Python 面试问题

Python 面试问题

最近正在团队内部普及 Python 语言，有些刚接触 Python 语言的工程师在概念上有很多混淆的地方，刚好看到这篇文章:Python面试问题，里面列举的问题都是关于 Python 基本的常识或者容易混淆的知识点，因此推荐给团队的 Python 初学者。

1. 参数是如何传递的？传值还是传引用？(How are arguments passed – by reference of by value?)

   这个问题的有点c/c++风格，问题的实质是当一个传入的参数在函数体内被更改，那么在函数返回后，函数体外的这个参数变量的值是否改变。最简短的回答是，”都不是”，事实上 Python 里是传对象(call by object)。

   要弄明白这个变量的值是否在函数体外发生变化，需要明白两个概念：

   • Python 里的对象分为有可变(mutable)和不可变(immutable)：数字(int, float)，字符串，元组(tuple)是不可变的，列表(list)，字典(dict)是可变的。
   • 所有的变量都是一个对象的引用。无论对象是否可变，这个变量都可被赋值为另外一个对象。

   因此，如果传入的参数变量指向一个不可变对象，那么在函数体外这个对象的内容永远不会发生变化；如果当传入的参数变量指向一个可变对象，那么这个对象是否发生变化，取决于函数体内部是否改变了这个可变对象的内容。

   下面的例子里，changed函数调用改变了传入对象的内容，unchanged函数将l变量赋值为一个新生成的对象l = l + ["a"]，但原始对象并未发生变化：

   def changed(l):
       l.append("a")  #  change the original object
   
   def unchanged(l):
       l = l + ["a"]  # l + ["a"] will create a new list, instead of changing the original object
   
   l1 = []
   changed(l1)
   # l1 == ["a"]
   
   l2 = []
   unchanged(l2)
   # l2 == []
   

2. 什么是列表和字典推导(list and dict comprehensions)？你能给个例子吗？

   列表/字典推导是一种语法糖(syntax sugar)，用来简化列表和字典的生成。根据第三版的”Learning Python”，列表推导的执行速度快于通常的循环，但并不确保以后的 Python 版本也是这个结果。

   # simple iteration
   a = []
   for x in range(10):
       a.append(x*2)
   # a == [0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18]
   
   # list comprehension
   a = [x*2 for x in range(10)]
   
   # dict comprehension
   a = {x: x*2 for x in range(10)}
   # a == {0: 0, 1: 2, 2: 4, 3: 6, 4: 8, 5: 10, 6: 12, 7: 14, 8: 16, 9: 18
   
   # set comprehension
   a = {x**2 for x in range(10) if x % 2 == 0}
   # a == set([0, 16, 4, 64, 36])
   

   列表推导是典型的 Pythonic 的代码书写方式。

3. 什么是 PEP 8？

   PEP 8 定义的是 Python 代码规范，告诉你如何书写可读性强，更好维护的代码。详细内容请参考PEP 8 官方文档。Sublime Text编辑工具带有 PEP 8 格式检测插件，所存盘的文件都应当符合 PEP 8 的规范。

4. 你使用虚拟环境(virtual environment)吗？

   很多 Python 程序员认为，包括我自己也是这样的观点，virtual environment是一个非常有用的工具，用来孤立你的开发和运行环境，特别是当需要同时开发多个项目，基于不同的 Python 版本以及运行库的时候。每当新建一个项目，或者clone一个已存在项目的时候，我都会按照下面的步骤建立和使用虚拟环境：

