近期遇到的關(guān)于 Python 的面試題

前段時間去面試了一些招聘 Python 軟件開發(fā)的公司，看看現(xiàn)在的公司都關(guān)注 Python 的那些方面。因為疫情原因，現(xiàn)在面試都是電話或者視頻面試，也可以約晚上，不用請假，也不影響白天的工作，面試的成本非常低，收益卻很高，面的好的話就意味著漲薪水，面的不好就說明自己掌握的還不夠，因此面試是一個很好的學(xué)習(xí)交流形式，推薦大家每 2 年都去面試一波。

今天來聊一聊我近期遇到的關(guān)于 Python 的面試題。

1、說說你對 Python 多線程的理解。

這道題是開放題目，就是考察候選人對 Python 知識了解的廣度。

總之，你要提到線程的定義，線程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，CPython 的 GIL 對多線程的影響，線程同步的幾種方式，線程池，多線程的使用場景，甚至你還可以扯一些協(xié)程的區(qū)別。

這個問題，可以自己思考一下答案，也可以參考文章：Python多線程。

2、說說對 python 協(xié)程的理解。

這個題目我認(rèn)為是考察對事件循環(huán)的理解。

首先可以聊一聊為什么會有協(xié)程，我們知道，在處理 I/O 操作時，使用多線程與普通的單線程相比，效率得到了極大的提高。但是也會遇到問題，比如，多線程運(yùn)行過程容易被打斷，因此有可能出現(xiàn) race condition 的情況；再如，線程切換本身存在一定的損耗，線程數(shù)不能無限增加，因此，如果你的 I/O 操作非常繁重，多線程很有可能滿足不了高效率、高質(zhì)量的需求。為了解決這些問題，協(xié)程應(yīng)運(yùn)而生。

協(xié)程的實現(xiàn)原理，就是事件循環(huán)，事件循環(huán) “是一種等待程序分配事件或消息的編程架構(gòu)”。基本上來說事件循環(huán)就是，“當(dāng)A發(fā)生時，執(zhí)行B”。

簡單說，就是在程序中設(shè)置兩個線程：一個負(fù)責(zé)程序本身的運(yùn)行，稱為"主線程"；另一個負(fù)責(zé)主線程與其他進(jìn)程（主要是各種I/O操作）的通信，被稱為"Event Loop線程"（可以譯為"消息線程"）。

每當(dāng)遇到 I/O 的時候，主線程就讓 Event Loop 線程去通知相應(yīng)的 I/O 程序，然后接著往后運(yùn)行，所以不存在等待時間。等到 I/O程序完成操作，Event Loop 線程再把結(jié)果返回主線程。主線程就調(diào)用事先設(shè)定的回調(diào)函數(shù)，完成整個任務(wù)。

協(xié)程雖然單線程，卻實現(xiàn)了多線程并發(fā)的效果，也不涉及線程的切換，因此節(jié)省資源，更為高效。

從使用體驗上來說，多線程編碼簡單，線程的切換由操作系統(tǒng)控制，而協(xié)程編碼復(fù)雜，代碼執(zhí)行時機(jī)的切換由程序員自己控制。

關(guān)于線程和協(xié)程，前文并發(fā)使用多線程還是協(xié)程有介紹。

3、Python 中的迭代器和生成器有什么區(qū)別，都說生成器是一種特殊的迭代器，請問特殊在哪里？

首先明確迭代器的定義，Python 中一切皆對象，只要一個對象有實現(xiàn)了 __iter__ 方法和 __next__ 方法，那么他就是一個迭代器。

class MyListIterator(object):  # 定義迭代器類
    def __init__(self, data):
        self.data = data  # 上邊界
        self.now = 0  # 當(dāng)前迭代值，初始為0

    def __iter__(self):
        return self  # 返回該對象的迭代器類的實例；因為自己就是迭代器，所以返回 self

    def __next__(self):  # 迭代器類必須實現(xiàn)的方法
        while self.now < self.data:
            self.now += 1
            return self.now - 1  # 返回當(dāng)前迭代值
        raise StopIteration  # 超出上邊界，拋出異常

from collections import Iterator

print(isinstance(MyListIterator(10), Iterator))
# True

迭代器可以通過 next() 函數(shù)來遍歷，for in 語句將這個過程隱式化，比如上面的對象：

mylist = MyListIterator(3)
print(next(mylist)) # 0
print(next(mylist)) # 1
print(next(mylist)) # 2
print(next(mylist)) # StopIteration

用 for 循環(huán)也可以

mylist = MyListIterator(3)
for i in mylist:
    print(i)

而生成器也是迭代器，只不過是使用 yield 關(guān)鍵字或者 (i for i in range(10)) 這種推導(dǎo)式形式創(chuàng)建出來的迭代器。

def fun(n):
    i = 0
    while i < n:
        yield i
        i += 1

等價于

(i for i in range(n))

生成器的特殊之處是生成器比較懶，不會一下次將數(shù)據(jù)全部加載到內(nèi)存，而且只能遍歷一次。下面的兩行代碼一個是迭代器，一個是生成器（也是迭代器），可以看出他們的性能差異了吧：

In [14]: timeit [i for i in range(1000000)]
49.2 ms ± 723 μs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10 loops each)

In [15]: timeit (i for i in range(1000000))
505 ns ± 3.21 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 1000000 loops each)

