python 常见面试问题（3）-单例模式/lambda函数/类型转换/文件操作/查询和替换/Fibonacci数列

1：Python如何实现单例模式？

单例模式的意思就是只有一个实例。单例模式确保某一个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。这个类称为单例类

显然单例模式的要点有三个；一是某个类只能有一个实例；二是它必须自行创建这个实例；三是它必须自行向整个系统提供这个实例。在下面的对象图中，有一个"单例对象"，而"客户甲"、"客户乙" 和"客户丙"是单例对象的三个客户对象。可以看到，所有的客户对象共享一个单例对象。而且从单例对象到自身的连接线可以看出，单例对象持有对自己的引用。

Python有两种方式可以实现单例模式，下面两个例子使用了不同的方式实现单例模式：
1.
class Singleton(type):
def __init__(cls, name, bases, dict):
super(Singleton, cls).__init__(name, bases, dict)
cls.instance = None
def __call__(cls, *args, **kw):
if cls.instance is None:
cls.instance = super(Singleton, cls).__call__(*args, **kw)
return cls.instance
class MyClass(object):
__metaclass__ = Singleton
print MyClass()
print MyClass()
2. 使用decorator来实现单例模式
def singleton(cls):
instances = {}
def getinstance():
if cls not in instances:
instances[cls] = cls()
return instances[cls]
return getinstance
@singleton
class MyClass:

…

2：什么是lambda函数？
Python允许你定义一种单行的小函数。定义lambda函数的形式如下：

labmda 参数：表达式lambda函数默认返回表达式的值。

你也可以将其赋值给一个变量。lambda函数可以接受任意个参数，包括可选参数，但是表达式只有一个：

>>> g = lambda x,y:x*y
>>> g(3,4)
12
>>> g = lambda x,y,z:x*y+z
>>> g(3,4,5)
17
>>> (lambda x,y,z:x*y+z)(3,4,5)           #直接使用lambda函数，不把它赋值给变量
17
>>> 

函数非常简单，只有一个表达式，不包含命令，可以考虑lambda函数。否则，你还是定义函数才对，毕竟函数没有这么多限制。

3：Python是如何进行类型转换的？
Python提供了将变量或值从一种类型转换成另一种类型的内置函数。int函数能够将符合数学格式数字型字符串转换成整数。否则，返回错误信息。

>>> int(23)
23
>>> int('23')  #字符转换成整形
23
>>> int('bc')   #无法转换字符串
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'bc'
>>> int('23.45')     #无法转换浮点型的字符串
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: invalid literal for int() with base 10: '23.45'
>>> float('23.45')    #字符串转换成浮点型
23.449999999999999    
>>> float(23.45)      #
23.449999999999999
>>> float(23)        #整形转换成浮点型
23.0
>>> int(-23.45)    #对负数转换
-23
>>> str(98)        #数字型转换成字符，反转；
'98'
>>> str(98.4343)
'98.4343'
>>> 

4、Python如何定义一个函数
函数的定义形式如下：
def function(arg1, arg2,… argN):

函数的名字也必须以字母开头，可以包括下划线“ ”,但不能把Python的
关键字定义成函数的名字。函数内的语句数量是任意的，每个语句至少有
一个空格的缩进，以表示此语句属于这个函数的。缩进结束的地方，函数
自然结束。

>>> def addtion(a,b):
...     print "a + b=",a+b
... 
>>> addtion (5,6)
a + b= 11
>>> 

函数的目的是把一些复杂的操作隐藏，来简化程序的结构，使其容易
阅读。函数在调用前，必须先定义。也可以在一个函数内部定义函数，内
部函数只有在外部函数调用时才能够被执行。程序调用函数时，转到函数
内部执行函数内部的语句，函数执行完毕后，返回到它离开程序的地方，
执行程序的下一条语句。
5：Python是如何进行内存管理的？
Python的内存管理是由Python的解释器负责的，开发人员可以从内存管理事务中解放出来，致力于应用程序的开发，这样就使得开发的程序错误更少，程序更健壮，开发周期更短

6：如何反序的迭代一个序列？how do I iterate over a sequence in reverse order

如果是一个list, 最快的解决方案是：
list.reverse()

>>> ab = [1,2,3,4,5]
>>> 
>>> ab.reverse()
>>> ab
[5, 4, 3, 2, 1]

>>> try:
...     for x in ab:
...             "do something with x"
... finally:
...     ab.reverse()
... 
'do something with x'
'do something with x'
'do something with x'
'do something with x'
'do something with x'
>>> ab
[1, 2, 3, 4, 5]
>>> 

如果不是list, 最通用但是稍慢的解决方案是：
for i in range(len(sequence)-1, -1, -1):
x = sequence[i]

