[翻译]7个经典python面试题

原文在这里toptal

##下面的代码输出什么?

list = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e']
print list[10:]

上面的代码输出[],并且不会导致IndexError错误

跟你想的一样,当取列表元素的时候,如果索引值超过了元素的个数(例如在上面的列表中,取list[10])将会导致IndexError错误。但是,取一个列表的切片的时候,如果起始索引超过了元素个数,将不会引起IndexError错误,仅返回一个空列表。

这一特性将会导致一些非常难于追踪的bug,因为在运行时根本没有错误产生。

##下面的代码在Python2中的输出是什么?解释你的答案

def div1(x,y):
    print "%s/%s = %s" % (x, y, x/y)

def div2(x,y):
    print "%s//%s = %s" % (x, y, x//y)

div1(5,2)
div1(5.,2)
div2(5,2)
div2(5.,2.)

另外,在Python3中上面的代码的输出有何不同(假设代码中的print语句都转化成了Python3中的语法结构)?

Python2中,代码的输出是:

5/2 = 2
5.0/2 = 2.5
5//2 = 2
5.0//2.0 = 2.0

默认情况下,如果两个操作数都是整数,Python2默认执行整数运算。所以,5/2 结果是2,而5./2结果是2.5

注意你可以通过下面的import语句来覆盖Python2中的这一行为

from __future__ import division 

还要注意“双斜杠”(//)操作符将会一直执行整除,忽略操作数的类型。这就是为什么5.0//2.0即使在Python2中结果也是2.0

但是在Python3并没有这一行为。两个操作数都是整数时,也不执行整数运算。在Python3中,输出如下:

5/2 = 2.5
5.0/2 = 2.5
5//2 = 2
5.0//2.0 = 2.0

##下面代码的输出是什么?请解释你的答案

def extendList(val, list=[]):
    list.append(val)
    return list

list1 = extendList(10)
list2 = extendList(123,[])
list3 = extendList('a')

print "list1 = %s" % list1
print "list2 = %s" % list2
print "list3 = %s" % list3

如何修改函数ExtendList的定义才能产生我们希望的行为?

输出为:

list1 = [10, 'a']
list2 = [123]
list3 = [10, 'a']

很多人会错误地预计list1等于[10]list3等于['a'],认为extendList函数的list参数在每一次函数被调用时都会被设置为默认值[]

但是,真实的情况是,默认的list只在函数定义的时候被创建一次。之后不指定list参数地调用extendList函数时,使用的都是同一个list。这是因为带默认参数的表达式是在函数定义的时候被计算的,而不是在函数调用时。

所以,list1list3都是在操作同一个默认list,而list2是在操作它自己创建的一个独立的list(将自己的空list作为参数传递过去)

extendlist的定义可以这样定义来达到我们预期的效果:

def extendList(val, list=None):
    if list is None:
        list = []
    list.append(val)
    return list

调用修改后的函数,输出是:

list1 = [10]
list2 = [123]
list3 = ['a']

##下面代码的输出是什么?请解释你的答案

class Parent(object):
    x = 1

class Child1(Parent):
    pass

class Child2(Parent):
    pass

print Parent.x, Child1.x, Child2.x
Child1.x = 2
print Parent.x, Child1.x, Child2.x
Parent.x = 3
print Parent.x, Child1.x, Child2.x

输出为:

1 1 1
1 2 1
3 2 3

让很多人感到疑惑和惊讶的是,最后一行的输出竟然不是3 2 1而是3 2 3. 为什么修改了Parent.X的值会影响到Child2.x,但是同时又没有改变Child1.x的值呢?

这个问题的关键在于,在python中,类中的变量在内部被当作字典处理。如果一个变量名在当前类的字典中没有被发现,系统将会在这个类的祖先(例如,它的父类)中继续寻找,直到找到为止(如果一个变量名在这个类和这个类的祖先中都没有,那么将会引发一个AttributeError错误)

因此,在父类中将变量x赋值为1,那么x变量将可以被当前类和所有这个类的子类引用。这就是为什么第一个print语句输出为1 1 1.

