來挑戰(zhàn)下這 10 個(gè) Python 問題

你好，我是征哥，Python 很容易入門，但卻不易精通，即使對有經(jīng)驗(yàn)的工程師，某些現(xiàn)象也是反直覺的，以下這 10 個(gè)問題就非常有趣，且有一定的挑戰(zhàn)性，結(jié)果可能會讓你感到困惑，來看看你能回答正確幾個(gè)？

這里先給出題目，最后給出答案，建議先拿個(gè)紙，寫下你的答案，最后再驗(yàn)證。

請寫出以下代碼的輸出結(jié)果：

1、懶惰的 Python

class?A:
????def?function(self):
????????return?A()
a?=?A()
A?=?int
print(a.function())

2、四舍五入

>>> round(7?/?2)
>>>?round(3?/?2)
>>>?round(5?/?2)

3、type 和 object

>>>?isinstance(type,?object)
>>>?isinstance(object,?type)
>>>?isinstance(object,?object)
>>>?isinstance(type,?type)

4、空的布爾值

>>>?any([])
>>>?all([])

5、類內(nèi)部函數(shù)的優(yōu)先級

class?A:
????answer?=?42
????def?__init__(self):
????????self.answer?=?21
????????self.__add__?=?lambda?x,?y:?x.answer?+?y
????def?__add__(self,?y):
????????return?self.answer?-?y
print(A()?+?5)

6、求和

>>>?sum("")
>>>?sum("",?[])
>>>?sum("",?{})

7、意外的屬性

>>>?sum([
????el.imag?
????for?el?in?[
????????0,?5,?10e9,?float('inf'),?float('nan')
????]
])

8、輸出負(fù)數(shù)倍的字符串

>>>?"this?is?a?very?long?string"?*?(-1)

9、見過負(fù)數(shù)的 0

max(-0.0,?0.0)

10、違反數(shù)學(xué)規(guī)則

>>>?x?=?(1?<53)?+?1
>>>?x?+?1.0?>?x

答案與解釋

以下結(jié)果均在 Python 3.8.5 版本驗(yàn)證過。

1、懶惰的 Python

class?A:
????def?function(self):
????????return?A()
a?=?A()
A?=?int
print(a.function())

正確的結(jié)果是 0:

這個(gè)不難，因?yàn)?Python 的函數(shù)定義其實(shí)是可執(zhí)行語句，函數(shù)在被調(diào)用前都是不存在的，實(shí)際調(diào)用時(shí)才會綁定變量。

在上面的示例中，在函數(shù)定義期間，Python 允許引用尚未定義的類或函數(shù)。但是，在執(zhí)行期間，A 已經(jīng)是 int 類，這意味著函數(shù)方法將返回一個(gè)新創(chuàng)建的 int 實(shí)例，int 實(shí)例的默認(rèn)值就是 0。

如果沒有 A = int，結(jié)果就是:

2、四舍五入

>>>?round(7/2)
4
>>>?round(3/2)
2
>>>?round(5/2)
2

正確的結(jié)果是 4 2 2，你肯定覺得最后的 round(2.5) == 2 有點(diǎn)違反數(shù)學(xué)規(guī)則，這是因?yàn)?Python 的 round 方法實(shí)現(xiàn)了銀行家的四舍五入^[1]，其中所有半值將四舍五入到最接近的偶數(shù)。

3、type 和 object

>>>?isinstance(type,?object)
True
>>>?isinstance(object,?type)
True
>>>?isinstance(object,?object)
True
>>>?isinstance(type,?type)
True
>>>

都是 True，有點(diǎn)懷疑 object 和 true 是不是一個(gè)東西？

在 Python 中，一切都是對象，因此對對象的任何實(shí)例檢查都將返回 True

isinstance(Anything,?object)?#=> True。

type 表示用于構(gòu)造所有 Python 類型的元類。因此，所有類型：int、str、object 都是 type 類的實(shí)例，就像 python 中的所有對象一樣，它也是一個(gè)對象。但 type 是 Python 中唯一是它自身的一個(gè)實(shí)例的對象。

>>>?type(1)
<class?'int'>
>>>?type(int)
<class?'type'>
>>>?type(type)
<class?'type'>
>>>?

4、空的布爾值

>>>?any([])
False
>>>?all([])
True
>>>?any([True,False])
True
>>>?all([True,False])
False
>>>?

