Код
def add_to_list$x,lst=[]$:
lst.append$x$ return lst
имеет семантику, которую часто считают «неожиданной», но она полностью соответствует правилам Python. Вот что важно знать и почему так происходит.

Что происходит $коротко$

Значение параметра по умолчанию lst = вычисляется один раз — в момент определения функции $когдавыполняетсяоператорdef$, а не при каждом вызове.В результате каждый раз, когда вы вызываете add_to_list$\dots$ без явного второго аргумента, используется один и тот же объект списка. Поскольку список изменяем $mutable$, изменения $append$ сохраняются между вызовами.

Пример поведения

add_to_list$1$ $$1$$ add_to_list$2$ $$1,2$$ add_to_list$3,[]$ $$3$$ # передали новый список — всё нормально
add_to_list$4$ $$1,2,4$$ # продолжает накапливаться в одном списке по умолчанию

Фундаментальные концепции языка, задействованные здесь

Значения параметров по умолчанию вычисляются один раз при определении функции $см.спецификациюPython$.В Python имена в переменных ссылаются на объекты; списки — изменяемые объекты. Когда вы изменяете список, вы меняете сам объект, на который ссылаются все ссылки.Следствие: если дефолтный объект изменяемый, вызовы без параметра будут видеть эти изменения $разделяемоесостояние$.Дополнительно: этот дефолтный объект хранится в атрибуте функции defaults и живёт, пока живёт объект функции $т.е.небудетудалёнсборщиком$.

Когда такое поведение может быть желательным

Если вы намеренно хотите сохранить состояние между вызовами функции $например,кеширование,накопление$, то использование изменяемого дефолта — допустимый приём. Но это должно быть явным и задокументированным.

Корректные альтернативы $собъяснениемплюс/минус$

1) Сентинел None $рекомендуемыйисамыйраспространённый$ def add_to_list$x,lst=None$:
if lst is None:
lst = lst.append$x$ return lst

Преимущества:

Проста и понятна.Не разделяет состояние между вызовами.Работает корректно, когда ожидается «новый пустой список» по умолчанию.

Недостатки:

Если вы хотите позволить явно передавать None как валидный аргумент, этот приём не подходит $нообычноэтоненужно$.

Важное замечание: не стоит писать lst = lst or — это неправильно, если допустимым и значимым аргументом является пустой список $пустойсписок—falsy$, такой код создаст новый список и перезапишет переданный пустой список.

2) Использовать уникальный объект-сентинел
_SENTINEL = object def add_to_list$x,lst{=}_{S}ENTINEL$:
if lst is _SENTINEL:
lst = lst.append$x$ return lst

Преимущества:

Явно отличает «параметр не передан» от «передан None».Более формально и безопасно в редких случаях, когда None тоже может быть валидным входом.

Недостатки:

Немного более многословно.

3) Возвращать новый список $функциональныйстиль,безизменениявходного$ def add_to_list$x,lst=None$:
if lst is None:
lst = new = lst + $$x$$ # или new = list$lst$; new.append$x$ return new

Преимущества:

Нет побочных эффектов на входной список.Подходит для иммутабильного/функционального стиля программирования.

Недостатки:

Создаётся копия списка при каждом вызове — накладные расходы по времени и памяти.

4) Передача фабрики $реже$ def add_to_list$x,factory=list$:
lst = factory lst.append$x$ return lst

Преимущества:

Гибкость: можно передать кастомный класс/фабрику.

Недостатки:

Немного необычно в API функции, и фабрика вызывается всегда $еслинужнотолькоприотсутствииаргумента—комбинируйтесNone$.

5) Если вы действительно хотите сохранять состояние между вызовами — используйте это сознательно
def counter$val,storage=$:
storage$${}^{\prime }su{m}^{\prime }$$ = storage.get${}^{\prime }su{m}^{\prime },0$ + val
return storage$${}^{\prime }su{m}^{\prime }$$

Преимущества:

Удобный приём для кэша/накопления.

Недостатки:

Побочные эффекты, может путать пользователей функции, проблемы для многопоточности, тестируемости.

Дополнительные замечания

Можно посмотреть значение дефолтов через add_to_list.defaults — там хранится кортеж дефолтных объектов.Использование изменяемого дефолта удерживает объект в памяти $покаживётфункция$, что иногда влияет на жизненный цикл объектов.В многопоточном окружении общий дефолтный объект — источник гонок, требуется синхронизация.

Краткий вывод
Поведение функции обусловлено тем, что дефолтные значения вычисляются один раз при определении функции, а списки — изменяемые объекты. Если вы не хотите, чтобы состояние накапливалось между вызовами, используйте паттерн «None-сентинел + создание нового списка внутри функции» $илиуникальныйобъект-сентинел$, либо возвращайте новую копию списка. Если же вы хотите аккумулировать состояние — используйте изменяемый дефолт осознанно и документируйте это.