>>> ab = (3,4,5,6)
>>> for i in range(len(ab)-1,-1,-1):
...     x = ab[i]
...     print x
... 
6
5
4
3

7：Python里面如何实现tuple和list的转换？
函数tuple(seq)可以把所有可迭代的(iterable)序列转换成一个tuple, 元素不变，排序也不变。

例如，tuple([1,2,3])返回(1,2,3), tuple(’abc’)返回(’a’.’b’,’c’).如果参数已经是一个tuple的话，函数不做任何拷贝而直接返回原来的对象，所以在不确定对象是不是tuple的时候来调用tuple()函数也不是很耗费的。

>>> ab = (1,2,3,4)
>>> ab
(1, 2, 3, 4)
>>> bc = [2,3,4,5]
>>> bc
[2, 3, 4, 5]
>>> tuple(ab)
(1, 2, 3, 4)
>>> tuple(bc)
(2, 3, 4, 5)
>>> tuple('abcd')
('a', 'b', 'c', 'd')
>>> 

函数list(seq)可以把所有的序列和可迭代的对象转换成一个list,元素不变，排序也不变。

例如 list([1,2,3])返回(1,2,3), list(’abc’)返回['a', 'b', 'c']。如果参数是一个list, 她会像set[:]一样做一个拷贝

>>> bc
[2, 3, 4, 5]
>>> list(bc)
[2, 3, 4, 5]
>>> list(ab)
[1, 2, 3, 4]
>>> list('abcd')
['a', 'b', 'c', 'd']
>>> ab
(1, 2, 3, 4)
>>> 

8：请写出一段Python代码实现删除一个list里面的重复元素
可以先把list重新排序，然后从list的最后开始扫描，代码如下：

#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
#filename :del_repetitive_list.py

ab = [3,4,5,6,6,4,7]
if ab:
    ab.sort()
    print "the sorted list is " ,ab
    last = ab[-1]
    for i in range(len(ab)-2,-1,-1):
        if last == ab[i]:
            del ab[i]
        else:
            last = ab[i]
print "the new list is",ab

>>> ================================ RESTART ================================
>>> 
the sorted list is  [3, 4, 4, 5, 6, 6, 7]
the new list is [3, 4, 5, 6, 7]
>>> 

9：Python文件操作题
1. 如何用Python删除一个文件？

使用os.remove(filename)或者os.unlink(filename);

yee@Loong:~$ ls
1.txt                                      lottery                  STUDENTCONFIG.ini
2.txt                                      ls   

>>> import os
>>> os.remove('/home/yee/1.txt')  win下路径写法要注意：如：('E:\\book\\temp') 
>>> 

yee@Loong:~$ ls
2.txt                                      ls 

2. Python如何copy一个文件？

shutil模块有一个copyfile函数可以实现文件拷贝

>>> import shutil
>>> shutil.copy('/home/yee/2.txt','/home/yee/shell')
>>> 

yee@Loong:~$ ls shell/2.txt
ls: 无法访问 shell/2.txt: 没有那个文件或目录
yee@Loong:~$ ls shell/2.txt
shell/2.txt

shutil. copy ( src, dst )

Copy the file src to the file or directory dst. If dst is a directory, afile with the same basename assrc is created (or overwritten) in thedirectory specified. Permission bits are copied.src anddst are pathnames given as strings.

一般来说可以使用copy.copy()方法或者copy.deepcopy()方法，几乎所有的对象都可以被拷贝
一些对象可以更容易的拷贝，Dictionaries有一个copy方法：
newdict = olddict.copy()

10：Python里面如何生成随机数？
标准库random实现了一个随机数生成器，实例代码如下：
import random
random.random()
它会返回一个随机的0和1之间的浮点数

random.random()

    Return the next random floating point number in the range [0.0, 1.0).

 random.randrange(stop)
random.randrange(start, stop[, step])

    Return a randomly selected element from range(start, stop, step). This is equivalent to choice(range(start, stop, step)), but doesn’t actually build 
a range object.

>>> import random
>>> random.random()            #取0-1之间的随机浮点数；
0.95295129705871395
>>> random.random()
0.081778052552226699
>>> random.randrange(2,20,3) #  按一定步长随机取数
11
>>> random.randrange(2,20,3)
2
>>> random.randrange(2,20,3)
5
>>> random.randrange(2,20)
5
>>> random.randrange(2,20)
19
>>> random.randrange(2,20,4)
2
>>> random.randrange(2,20,4)
10
>>> random.choice('defgrttyu')  #随机取字符
't'
>>> random.choice('defgrttyu')
'r'

>>> random.sample([9,6,75,5,6,4,3],3)    #随机取指定长度的样本
[9, 6, 75]
>>> random.sample([9,6,75,5,6,4,3],3)
[75, 9, 6]
>>> random.sample([9,6,75,5,6,4,3],3)
[3, 75, 6]
>>> random.sample([9,6,75,5,6,4,3],3)
[5, 6, 75]

>>> items = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]  #随机排序
>>> random.shuffle(items)
>>> items
[7, 3, 2, 5, 6, 4, 1]

random. uniform ( a, b )

Return a random floating point number N such thata<=N<=b fora<=b andb<=N<=a forb<a.

