Interview Questions for Python

2023/12/03
Categories:technology
Tags:computer scienceinterviewpythonDjangoFlask
常见的Python面试题

Python ​

  1. 多线程

    • GIL：全局解释器锁，Python 中的一个线程对应于 C 语言中的一个线程，GIL 使得同一时刻只有一个线程在一个 CPU 上执行字节码，无法将多个线程映射到多个 CPU 上执行。GIL 会根据执行的字节码行数以及时间片释放 GIL，GIL 在遇到 IO 操作时主动释放。

    • 多线程的作用：对于 IO 密集型程序，多线程能够提高程序的执行效率，提高程序的响应速度。

    • 实现多线程的方式：threading 模块、multiprocessing 模块、concurrent.futures 模块、asyncio 模块。

      • threading 模块：创建线程的方式，创建线程的方式有两种，一种是直接调用 threading.Thread()方法，另一种是继承 threading.Thread 类并重写 run()方法。

      • multiprocessing 模块：创建进程的方式，创建进程的方式有两种，一种是直接调用 multiprocessing.Process()方法，另一种是继承 multiprocessing.Process 类并重写 run()方法。

      • futures 模块：线程池和进程池，使用线程池和进程池的方式有两种，一种是直接调用 concurrent.futures.ThreadPoolExecutor()方法或 concurrent.futures.ProcessPoolExecutor()方法，另一种是继承 concurrent.futures.ThreadPoolExecutor 类或 concurrent.futures.ProcessPoolExecutor 类并重写 run()方法。

      • asyncio 模块：协程，使用协程的方式有两种，一种是直接调用 asyncio.coroutine()方法，另一种是使用 async 关键字。

  2. 常用数据结构

    • 列表：list，有序，可变，可重复，可嵌套，可切片，可迭代，可排序，可比较，可拼接，可删除，可修改，可增加，可查找，可遍历，可推导，可转换，可复制，可清空，可删除，可获取长度，可获取最大值，可获取最小值，可获取索引，可获取元素。本质是可变长度的数组。
    • 元组：tuple，有序，不可变。本质是固定长度、不可变的数组。
    • 字典：dict，无序，可变。本质是伪随机探测的哈希表。
    • 集和：set，无序，可变，不可重复。本质是空值的哈希表。

  3. 拷贝

    • 直接赋值：a = b，a 和 b 指向同一个对象，修改 a 会影响 b，修改 b 会影响 a。
    • 浅拷贝：a = b.copy()，拷贝 b 的父对象，引用子对象，复杂子对象的修改会互相影响。切片，工厂函数，copy.copy()都是浅拷贝。
    • 深拷贝：a = copy.deepcopy(b)，a 和 b 指向不同的对象，修改 a 不会影响 b，修改 b 不会影响 a。

  4. 装饰器

    • 装饰器的作用：在不修改原函数的情况下，为原函数添加新的功能。

    • 装饰器的实现：使用闭包实现装饰器，使用 functools.wraps()装饰内部函数。使用@符号将装饰器应用到函数上。

    • 装饰器的分类：无参装饰器、有参装饰器、类装饰器、装饰器链。

    • example：

      python
      def decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        print('before')
        result = func(*args, **kwargs)
        print('after')
        return result
    return wrapper

@decorator
def func():
    print('func')

func()

  5. 生成器

    • 定义：生成器是使用 yield 关键字返回一个函数，生成器的本质是一个迭代器。

    • 使用next()方法获取生成器的下一个元素，使用send()方法向生成器发送数据。

    • 作用：生成器可以节省内存，提高程序的执行效率。

    • example：

      python
      def generator():
    for i in range(10):
        yield i

for i in generator():
    print(i)

  6. 闭包

    • 闭包的作用：闭包是一个函数，它可以访问其他函数内部的变量，闭包可以将函数内部的变量保存在内存中，闭包可以避免使用全局变量。

    • 闭包的实现：使用闭包的方式有两种，一种是使用嵌套函数，另一种是使用类。

    • example：

      python
      def outer():
    a = 1
    def inner():
        print(a)
    return inner

func = outer()
func()

