面向对象基础及py类常考问题
什么是面向对象编程？
Object Oriented Programming(OOP)
把对象作为基本单元, 把对象抽象成类(class) 包含成员和方法
数据封装, 继承, 多态
? Py中使用类来实现, 过程式编程(函数), OOP(类)
Py中如何创建类?
class Person(object): #py3 直接class Person
def __init__(self, name, age):
self.name = name
self.age = age
def print_name(self):
print('my name is {}'.format(self.name))
成员|方法|私有属性|魔术方法
组合与继承
优先使用组合而非继承
组合是使用其他的类实例作为自己的一个属性(Has-a 关系)
? 子类继承父类的属性和方法(is a 关系)
? 优先使用组合保持代码简单
? 之前实现栈/队列使用组合
类变量和实例变量的区别
区分类变量和实例变量
类变量由所有实例共享
? 实例变量由实例单独享有, 不同实例之间不影响
? 当我们需要一个类的不同实例之间共享变量的时候使用类变量
class Person:
Country = 'china' #类变量
def __init__(self, name):
self.name = name #实例属性/变量
def print_name(self):
print(self.name)
laowang = Person('laowang')
laoli = Person('laoli')
laoli.print_name()
print(laowang.Country)
print(laoli.Country)
classmethod/staticmethod区别
都可以通过Class.method()的方式使用
classmethod第一个参数是cls, 可以引用类变量，为了使用类变量
staticmethod使用起来和普通函数一样, 只不过放在类里去组织 是代码组织的需要, 完全可放到类之外
class Person:
Country = 'china' #类变量
def __init__(self, name):
self.name = name #实例属性/变量
@classmethod
def print_country(cls):
print(cls.Country)
@staticmethod
def join_name(first_name, last_name):
return last_name + first_name #last_name
什么是元类？ 使用场景
元类(Meta Class)是创建类的类
元类允许我们控制类的生成, 比如修改类的属性等
? 使用type来定义元类
? 元类最常见的一个使用场景就是ORM框架
__new__ 生成实例 __init__ 初始化
总结
什么是面向对象？py如何使用类
? 组合vs继承 类变量vs实例变量 classmethod vs staticmethod
? 元类的创建和使用
py装饰器常见考题
什么是装饰器
Decorator
py中一切皆对象, 函数也可以当做参数传递
装饰器是接受函数作为参数, 添加功能后返回一个新函数的函数(类)
py中通过@使用装饰器
编写一个记录函数耗时的装饰器
import time
def log_time(func): #接受一个函数作为参数
def _log(*args, **kwargs):
beg = time.time()
res = func(*args, **kwargs)
print('use time: {}'.format(time.time()-beg))
return res
return _log
@log_time #@装饰器语法糖
def mysleep():
time.sleep(1)
newsleep = log_time(mysleep)
newsleep()
如何使用类编写装饰器
import time
class LogTime:
def __call__(self, func):
def _log(*args, **kwargs):
beg = time.time()
res = func(*args, **kwargs)
print('use time: {}'.format(time.time()-beg))
return _log
@LogTime()
def mysleep2():
time.sleep(1)
mysleep2()
如何给装饰器增加参数？
使用类装饰器比较方便实现装饰器参数
class LogTimeParams:
def __init__(self, use_int=False):
self.use_int = use_int
def __call__(self, func):
def _log(*args, **kwargs):
beg = time.time()
res = func(*args, **kwargs)
if self.use_int:
print('use time: {}'.format(int(time.time()-beg)))
else:
print('use time: {}'.format(time.time()-beg))
return res
return _log
设计模式：
创建型,结构型,行为型 23种设计模式
创建型模式 py应用面试题
常见创建型设计模式
- 工厂模式(Factory)：解决对象创建问题
- 构造模式(Buider)： 控制复杂对象的创建
- 原型模式(Prototype)：通过原型的克隆创建新的实例
- 单例(Borg/Singleton): 一个类只能创建同一个对象
- 对象池模式(Pool)：预先分配同一类型的一组实例