接下来,如果它的子类覆盖了这个值(例如, 当我们执行Child1.x = 2),那么这个变量的值仅仅在这个子类中发生了改变。这就是为什么第二个print语句输出1 2 1

最后,如果父类改变了这个变量的值(例如,我们执行Parent.x = 3),所有没有覆盖这个参数值的子类(在这个例子中覆盖了参数的就是Child2)都会受到影响,这就是为什么第三个print语句的输出为3 2 3

##下面代码的输出是什么?请解释你的答案

def multipliers():
    return [lambda x : i * x for i in range(4)]

print [m(2) for m in multipliers()]

怎么修改multipliers的定义才能达到期望的效果?

上面代码的输出是[6, 6, 6, 6](不是[0, 2, 4, 6]).

原因是Python的闭包是延迟绑定(late binding)的。这表明在闭包中使用的变量直到内层函数被调用的时候才会被查找。结果是,当调用multipliers()返回的函数时,i参数的值会在这时被在调用环境中查找。所以,无论调用返回的哪个函数,for循环此时已经结束,i等于它最终的值3。因此,所有返回的函数都要乘以传递过来的3,因为上面的代码传递了2作为参数,所以他们都返回了6(即,3 * 2

(顺便提一句,正如在书《The Hitchhiker’s Guide to Python》中提出来的一样, 有一种广泛传播的误解认为这个问题和lambda表达式有关,事实并非如此。通过labda表达式产生的函数并没有什么特别之处,使用普通的def定义的函数的行为和lambda表达式产生的函数的行为是一样的.)

下面是一些可以绕过这个问题的方法。

方法一是像下面一样使用Python的生成器(generator)

def multipliers():
     for i in range(4): yield lambda x : i * x 

另一个方法是创造一个闭包,通过使用一个默认参数来立即绑定它的参数

def multipliers():
    return [lambda x, i=i : i * x for i in range(4)]

或者,你也可以使用functools.partial函数:

from functools import partial
from operator import mul

def multipliers():
    return [partial(mul, i) for i in range(4)]

##考虑下面的代码片段:

1. list = [ [ ] ] * 5
2. list  # output?
3. list[0].append(10)
4. list  # output?
5. list[1].append(20)
6. list  # output?
7. list.append(30)
8. list  # output?

第2,4,6,8行的输出是什么?解释你的答案.

输出如下:

[[], [], [], [], []]
[[10], [10], [10], [10], [10]]
[[10, 20], [10, 20], [10, 20], [10, 20], [10, 20]]
[[10, 20], [10, 20], [10, 20], [10, 20], [10, 20], 30]

下面是解释:

第一行的输出凭直觉就能知道,很容易理解。即:list = [ [ ] ] * 5创建了一个元素是5个列表的列表。

但是,这里要理解的关键是,list = [ [ ] ] * 5并没有创建一个包含5个不同列表的列表。创建的这个列表里的5个列表,是对同一个列表的引用(a a list of 5 references to the same list)。理解了这些,你就能更好地理解余下的输出。

list[0].append(10)将数字10添加到第一个列表。但是由于5个列表是对同一个列表的引用,所以输出是[[10], [10], [10], [10], [10]]

同样的,list[1].append(20)将20追加到第二个列表。但是同样,由于这5个列表引用同一个列表,所以输出:[[10, 20], [10, 20], [10, 20], [10, 20], [10, 20]].

相比之下, list.append(30)是将一个全新的元素追加到“外层”的列表,所以产生了这样的输出:[[10, 20], [10, 20], [10, 20], [10, 20], [10, 20], 30].

##有一个拥有N个元素的列表,用一个列表解析式生成一个新的列表,元素的值同时满足以下条件:

(a) 偶数,以及
(b) 在原列表中,索引为偶数

例如,如果list[2]的值是偶数,那么这个元素应该也被包含在新列表中,因为它在原列表中的索引也是偶数(即 2). 但是, 如果list[3]是偶数,那这个值不应该被包含在新列表中,因为它在原列表中的索引是一个奇数。

一个简单的解法如下:

[x for x in list[::2] if x%2 == 0]

例如,给出下面的列表:

#        0   1   2   3    4    5    6    7    8
list = [ 1 , 3 , 5 , 8 , 10 , 13 , 18 , 36 , 78 ]

列表解析式[x for x in list[::2] if x%2 == 0] 会生成:

[10, 18, 78]

这个表达式首先取列表中索引是偶数的数字,然后过滤掉所有的奇数.