  7. "+"问题及优化

    • "+"问题：字符串是不可变的，使用"+"拼接字符串时，每次都会创建一个新的字符串对象，然后将原字符串对象和新的字符串对象拼接，连续使用"+"拼接字符串时，会产生大量的临时字符串对象，占用大量的内存空间，影响程序的执行效率。
    • 优化：使用列表代替字符串，使用"".join()方法拼接字符串。

  8. "=="和"is"的区别

    • "=="：比较两个对象的值是否相等。
    • "is"：比较两个对象的内存地址是否相等。

  9. 垃圾回收机制

    • 当 python 的某个对象引用计数为 0 时，该对象就要成为被回收的对象。Del 对象后，垃圾回收启动，将所占内存清空。垃圾回收时，python 不进行其他任务，频繁回收，会降低工作效率。分配对象和取消分配对象差值高于阈值时，才会启动回收。

  10. 内存管理方式：引用计数、标记清除、分代回收（内存池）。

    • 引用计数：当 python 的某个对象引用计数为 0 时，该对象就要成为被回收的对象。Del 对象后，垃圾回收启动，将所占内存清空。垃圾回收时，python 不进行其他任务，频繁回收，会降低工作效率。分配对象和取消分配对象差值高于阈值时，才会启动回收。
    • 标记清除：标记清除是一种垃圾回收算法，它分为两个阶段，第一个阶段是标记阶段，第二个阶段是清除阶段。标记阶段从根对象开始，遍历所有的可达对象，将可达对象进行标记，未被标记的对象就是垃圾对象。清除阶段将垃圾对象进行清除，将垃圾对象所占的内存空间进行回收。
    • 分代回收：分代回收是一种垃圾回收算法，它将对象分为三代，新创建的对象放在第 0 代，第 0 代满了之后，将第 0 代中的存活对象复制到第 1 代，第 1 代满了之后，将第 1 代中的存活对象复制到第 2 代，第 2 代满了之后，将第 2 代中的存活对象复制到第 0 代，依次循环。

  11. 循环引用处理：

    • 延迟导入；
    • 将from module import package改为import module.package；
    • 重新组织代码结构；
    • 使用弱引用。

  12. 文件操作注意事项：打开模式、异常处理、文件对象的关闭，接收缓冲区的大小。

    python
    with open('test.txt', 'r', encoding='utf-8') as f:
    f.read()

  13. 调试方式：

    • 断点打印
    • 断言
    • 日志
    • IDE 调试
    • pdb 调试

  14. 面向对象三大特性：封装、继承、多态。

    • 封装：将数据和方法封装到类中，数据和方法只对类的内部可见，对外部不可见。
    • 继承：子类继承父类的属性和方法。
    • 多态：同一种事物的多种形态。

  15. python 的语言特性：面向对象、动态类型、强类型、解释型、可扩展，代码可读性好。

  16. 拦截器和修饰器的区别：

    • 拦截器：拦截器是一种机制，允许在视图处理前后执行自定义的逻辑。在请求到达视图函数或类之前，请求可能会经过一个或多个拦截器，这些拦截器可以执行诸如身份验证、日志记录等操作。
    • 修饰器：修饰器是一种语法糖，用于修饰函数或类，修饰器可以在不修改原函数或类的情况下，为原函数或类添加新的功能。

  17. Python2 和 Python3 的区别：

    Python2Python3
    printprint "hello"print("hello")
    编码ASCIIUnicode
    整除3/2=13/2=1.5
    异常except Exception, e:except Exception as e:
    xrange有无
    input无有
    Unicode无有
    模块无有
    长整型无有
    迭代迭代器生成器
    urlliburllib2urllib
    不等号<>!=
    除法///
    f-string无有

  18. xrange 和 range 的区别：

    • xrange：返回一个生成器，节省内存，适用于循环。
    • range：返回一个列表，占用内存，适用于索引。(python3 已弃用 xrange,range 默认返回一个生成器)

  19. enumerate 的作用：

    • enumerate 是一个内置函数，它可以将一个可迭代对象转换为枚举对象，枚举对象包含了索引和值。

    • example：

      python
      for index, value in enumerate(['a', 'b', 'c']):
    print(index, value)

  20. zip 的作用：

    • zip 是一个内置函数，它可以将多个可迭代对象打包成一个元组，然后返回一个可迭代对象。

    • example：

      python
      for i in zip([1, 2, 3], ['a', 'b', 'c']):
    print(i)