- 惰性计算模式(Lazy Evaluation): 延迟计算(py中的property)
工厂模式
什么是工厂模式(Factory)
- 解决对象创建问题 解耦对象的创建和使用 包括工厂方法和抽象工厂
class DogToy:
def speak(self):
print("wang wang")
class CatToy:
def speak(self):
print("miao miao")
def toy_factory(toy_type):
if toy_type == 'dog':
return DogToy()
elif toy_type == 'cat':
return CatToy()
构造模式(Builder)：
用来控制复杂对象的承诺
创建和表示分离， 比如你要买电脑, 工厂模式直接给你需要的电脑
而构造模式允许你自己定义电脑配置, 组装完成后给你
class Computer:
def __init__(self, serial_number):
self.serial = serial_number
self.memory = None #in gigabytes
self.hdd = None
self.gpu = None
def __str__(self):
info = ('Memory: {}GB'.format(self.memory),
'Hard Disk: {}GB'.format(self.hdd),
'Graphics Card: {}'.format(self.gpu))
return '\n'.join(info)
class ComputerBuilder:
def __init__(self):
self.computer = Computer('AG23385193')
def configure_memory(self, amount):
self.computer.memory = amount
def configure_hdd(self, amount):
self.computer.hdd = amount
def configure_gpu(self, gpu_model):
self.computer.gpu = gpu_model
class HardwareEngineer:
def __init__(self):
self.builder = None
def construct_computer(self, memory, hdd, gpu):
self.builder = ComputerBuilder()
[step for step in (self.builder.configure_memory(memory),
self.builder.configure_hdd(hdd),
self.builder.configure_gpu(gpu))]
@property
def computer(self):
return self.builder.computer
#use builder create 多个builder类实现不同的组装方式
engineer = HardwareEngineer()
engineer.construct_computer(hdd=500, memory=8, gpu='geForce GTX 650 Ti')
computer = engineer.computer
print(computer)
原型模式
通过克隆原型来创建新的实例
可以使用相同的原型，通过修改部分属性来创建新的示例
用途: 对于一些创建实例开销比较高的地方可以用原型模式
单例模式
实现有多种方式
单例模式：一个类创建出来的对象都是同一个
py的模块其实就是单例的，只会导入一次
使用共享同一个实例的方式来创建单例模式
#单例模式
class Singleton:
def __new__(cls, *args, **kwargs):
if not hasattr(cls, '_instance'):
_instance = super().__new__(cls, *args, **kwargs)
cls._instance = _instance
return cls._instance
class MyClass(Singleton):
pass
c1 = MyClass()
c2 = MyClass()
assert c1 is c2
print(id(c1))
print(id(c2))
print(c1 is c2)
设计模式：结构型模式python应用面试题
结构型模式常考题
常见结构型设计模式
装饰器模式(Decorator)：无需子类化扩展对象功能
代理模式(Proxy)：把一个对象的操作代理到另一个对象
适配器模式(Adapter)：通过一个简接层适配统一接口
外观模式(Facade)：简化复杂对象的访问问题
享元模式(Flyweight)：通过对象复用(池)改善资源利用,eg: 连接池
Model-View-Controller(MVC)：解耦展示逻辑和业务逻辑
什么是代理模式(proxy)
把一个对象的操作代理到另一个对象
之前实现的Stack/Queue, 把操作代理到deque
通常使用has-a组合关系
什么是适配器模式
把不同的对象的接口适配到同一接口
一个多功能充电头，可以给不同的电器充电, 充当了适配器
当需要给不同的对象统一接口的时候可以使用适配器模式
#适配器模式的例子
class Dog(object):
def __init__(self):
self.name = "Dog"
def bark(self):
return "woof!"
class Cat(object):
def __init__(self):
self.name = "Cat"
def meow(self):
return "meow!"