關(guān)于迭代器和生成器，可以參考前文Python迭代器還可以這樣玩

4、你知道 GIL 嗎，說說你的理解。

可以把這個講給面試官聽Python有可能刪除 GIL 嗎？

5、Django 就如何防止跨站請求偽造的？

跨站請求偽造的英文 Cross-site request forgery (CSRF)，只要你用過 Django，對這個 CSRF 一定不會陌生，因為稍不注意，Django 就會提示你 403 沒有權(quán)限訪問。

簡單來說，Django 會生成一個隨機(jī)的字符串（csrftoken），放在表單的隱藏字段里，然后在提交表單時會將這個 csrftoken 一起提交到后端，后端的中間件django.middleware.csrf.CsrfViewMiddleware會去校驗這個字符串跟之前的是否一致，不一致則認(rèn)為是跨站請求偽造，拒絕訪問。

官方文檔 CSRF^[1]

6、前后端分離的項目，如何解決跨域問題的？

CORS（Cross-origin resource sharing，跨域資源共享）是一個 W3C 標(biāo)準(zhǔn)，定義了在必須訪問跨域資源時，瀏覽器與服務(wù)器應(yīng)該如何溝通。它的核心思想，使用自定義的 HTTP 頭部信息讓瀏覽器和后端進(jìn)行溝通，來決定是否允許跨域請求。

其實有三種解決方案：

• 后端解決，后面可以配置跨域站點的白名單，或者干脆允許跨域請求。比如 Django 可通過第三方的跨域庫 django-cors-headers 添加支持，常用在開發(fā)環(huán)境。

• 前端解決，前端可以使用代理實現(xiàn)，常用在開發(fā)環(huán)境，以 Vue 為例，在 Vue 的配置文件中加入以下代碼：

proxy: {
    '/api': {
        target: 'http://127.0.0.1:8001',
        changeOrigin: true,
        pathRewrite: {
            '^/api': '/api',//重寫,
        }
    },

• 反向代理實現(xiàn)，Nignx 作為反向代理來解決跨域問題，生產(chǎn)環(huán)境通常這樣做，比如典型的 nginx 配置：

location /static {
    autoindex off;
    alias /Users/aaronbrant/gitee/KeJiTuan/frontEnd/dist/static;
}

location ~/(api|admin) {
    set $Real $proxy_add_x_forwarded_for;
    if ( $Real ~ (\d+)\.(\d+)\.(\d+)\.(\d+),(.*) ){
        set $Real $1.$2.$3.$4;
    }


    uwsgi_pass  127.0.0.1:8000;
    uwsgi_param X-Real-IP $Real;
    uwsgi_param X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
    uwsgi_param X-Forwarded-Proto $http_x_forwarded_proto;
    uwsgi_param UWSGI_SCRIPT rearEnd.wsgi;
    uwsgi_param UWSGI_CHDIR /Users/aaronbrant/gitee/KeJiTuan/rearEnd;
    include uwsgi_params;
}

具體實施的話，可以看教你玩轉(zhuǎn)Vue和Django的前后端分離

7、Django ORM 的 get 和 filter 方法有什么區(qū)別？

這個就很簡單了，get 只獲取一個對象，對象不存在時拋出異常，filter 獲取一組對象，對象不存在時，返回空，不拋出異常。

以下是手撕代碼題目：

所謂手撕代碼，打開編輯器，開始寫代碼，沒有限制，自己命名函數(shù)，自己處理輸入輸出，如果自己不寫一些測試用例，很有可能出現(xiàn)考慮不周的情況。

8、請用兩種方式實現(xiàn)單例。

這個其實考察懶漢和餓漢，所謂的懶漢就是用的時候在創(chuàng)建對象，餓漢就是不管用不用先創(chuàng)建了再說，這里分別給出：

方法一，懶漢：

# 懶漢式
class Singleton(object):
    __instance = None
    def __init__(self):
        if not self.__instance:
            print('調(diào)用__init__， 實例未創(chuàng)建')
        else:
            print('調(diào)用__init__，實例已經(jīng)創(chuàng)建過了:', __instance)

    @classmethod
    def get_instance(cls):
        # 調(diào)用get_instance類方法的時候才會生成Singleton實例
        if not cls.__instance:
            cls.__instance = Singleton()
        return cls.__instance

只有在使用的時候才創(chuàng)建對象，因此運(yùn)行的速度稍快，但線程不安全，多個線程同時訪問到 if not cls.__instance: 就有可能創(chuàng)建出多個不同的對象。

方法二，餓漢：

一開始就創(chuàng)建好 Singleton 實例

# 餓漢式
class Singleton(object):
    _instance = None
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if not cls._instance:
            cls._instance = super(Singleton, cls).__new__(cls, *args, **kwargs)
        return cls._instance

線程安全，但是由于要先創(chuàng)建對象再使用，當(dāng)對象比較大時，比較耗時間。

9、算法題

這類題目基本就是 LeetCode 上的原題，看來面試官也是懶得創(chuàng)新，直接拿原題考一考得了，不過有水平的面試官會拿一道簡單題目開始，然后逐漸增加難度，這樣更能考察候選人的真實水平。

10、實現(xiàn) LRU 緩存淘汰算法：

這是老生常談了，這里直接附上兩種實現(xiàn)的代碼：

LRU 緩存淘汰算法-雙鏈表+hash 表^[2]

當(dāng)然還可以使用 Python 的有序字典：

LRU 緩存淘汰算法-Python 有序字典^[3]

最后的話

技術(shù)面試，還是實力最重要，其他的回答技巧基本不起什么作用。如果本文對你有幫助，還請點個在看，感謝支持。至于面試的結(jié)果，且聽下回分解。

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