   # create virtual env
   virtualenv --no-site-packages --python=python3.2 ./venv
   
   # activate virtual env
   source ./venv/bin/activate
   # install requirements
   pip install -r requirements.txt
   
   #.....
   # update requirements
   pip freeze > requirements.txt
   

5. 如何计算列表里所有元素的和？如何计算列表里所有元素的乘积？

   这个问题相当简单，但需要记住一点，你需要用 Pythonic 的方式来解答这个问题：

   # 计算列表内所有元素的和, 包括基本loop方式，sum函数方式，以及使用reduce函数
   
   # the basic way
   s = 0
   for x in range(10):
       s += x
   
   # the right way
   s = sum(range(10))
   
   # the other way
   from operator import add
   s = reduce(add, range(10))
   
   # 计算列表内所有元素的乘积
   
   # the basic way
   s = 1
   for x in range(1, 10):
       s = s * x
   
   # the other way
   from operator import mul
   reduce(mul, range(1, 10))
   

6. 你能列出列表(list)和元组(tuple)的区别吗？举例子说明用法的不同。

   列表和元组是 Python 里最基本的两个数据类型：

   • 首先，列表对象是可变的(mutable)，但元组不是；
   • 其次，元组可被哈希(hashed)，例如可以用作字典对象的键值(key)；

   至于例子，地图上的地理坐标可以用二元组表示，而地图上的路径可以用坐标点列表来表示。

7. 你知道range和xrange的区别吗？

   range函数返回的是一个列表对象，xrange返回的是一个xrange对象。他们的主要区别是：

   • 内存的占用不同。列表对象已经在内存中存在了，而xrange对象永远占 用同样的内存大小，无论需要生成的range有多大。
   • xrange对象不能使用列表对象的切片函数，也就是说 range(10)[3:5]能工作，但是xrange(10)[3:5]就不工作了。

   类似的问题还有：map和itertools.imap的区别？filter和itertools.ifilter的区别？清楚这些区别，你就能知道怎样更有效地使用这些函数。

8. 请说出一些 python2.x 与 python3.x 之间的区别。

   如果你经常看网上的文章，你肯定能说出一些区别：

   • python3.x 的字符串都是unicode；
   • python3.x 中print是函数，而不是语句；
   • python3.x 中使用range代替了xrange，删除了xrange函数；
   • python3.x 中全部类(class)都是新类型(new style)；
   • python3.x 支持更简单的unpack方式，如first, *middle, last = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]

   如果你一条区别也说不出来，至少说明你对 Python 的关注度不够。

9. 什么是修饰器(Decorator)？你能说出它的用途吗？

   修饰器(Decorator)也是一种非常 Pythonic 的方式，它可以让你非常方便地注入(inject)或者修改函数和类的代码。换句话说，修饰器允许你包装函数和类方法，在执行原始代码之前和之后执行其他的代码。修饰器语法能带来很多非常有意思的编码方式，例如：

   • 内存缓存

       def memoize(f):
           memo = {}  #  将结果缓存在memo字典对象中，key是参数，value是结果。
           def helper(x):
               if x not in memo:
                   memo[x] = f(x)
               return memo[x]
           return helper
     
       # 修饰fib函数，任何fib函数的调用，将首先察看是否已经有缓存的结果
       @memoize
       def fib(n):
           if n == 0:
               return 0
           elif n == 1:
               return 1
           else:
               return fib(n-1) + fib(n-2)
     
       print(fib(40))  #  102334155
     

   • 参数检测

       def argument_test_natural_number(f):
           def helper(x):
               if type(x) == int and x > 0:
                   return f(x)
               else:
                   raise Exception("Argument is not an integer")
           return helper
     
       @argument_test_natural_number
       def faculty(n):
           if n == 1:
               return 1
           else:
               return n * faculty(n-1)
     
       for i in range(1,10):
           print(i, faculty(i))
       # 1 1
       # 2 2
       # 3 6
       # 4 24
       # 5 120
       # 6 720
       # 7 5040
       # 8 40320
       # 9 362880
     
       faculty(-1) # 使用非法的参数调用faculty函数，这将raise一个exception
       # Exception: Argument is not an integer
     

10. with语句及其用法？

    简单地说，with语句允许你在进入和/或退出指定的代码块的时候，执行特定的代码。最常用的例子是使用with句打开文件。为了在你自己定义的对象上使用with语句，你必须定义__enter__和__exit__方法。

    更多的信息你可以查看理解 Python 的 with 语句。

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除了原文列举上述问题，下面知识点也是 Python 面试中很可能被问到的：

• Package/Module的定义，以及模块加载原则；
• 如何构建你自己的类型，如列表(list)，字典(dict)，迭代器(iterator)；
• 生成器(generator)的概念以及使用方式；
• built-in 类型和函数；
• 对象属性的操作原理，如dict，getattr，getattribute，描述 器(descriptor)；
• 元类编程(metaclass)的概念，以及如何使用；
• 如何进行Package/Module的打包和分发；
• 什么是WSGI；
• 字符串的处理和正则表达式；
• 如何操作json和xml数据；

另外，还必须尽可能地多了解 Python 语言最为强大的 库函数。

http://xiaocong.github.io/blog/2013/06/16/python-interview-question-and-answer/