面试基础题23

01 类变量和实例变量 02 Python中单下划线和双下划线 03 Python中为什么没有函数重载？ 04 函数参数*arg和**kwargs分别代表什么？ 05 使用Python代码实现遍历一个文件夹的操作 06 Python中如何实现字符串替换操作？ 07 解释一下线程池的工作原理 08 说一下namedtuple的用法和作用 09 协程 10 闭包

01 类变量和实例变量

类变量和实例变量都是在面向对象编程中用来存储数据的变量，但它们在作用范围和生命周期上有所不同。 类变量（Class Variables）：

类变量是与整个类相关联的变量，而不是与类的实例（对象）相关联。

它们在类的所有实例之间共享相同的值。

类变量通常在类的定义中定义，位于类方法之外。

类变量可以通过类名或类的实例来访问。

通常用于存储与类本身相关的信息，如配置信息、常量等。

实例变量（Instance Variables）： 实例变量是与类的实例（对象）相关联的变量。

每个对象都有自己的一组实例变量，它们在对象的生命周期内存在。

实例变量通常在类的构造方法（通常是__init__方法）中定义，可以使用self来访问和设置。

实例变量用于存储每个对象的状态和属性，它们在不同对象之间可以具有不同的值。

02 Python中单下划线和双下划线

单下划线前缀（_variable）： 单下划线前缀通常用作一种命名约定，用于指示某个变量、方法或属性是 "内部" 的，不建议在外部直接访问。

这不是Python的强制规则，而只是一种约定，程序员应该尊重这个约定，不直接访问以单下划线开头的变量。

例如，_variable或_method()等，都表明它们是内部实现的一部分，可能会在未来更改，因此不应该依赖于它们。

双下划线前缀（__variable）： 双下划线前缀也具有特殊的含义，它用于名称修饰（Name Mangling），将属性名称变得更加唯一，以防止子类意外覆盖父类的属性。

Python解释器会自动将双下划线前缀的属性名更改为 _classname__attribute，其中classname是类的名称，这样可以避免属性名冲突。

这对于实现类的内部机制或者确保子类不会不小心覆盖父类的属性非常有用。

03 Python中为什么没有函数重载？

Python 没有函数重载（Function Overloading）的主要原因是 Python 的函数调用是基于参数的类型和顺序，而不是函数名。Python 通过动态类型系统和灵活的参数处理机制来支持多态性，这使得函数重载不是必要的。

04 函数参数*arg和**kwargs分别代表什么？

在Python中，*args和**kwargs是常用于定义函数参数的特殊符号，它们允许你处理不定数量的参数，包括位置参数和关键字参数。 *args（星号参数）：

*args 允许你在函数定义中接受不定数量的位置参数，也称为可变位置参数。

当你调用函数时，你可以传递任意数量的位置参数，它们都会被收集到一个元组中，供函数内部使用。

参数名args只是一种约定，可以使用任何合法的变量名。

**kwargs（双星号参数）：

**kwargs 允许你在函数定义中接受不定数量的关键字参数，也称为可变关键字参数。

当你调用函数时，你可以传递任意数量的关键字参数，它们都会被收集到一个字典中，供函数内部使用。

参数名kwargs只是一种约定，可以使用任何合法的变量名。

05 使用Python代码实现遍历一个文件夹的操作

import os def list_files_in_directory(directory):   for root, dirs, files in os.walk(directory):     # root 是当前文件夹的路径     # dirs 是当前文件夹中的子文件夹列表     # files 是当前文件夹中的文件列表     # 遍历并打印文件     for file in files:       file_path = os.path.join(root, file)       print("文件:", file_path)     # 遍历并打印子文件夹     for dir in dirs:       dir_path = os.path.join(root, dir)       print("文件夹:", dir_path) # 调用函数并传入要遍历的文件夹路径 directory_to_search = "/path/to/your/directory" list_files_in_directory(directory_to_search)

06 Python中如何实现字符串替换操作？

在 Python 中，你可以使用字符串的内置方法 replace() 来实现字符串替换操作。这个方法允许你查找并替换一个字符串中的子字符串。 new_string = original_string.replace(old_substring, new_substring, count) original_string 是要进行替换操作的原始字符串。

old_substring 是要查找并替换的子字符串。

new_substring 是替换后的新字符串。

count 是一个可选参数，用于指定替换的最大次数。如果不提供此参数，将替换所有匹配的子字符串。

07 解释一下线程池的工作原理

线程池是一种并发编程机制，用于管理和复用线程，以提高多线程应用程序的性能和资源利用率。线程池的工作原理如下： 创建线程池：首先，你需要创建一个线程池，通常在应用程序启动时完成。线程池包含一组可用线程，这些线程等待执行任务。