當(dāng)參數(shù)是空列表的時(shí)候，any 和 all 的結(jié)果有點(diǎn)出乎意料。但是明白了它的檢查邏輯，就合情合理了：

Python 中的邏輯運(yùn)算符是惰性的，any 的算法是尋找第一次出現(xiàn)為真的元素，如果沒有找到，則返回 False，由于序列為空，因此沒有元素可以為真，因此 any([]) 返回 False。

同樣的，all 算法是查找第一個(gè)為假的元素，如果沒有找到，則返回 True，由于空序列中沒有假的元素，所以 all([]) 返回 True，是不是有點(diǎn)空洞真理的概念？

5、類內(nèi)部函數(shù)的優(yōu)先級

class?A:
????answer?=?42
????def?__init__(self):
????????self.answer?=?21
????????self.__add__?=?lambda?x,?y:?x.answer?+?y
????def?__add__(self,?y):
????????return?self.answer?-?y
print(A()?+?5)

正確的結(jié)果是：16：

對象函數(shù)的查找順序是：實(shí)例級別 > 類級別 > 父類級別，上面的代碼，在初始化時(shí)綁定的函數(shù)就是實(shí)例級別，在類內(nèi)部定義的就是類級別。

但是雙下劃線包裹的魔法函數(shù)不在這個(gè)規(guī)則之內(nèi)，也就是說 Python 優(yōu)先查找類級別的魔法函數(shù)。

如果說把雙下劃線去掉，那么結(jié)果就是 26 啦：

6、求和

>>>?sum("")
0
>>>?sum("",?[])
[]
>>>?sum("",?{})
{}

為了搞清楚這里發(fā)生了什么，我們需要檢查 sum 函數(shù)的簽名：

sum(iterable,?/,?start=0)

sum 從左到右開始求和可迭代的項(xiàng)目，并返回總數(shù)。iterable 一般是數(shù)字，起始值不允許是字符串。

在上述所有情況下，空字符串都被視為空序列，因此 sum 將簡單地將起始參數(shù)作為總結(jié)果返回。在第一種情況下，它默認(rèn)為零，對于第二種和第三種情況，它意味著空列表和字典作為開始參數(shù)傳入。

7、意外的屬性

>>>?sum([
...?????el.imag
...?????for?el?in?[
...?????????0,?5,?10e9,?float('inf'),?float('nan')
...?????]
...?])
0.0

正確的結(jié)果：0.0。

上面的代碼有個(gè) imag 屬性，但是我們根本沒有定義它，運(yùn)行也沒有報(bào)錯(cuò)，怎么回事呢？

這是因?yàn)?Python 中的所有數(shù)值類型（int、real、float）都繼承自基對象類，它們都支持 real 和 imag 屬性，分別返回實(shí)部和虛部。這也包括 Infinity 和 NaN。

8、輸出負(fù)數(shù)倍的字符串

>>>?"this?is?a?very?long?string"?*?(-1)
''
>>>

正確的結(jié)果是 ''，所有的負(fù)數(shù)倍的字符串，都當(dāng)作 0 倍，返回 ''。

9、見過負(fù)數(shù)的 0.0

max(-0.0,?0.0)

為什么會這樣？出現(xiàn)這種情況是由于兩個(gè)原因。負(fù)零和零在 Python 中被視為相等。max 的邏輯是，如果多個(gè)最大值，返回遇到的第一個(gè)。因此 max 函數(shù)返回第一次出現(xiàn)的零，它恰好是負(fù)數(shù)。

10、違反數(shù)學(xué)規(guī)則

>>>?x?=?(1?<53)?+?1
>>>?x?+?1.0?>?x
False

正確的結(jié)果是 False，這違反了數(shù)學(xué)規(guī)則啊，為什么呢？

這種違反直覺的行為歸咎于三件事：長算術(shù)、浮點(diǎn)精度限制和數(shù)值比較。

Python 可以支持非常大的整數(shù)，如果隱式超過限制則切換計(jì)算模式，但 Python 中的浮點(diǎn)精度是有限的。

2?3?+?1?=?9007199254740993

是不能完全表示為 Python 浮點(diǎn)數(shù)的最小整數(shù)。因此，為了執(zhí)行加 1.0，Python 將 9007199254740993 轉(zhuǎn)換為 float，將其四舍五入為 Python 可以表示的 9007199254740992.0，然后向其添加 1.0，但由于相同的表示限制，它將其設(shè)置回 9007199254740992.0：

>>>?float(9007199254740993)
9007199254740992.0
>>>?9007199254740992.0?+?1.0
9007199254740992.0
>>>

此外 Python 在 float 與 int 比較時(shí)并不會拋出錯(cuò)誤，也不會嘗試將兩個(gè)操作數(shù)轉(zhuǎn)換為相同的類型。相反，他們比較實(shí)際的數(shù)值。因?yàn)?9007199254740992.0 比 9007199254740993 小，因此 Python 返回 False。

參考資料

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