  21. map 的作用：

    • map 是一个内置函数，它可以将一个函数作用于一个可迭代对象的每个元素，然后返回一个可迭代对象。

        ```python
  def func(x):
      return x + 1

  for i in map(func, [1, 2, 3]):
      print(i)
  ```

Django ​

  1. Django vs Flask

    • Django: 自带 ORM，admin 管理界面, sqlite 数据库和测试组件等内置功能，鼓励快速开发和简洁的设计。但对于性能要求较高的项目，需要对 Django 的一些内置功能进行重构。

    • Flask: 具有高度的灵活性和自由度，核心功能只包含路由分发和模板引擎，可扩展性强，项目组织结构和功能完全由开发者自己决定。

  2. Django 的特点

    • Django 是走大而全的方向，它的目标是帮助开发者快速开发和部署项目。
    • Django 的设计哲学是“不重复造轮子”，它鼓励开发者使用现有的组件，而不是重复开发。它提供了一整套解决方案，包括 ORM、模板引擎、路由系统、中间件、表单、认证系统、缓存、国际化、管理后台、测试等，这些功能都是可插拔的，开发者可以根据自己的需求选择使用。
    • 但是性能扩展性不如 Flask，Django 的一些内置功能会影响性能。
    • 适合中小型项目，或者大型项目的快速开发阶段。

  3. Django 的访问生命周期：

    url -> wsgi -> middleware -> router -> view -> middleware -> response -> wsgi -> url

    1. url 解析
    2. wsgi 将 Web 服务器收到的 HTTP 请求转发给 Django 应用程序.
    3. 中间件是一种机制，允许在视图处理前后执行自定义的逻辑。在这个步骤中，请求可能会经过一个或多个中间件，这些中间件可以执行诸如身份验证、日志记录等操作。
    4. Django 的路由系统会根据 URL 将请求分发到相应的视图函数或类。
    5. 在视图阶段，请求被传递给匹配的视图函数或类，这里进行具体的请求处理逻辑，比如从数据库中获取数据、进行业务逻辑处理等。
    6. 在视图处理完成后，响应会被传递给中间件，中间件可以执行诸如日志记录、缓存等操作。
    7. 在视图函数或类处理完请求后，生成 HTTP 响应，包括响应的内容和状态码等。
    8. 最后，响应通过 WSGI 接口返回给 Web 服务器，然后由 Web 服务器发送给客户端。

  4. 什么是 usgi 和 wsgi

    • WSGI：Web Server Gateway Interface，是一种规范，定义了 Web 服务器如何与 Python 应用程序进行交互，WSGI 规范中定义了两个接口，分别是应用程序接口和服务器网关接口。
    • uWSGI：是一个 Web 服务器，实现了 WSGI 协议，它是一个全功能的 HTTP 服务器，uWSGI 服务器可以独立于 Web 服务器运行，也可以作为 Web 服务器的模块运行。

  5. FBV 和 CBV 的区别

    • FBV：函数视图，将请求和处理逻辑封装在一个函数中。
    • CBV：类视图，将请求和处理逻辑封装在一个类中，类视图继承自 View 类，View 类是一个抽象类，它提供了一些常用的方法，比如 as_view()方法，as_view()方法将类视图转换为函数视图。

  6. MVC 和 MTV 的区别

    • MVC：Model-View-Controller，模型-视图-控制器，模型用于封装数据，视图用于展示数据，控制器用于处理用户的请求。
    • MTV：Model-Template-View，模型-模板-视图，模型用于封装数据，模板用于展示数据，视图用于处理用户的请求。

  7. django 路由中 name 的作用：反向解析路由。

  8. Django 的内置组件：

    • ORM：对象关系映射，将数据库中的表映射为类，将数据库中的字段映射为类的属性，将数据库中的记录映射为类的实例。
    • 模板引擎：Django 提供了一套模板语言，用于将数据渲染到模板中。
    • Admin 管理后台：Django 提供了一个管理后台，可以通过管理后台对数据库中的数据进行增删改查。
    • ModelForm：Django 提供了一个 ModelForm 类，它可以根据模型自动生成表单。
    • Form：Django 提供了一个 Form 类，它可以根据开发者自定义的字段生成表单。
    • 路由系统：Django 提供了一个路由系统，用于将请求分发到相应的视图函数或类。
    • Model：Django 提供了一个 Model 类，它是一个抽象类，开发者可以继承 Model 类，然后定义模型类，模型类对应数据库中的表。

  9. Django 的中间件:

    中间件是一种机制，允许在视图处理前后执行自定义的逻辑。在请求到达视图函数或类之前，请求可能会经过一个或多个中间件，这些中间件可以执行诸如身份验证、日志记录等操作。