class Adapter:
def __init__(self, obj, **adapted_methods):
"""We set adapted methods in the object's dict"""
self.obj = obj
self.__dict__.update(adapted_methods)
def __getattr__(self, attr):
"""All non-adapted calls are passed to the object"""
return getattr(self.obj, attr)
objects = []
dog = Dog()
objects.append(Adapter(dog, make_noise=dog.bark))
cat = Cat()
objects.append(Adapter(cat, make_noise=cat.meow))
for obj in objects:
print("A {0} goes {1}".format(obj.name, obj.make_noise()))
设计模式：行为型模式Python应用面试题
行为型模式常考题
常见学习行为型设计模式
迭代器模式(Iterator)：通过统一的接口迭代对象
观察者模式(Observer)：对象发生改变的时候，观察者执行相应动作
策略模式(Strategy): 针对不同规模输入使用不同的策略
迭代器模式(Iterator)
py内置对迭代器模式的支持
''' 可以用for遍历各种Iterable的数据类型
py可以实现_next_和_iter_实现迭代器 '''
from collections import deque
class Stack(object): #使用组合的例子
def __init__(self):
self._deque = deque() #has a deque()
def push(self, value):
return self._deque.append(value)
def pop(self):
return self._deque.pop()
def empty(self):
return len(self._deque) == 0
def __iter__(self):
res = []
for i in self._deque:
res.append(i)
for i in reversed(res):
yield i
s = Stack()
s.push(1)
s.push(2)
for i in s:
print(i)
观察者模式
发布订阅是一种最常用的实现方式
发布订阅用于解耦逻辑
可以通过回调等方式实现, 当发生事件时，调用相应的回调函数
#发布订阅模式
class Publisher: #发布者
def __init__(self):
self.observers = [] #观察者
def add(self, observer): #加入观察者
if observer not in self.observers:
self.observers.append(observer)
else:
print('Failed to add: {}').format(observer)
def remove(self, observer): #移除观察者
try:
self.observers.remove(observer)
except ValueError:
print('Failed to remove: {}').format(observer)
def notify(self): #调用观察者的回调
[o.notify_by(self) for o in self.observers]
class Formatter(Publisher): #继承自发布者
def __init__(self, name):
super().__init__()
self.name = name
self._data = 0
@property
def data(self):
return self._data
@data.setter
def data(self, new_value):
self._data = int(new_value)
self.notify() #data 在合法赋值以后会执行notify
class BinaryFormatter:
"""订阅者"""
def notify_by(self, publisher):
print("{}: '{}' has now bin data = {}".format(
type(self).__name__,
publisher.name,
bin(publisher.data))
)
df = Formatter('formatter') #发布者
bf = BinaryFormatter() #订阅者
df.add(bf) #添加订阅者
df.data = 3 #设置的时候调用订阅者的notify_by
策略模式(Strategy)
1.根据不同的输入采用不同的策略
2.比如买东西超过10个打八折，超过20个打七折
3.对外暴露统一的接口，内部采用不同的策略计算
#策略模式
class Order:
def __init__(self, price, discount_strategy=None):
self.price = price
self.discount_startegy = discount_strategy
def price_after_discount(self):
if self.discount_startegy:
discount = self.discount_startegy(self)
else:
discount = 0
return self.price - discount
def __repr__(self):
fmt = "<Price: {}, price after discount: {}>"
return fmt.format(
self.price, self.price_after_discount()
)
def ten_percent_discount(order):
return order.price * 0.25 + 20
def on_sale_discount(order):
return order.price * 0.25 + 20
def main():
order0 = Order(100)
order1 = Order(100, discount_strategy=ten_percent_discount)
order2 = Order(1000, discount_strategy=on_sale_discount)
print(order0)
print(order1)
print(order2)
main()
py函数式函数式编程
过程式编程，OOP， 简单函数式
py支持部分函数式编程特性
把电脑的运算视作数学上的函数计算(lambda演算)
高阶函数: map/reduce/filter
无副作用， 相同的参数调用始终产生同样的结果
map(lambda x:x*2, range(10))
list(map(lambda x:x*2, range(10)))
[i*2 for i in range(10)]
推荐列表推导代替map
from functools import reduce
reduce(lambda x,y: x+y, range(1, 6))
filter(lambda x: x % 2 == 0, range(10))
[i for i range(10) if i % 2 == 0]
什么是闭包？
Closure
绑定了外部作用域的变量的函数
即使程序离开外部作用域，如果闭包仍然可见，绑定变量不会销毁
每次运行外部函数都会重新创建闭包
from functools import wraps
def cache(func): #装饰器
store = {} #外部变量
@wraps(func)
def _(n): #闭包函数
if n in store:
return store[n]
else:
res = func(n)
store[n] = res
return res
return _
@cache
def f(n): #斐波拉契数列
if n <= 1:
return 1
return f(n - 1) + f(n - 2)
#闭包：引用了外部自由变量的函数
#自由变量：不在当前函数定义的变量
#特性：自由变量会和闭包函数同时存在