提交任务：当需要执行一个任务时，不需要直接创建一个新线程，而是将任务提交给线程池。任务可以是一个函数或方法，需要执行的操作。任务会排队等待执行。

任务队列：线程池维护一个任务队列（也称为工作队列），其中包含等待执行的任务。任务队列采用先进先出（FIFO）的顺序。

任务调度：线程池中的管理线程定期检查任务队列，以查看是否有可用线程和等待执行的任务。如果有可用线程，它们会被分配给任务并执行。

线程执行：线程池中的线程执行被分配的任务，一旦任务完成，线程将返回到线程池以供将来的任务使用，而不会被销毁。这避免了不断创建和销毁线程的开销，提高了性能。

任务完成：一旦任务完成，线程池可以返回结果给调用者（如果任务具有返回值），并标记任务为已完成。

动态线程管理：线程池通常具有最小线程数和最大线程数的配置选项。线程池可以根据工作负载的变化动态增加或减少线程数量。这样，线程池可以适应不同的工作负载，以提高资源利用率。

线程池的优点包括： 降低线程创建和销毁的开销，提高性能。

控制并发度，避免过多线程导致系统负荷过大。

通过任务队列管理任务，实现任务的排队和异步执行。

充分利用系统资源，提高系统的响应能力。

08 说一下namedtuple的用法和作用

amedtuple 是 Python 标准库中 collections 模块提供的一种数据结构，它用于创建带有字段名的不可变（immutable）的轻量级对象，类似于元组（tuple）。namedtuple 主要用于定义简单的数据结构，其中每个字段都有一个名字，这使得代码更具可读性和可维护性。 namedtuple 的基本用法和作用如下： 定义 namedtuple 类型： 首先，需要使用 namedtuple 函数来定义一个命名元组的新类型。通常，你需要提供一个类型名称和字段名称的列表。 from collections import namedtuple # 定义一个名为 "Point" 的命名元组类型，具有 "x" 和 "y" 两个字段 Point = namedtuple('Point', ['x', 'y']) 创建命名元组实例： 一旦定义了 namedtuple 类型，你可以使用它来创建命名元组的实例，其中每个字段都可以通过名称访问。 # 创建一个 Point 实例 p = Point(1, 2) # 访问字段 print(p.x) # 输出 1 print(p.y) # 输出 2 不可变性（Immutability）： namedtuple 的实例是不可变的，这意味着一旦创建，它们的字段值不能被更改。这可以在创建不可更改的数据记录时非常有用。

字段名的可读性： 使用命名元组可以使你的代码更加可读，因为字段名具有自描述性，你无需记住索引或位置，只需使用字段名即可访问数据。

09 协程

协程（Coroutine）是一种轻量级的、可并发执行的程序组件，通常用于实现多任务协作和异步编程。协程允许你将控制从一个协程切换到另一个协程，而不需要线程切换或进程切换的开销，因此协程在提高程序的性能和效率上具有很大的优势。 以下是关于协程的重要概念和特性：

并发执行

：协程允许多个任务（协程）在同一个线程中并发执行，每个协程都有自己的执行流程和状态。这使得协程非常适合于高并发的应用程序，如网络通信、I/O密集型任务等。

非抢占式

：协程是非抢占式的，这意味着一个协程必须主动释放控制权，让其他协程有机会执行。这通常通过 "yield" 或 "await" 操作来实现。

状态保存

：协程可以在执行中保存自己的状态，然后在切换回来时恢复执行。这使得协程可以有效地处理需要保存上下文的任务，例如迭代、递归等。

轻量级

：与线程或进程相比，协程的开销非常小。因为它们共享同一个进程内的资源，不需要操作系统级的线程切换或进程间通信。

协作式多任务

：协程是协作式多任务的一种实现方式。协程之间通过协作来控制执行，这可以避免了锁和线程同步的复杂性。

10 闭包

闭包（Closure）是一个函数，它包含了一个函数及其引用的环境（或作用域）。具体来说，闭包允许函数捕获和访问在其定义范围之外的变量，即使在外部函数已经执行完毕的情况下。 在理解闭包的概念时，需要记住以下关键点： 函数嵌套：闭包通常是在一个函数内部定义的，这个函数可以访问其外部函数的变量。

内部函数：在闭包中，内部函数是指嵌套在外部函数内部的函数，通常返回给外部使用。

外部函数作用域：闭包的外部函数作用域包括了在内部函数内部引用的变量。这意味着内部函数可以访问和修改外部函数的变量，即使外部函数已经执行完毕。