  10. Django 的中间件方法：

    • process_request(self, request)：在视图函数或类处理请求前执行。
    • process_view(self, request, view_func, view_args, view_kwargs)：在视图函数或类处理请求前执行，如果 process_request()方法返回 None 或 HttpResponse 对象，则会执行 process_view()方法。
    • process_exception(self, request, exception)：在视图函数或类抛出异常时执行。
    • process_response(self, request, response)：在视图函数或类处理请求后执行。
    • process_template_response(self, request, response)：在视图函数或类处理请求后执行，如果 process_response()方法返回 None 或 HttpResponse 对象，则会执行 process_template_response()方法。

  11. django 中 request 对象的创建时机：

    • 在 WSGIHandler 类的call()方法中创建 request 对象，然后将 request 对象作为参数传递给视图函数或类。

  12. django 的重定向实现

    • 使用 HttpResponseRedirect 类实现重定向，使用 reverse()方法实现反向解析。

  13. django 中 csrf 的实现

    • 在请求中添加 csrf_token，然后在视图函数或类中验证 csrf_token。

  14. 为什么不使用 runserver 部署项目

    • runserver 是一个单线程的开发和测试服务器，使用 uWSGI 部署项目具有更好的性能。

  15. orm 方法

    • all(): 查询所有数据
    • filter(): 查询满足条件的数据
    • exclude(): 查询不满足条件的数据
    • get(): 查询单条数据
    • create(): 创建数据
    • update(): 更新数据
    • delete(): 删除数据
    • order_by(): 排序
    • reverse(): 反转
    • values(): 返回字典
    • values_list(): 返回元组
    • count(): 返回数量
    • exists(): 判断是否存在
    • first(): 返回第一条数据
    • last(): 返回最后一条数据
    • distinct(): 去重

  16. select_related()和prefetch_related()的区别

    • select_related()：一次性将关联的数据查询出来，减少数据库的查询次数，但是会增加内存的消耗。
    • prefetch_related()：分别查询主表和关联表的数据，然后将关联表的数据与主表的数据进行关联，减少内存的消耗，但是会增加数据库的查询次数。

  17. django 的缓存机制

    • Django 的缓存机制是一个抽象层，它可以将缓存的实现与缓存的使用分离，开发者可以根据自己的需求选择使用不同的缓存后端，比如 Memcached、Redis 等。
    • Django 的缓存机制提供了一些常用的方法，比如 get()方法、set()方法、delete()方法等。
    • 三种缓存模式：全站缓存、视图缓存、模板缓存。

  18. F()和Q()的作用

    • F()：用于对模型的字段进行操作，比如对模型的字段进行加减乘除等操作。
    • Q()：用于对查询条件进行操作，比如对查询条件进行与或非等操作。

  19. django 的信号机制

    • Django 的信号机制是一种观察者模式，它允许在信号发送者和信号接收者之间进行解耦，当信号发送者发送信号时，信号接收者会接收到信号并执行相应的操作。
    • Django 的信号机制提供了一些常用的信号，比如 pre_save 信号、post_save 信号、pre_delete 信号、post_delete 信号等。

  20. django 的 form 和 modelform

    • Form：Django 提供了一个 Form 类，它可以根据开发者自定义的字段生成表单。
    • ModelForm：Django 提供了一个 ModelForm 类，它可以根据模型自动生成表单。

  21. django 中执行 sql 语句的方法：raw(), extra(), execute()

  22. django 中如何实现读写分离

    • 使用数据库路由系统实现读写分离，数据库路由系统是一个抽象层，它可以将数据库的读写操作分发到不同的数据库上。
    • 在settings.py中配置数据库路由系统，然后在路由类中实现db_for_read()方法和db_for_write()方法，db_for_read()方法用于将读操作分发到从数据库上，db_for_write()方法用于将写操作分发到主数据库上。