The end-point value b may or may not be included in the rangedepending on floating-point rounding in the equationa+(b-a)*random().

11：有没有一个工具可以帮助查找python的bug和进行静态的代码分析？
有，PyChecker是一个python代码的静态分析工具，它可以帮助查找python代码的bug, 会对代码的复杂度和格式提出警告
Pylint是另外一个工具可以进行coding standard检查。
12：如何在一个function里面设置一个全局的变量？
解决方法是在function的开始插入一个global声明：
def f()
global x
13：Python里面search()和match()的区别？
match（）函数只检测RE是不是在string的开始位置匹配， search()会扫描整个string查找匹配, 也就是说match（）只有在0位置匹配成功的话才有返回，如果不是开始位置匹配成功的话，match()就返回none
例如：
print(re.match(’super’, ’superstition’).span())会返回(0, 5)
而print(re.match(’super’, ‘insuperable’))则返回None
search()会扫描整个字符串并返回第一个成功的匹配
例如：print(re.search(’super’, ’superstition’).span())返回(0, 5)
print(re.search(’super’, ‘insuperable’).span())返回(2, 7)
14：如何用Python来进行查询和替换一个文本字符串？
可以使用sub()方法来进行查询和替换，sub方法的格式为：sub(replacement, string[, count=0])
replacement是被替换成的文本
string是需要被替换的文本
count是一个可选参数，指最大被替换的数量

>>> p = re.compile('(blue|white|red)') 
>>> print(p.sub('black','blue heavens'))
black heavens
>>> print(p.sub('black','blue heavens and red sun or white snow',count=1))
black heavens and red sun or white snow
>>> print(p.sub('black','blue heavens and red sun or white snow',count=2))
black heavens and black sun or white snow
>>> print(p.sub('black','blue heavens and red sun or white snow',count=3))
black heavens and black sun or black snow

subn()方法执行的效果跟sub()一样，不过它会返回一个二维数组，包括替换后的新的字符串和总共替换的数量

>>> print(p.subn('black','blue heavens and red sun or white snow',count=3))
('black heavens and blacksun or black snow', 3)

15：介绍一下except的用法和作用？ (前一篇文章也有例子)
Python的except用来捕获所有异常， 因为Python里面的每次错误都会抛出 一个异常，所以每个程序的错误都被当作一个运行时错误。
一下是使用except的一个例子：
try:
foo = opne(”file”) #open被错写为opne
except:
sys.exit(”could not open file!”)
因为这个错误是由于open被拼写成opne而造成的，然后被except捕获，所以debug程序的时候很容易不知道出了什么问题
下面这个例子更好点：
try:
foo = opne(”file”) # 这时候except只捕获IOError
except IOError:
sys.exit(”could not open file”)
16：Python中pass语句的作用是什么？
pass语句什么也不做，一般作为占位符或者创建占位程序，pass语句不会执行任何操作，比如：
while False:
pass
pass通常用来创建一个最简单的类：
class MyEmptyClass:
pass
pass在软件设计阶段也经常用来作为TODO，提醒实现相应的实现，比如：
def initlog(*args):
pass #please implement this

17：介绍一下Python下range()函数的用法？
如果需要迭代一个数字序列的话，可以使用range()函数，range()函数可以生成等差级数。
如例：
for i in range(5)
print(i)
这段代码将输出0, 1, 2, 3, 4五个数字
range(10)会产生10个值， 也可以让range()从另外一个数字开始，或者定义一个不同的增量，甚至是负数增量
range(5, 10)从5到9的五个数字
range(0, 10, 3) 增量为三， 包括0,3,6,9四个数字
range(-10, -100, -30) 增量为-30， 包括-10, -40, -70
可以一起使用range()和len()来迭代一个索引序列
例如：
a = ['Nina', 'Jim', 'Rainman', 'Hello']
for i in range(len(a)):
print(i, a[i])

ab = [3,4,5,6,6,4,7]
if ab:
    for i in range(len(ab)):
        print (i,ab[i])

>>> 
(0, 3)
(1, 4)
(2, 5)
(3, 6)
(4, 6)
(5, 4)
(6, 7)
>>> 

18、用Python输出一个Fibonacci数列？

>>> a,b = 0,1
>>> while b < 100:
...     print(b)
...     a,b = b, a+b
... 
1
1
2
3
5
8
13
21
34
55
89
>>>