments）

位置参数是最常见的参数类型，它们的值由调用函数时的位置决定。函数定义中的参数顺序决定了它们在函数调用时的对应关系。例如：

def greet(name, age):
    print(f"Hello {name}, you are {age} years old.")

greet("Alice", 30)
# 输出: Hello Alice, you are 30 years old.

在这个例子中，name 和 age 是位置参数，greet 函数在调用时，"Alice" 对应 name，30 对应 age。

关键字参数（Keyword Arguments）

关键字参数允许你在调用函数时明确指定参数的名称。它们可以与位置参数混合使用，但关键字参数必须在位置参数之后提供。

def greet(name, age):
    print(f"Hello {name}, you are {age} years old.")

greet(name="David", age=28)
# 输出: Hello David, you are 28 years old.

在这个例子中，name 和 age 被作为关键字参数传递。这样可以提高代码的可读性，并允许你在调用函数时以任意顺序指定参数。

默认参数（Default Arguments）

默认参数允许你在函数定义时为参数提供默认值。如果调用函数时没有传递这些参数，则使用默认值。例如：

def greet(name, age=25):
    print(f"Hello {name}, you are {age} years old.")

greet("Bob")
# 输出: Hello Bob, you are 25 years old.

greet("Charlie", 40)
# 输出: Hello Charlie, you are 40 years old.

在这个例子中，age 参数有一个默认值 25。如果调用 greet 函数时没有提供 age 的值，它将使用这个默认值。

可变参数

在 Python 中，除去传统的位置传参、关键字参数和默认传参外，还有可变参数传参和可变关键字传参两种方式，接下来为大家讲解一下。在下面的示例中，我们定义了一个函数可以打印传递到函数中的两个字符串：

def print_str(first, second):
    print(first, second)

print_str("hello", "world")

如果传一个参数调用，print_str("hello")，那么一定会抛出异常。如果我们事先不确定需要传递的字符串数量，这时可以利用 Python 可变参数进行实现。可变参数是指可以接受任意数量参数的参数。在 Python 中，可变参数可以通过在参数名前加上一个星号*来定义，这样函数就可以接受任意数量的位置参数。

可变参数在定义函数时常用 *args 来接受，其中 * 是规定的，args 可用其他名称替换，但一般习惯用 args 来表示。可变参数在传入函数后，被封装成一个 tuple 来进行使用。所以我们在函数内部，可以通过操作 tuple 的方法来操作参数。示例代码如下：

def print_str(first_str, *args):
    print(type(args))
    print(args)
    print(first_str)
    for n in args:
        print(n)

print_str("hello", "world","i","am","coming")

如下为运行结果：

如果在函数外已经定义一个 list 或者 tuple，想调用一个可变参数，也可以用 *+ 变量名的形式进行调用，（这种用法有点类似 C 语言中的指针），此时在函数调用时，会对传入的元组参数进行一个解包功能，每一个元素自动作为函数的位置参数。示例如下：

def print_str(first_str, *args):
    print(type(args))
    print(args)
    print(first_str)
    for n in args:
        print(n)

l=["world","i","am","coming"]
print_str("hello",*l)

运行结果如下：

可变参数允许你传入 0 个或任意个参数，这些可变参数在函数调用时自动组装为一个 tuple,而可变关键字参数允许你传入 0 个或任意个含参数名的参数，这些关键字参数在函数内部自动组装为一个 dict。

可变关键字参数使用 kwargs 来标识，它用于扩展函数的功能。比如我们要实现用户注册，有必输项和非必输项，这些非必输项就可以用可变关键字参数来接受。

示例代码如下：

def register(name, email, **kwargs):
    print("name: {}, age: {}, others: {}".format(name, email, kwargs))
    for i in kwargs:
        print(str(i)+":"+kwargs[i])

register("demon", "1@1.com", addr="shanghai",gender="male", birthday="2022-03-31")

运行结果如下：

对于关键字参数，函数的调用者可以传入任意不受限制的关键字参数。至于到底传入了哪些，就需要在函数内部通过 kwargs 检查。如果要限制关键字参数的名字，就可以用命名关键字参数，例如，只接收 addr 和 gender 作为关键字参数。这种方式定义的函数如下：

def register(name, email,*,addr,gender):
    print("name: {}, age: {}, addr: {}, gender: {}".format(name, email, addr,gender))

register("demon", "1@1.com", addr="shanghai",gender="male")

和关键字参数**kw 不同，命名关键字参数需要一个特殊分隔符，后面的参数被视为命名关键字参数。命名关键字参数必须传入参数名，这和位置参数不同。 在定义函数时，参数顺序必须是：必选（位置）参数 -> 默认参数 -> 可变位置参数 -> 可变关键字参数。

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