  23. 基于已存在的数据库表创建模型类

    • 使用inspectdb命令生成模型类。

  24. orm 和 sql 的区别

    • ORM：对象关系映射，将数据库中的表映射为类，将数据库中的字段映射为类的属性，将数据库中的记录映射为类的实例。具有开发速度快、可移植性好、可维护性好的优点，但是性能较差。
    • SQL：结构化查询语言，用于操作数据库。执行效率高，性能好。

  25. restful api

    • restful api 是一种软件架构风格，它是一种设计风格，不是标准，它是一种约定俗成的规范。
    • restful api 的设计原则：统一接口、无状态、可缓存、分层系统、按需编码。
    • restful api 的设计规范：使用名词而不是动词、使用复数形式、使用 HTTP 动词、使用 HTTP 状态码、使用 JSON 格式, 使用版本控制, 体现是否为 API, 使用 SSL, 携带请求参数, 使用分页, 使用字段过滤, 使用错误信息, 使用 HATEOAS。

  26. 接口的幂等性

    • 幂等性是指对同一个接口的多次请求，对资源的影响是一致的。
    • 幂等性的实现：使用 HTTP 动词、使用 HTTP 状态码、使用事务。

  27. rpc 和 restful api 的区别

    • rpc：远程过程调用，是一种通信协议，它允许程序调用另一个地址空间的子程序，而不需要程序员显式编码这个远程调用的细节。
    • restful api：restful api 是一种软件架构风格，它是一种设计风格，不是标准，它是一种约定俗成的规范。

  28. 为什么要使用 django rest framework

    • Django REST framework 是一个强大灵活的工具包，用于构建 Web API。
    • Django REST framework 提供了一些常用的功能，比如序列化、反序列化、分页、过滤、排序、认证、权限、版本控制等。
    • Django REST framework 提供了一些常用的类，比如 APIView 类、GenericAPIView 类、ViewSet 类、ModelViewSet 类等。

  29. django rest framework 的序列化和反序列化

    • 序列化：将模型类的实例转换为字典。
    • 反序列化：将字典转换为模型类的实例。

  30. django rest framework 的组件

    • 序列化组件 serializer：用于序列化和反序列化。
    • 路由组件：用于路由。
    • 视图组件：用于视图。
    • 认证组件：用于认证用户。
    • 权限组件：用于权限控制。
    • 频率组件：用于频率控制。
    • 解析器组件：用于解析请求。
    • 渲染器组件：用于渲染响应。
    • 分页组件：用于分页。
    • 版本控制组件：用于版本控制。

  31. django rest framework 的认证和权限

    • 认证：认证是指验证用户的身份，Django REST framework 提供了一些常用的认证组件，比如 SessionAuthentication 组件、BasicAuthentication 组件、TokenAuthentication 组件、JSONWebTokenAuthentication 组件等。
    • 权限：权限是指控制用户对资源的访问权限，Django REST framework 提供了一些常用的权限组件，比如 AllowAny 组件、IsAuthenticated 组件、IsAdminUser 组件、IsAuthenticatedOrReadOnly 组件等。
    • 认证流程：用户发送请求时，通过 APIView 类的 initial()方法获取认证组件，然后调用认证组件的 authenticate()方法进行认证，如果认证成功，则将认证后的用户赋值给 request.user 属性，如果认证失败，则抛出异常。

  32. django rest framework 的频率控制

    • 频率控制是指控制用户对资源的访问频率，Django REST framework 提供了一些常用的频率控制组件，比如 AnonRateThrottle 组件、UserRateThrottle 组件、ScopedRateThrottle 组件等。

  33. 什么是跨域，如何解决跨域问题

    • 跨域是指浏览器不能执行其他网站的脚本，跨域是由浏览器的同源策略造成的，同源策略是浏览器的一种安全策略，它用于限制一个 origin 的文档或者它加载的脚本如何能与另一个源的资源进行交互，跨域是指协议、域名、端口号有一个不同就会产生跨域。
    • 解决跨域问题的方式有两种，一种是使用 JSONP，另一种是使用 CORS。
    • Django 解决跨域问题的方式有两种，一种是使用 django-cors-headers 第三方库，另一种是使用中间件。

  34. 将 dict 转化为 url 参数

    • 使用urllib.parse.urlencode()方法将字典转换为 url 参数。