100道Python面试必背题目（基础理论 + 工程实践篇）

100道Python面试必背题目（基础理论 + 工程实践篇）

前言

Python 因其简洁的语法和强大的生态系统，在Web开发、数据科学、人工智能等领域得到了广泛应用。无论是初学者还是资深开发者，在求职面试中，扎实的Python基础和丰富的工程实践经验都是不可或缺的。本文整理了100道Python面试中常见的问题，分为“基础理论篇”和“工程实践篇”，希望能帮助你系统地复习知识，从容应对面试挑战。

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第一部分：基础理论篇

数据类型与变量

1. Python中有哪些基本数据类型？

• 数字（Number）: int, float, complex (复数)。
• 字符串（String）: str。
• 列表（List）: list。
• 元组（Tuple）: tuple。
• 字典（Dictionary）: dict。
• 集合（Set）: set。
• 布尔值（Boolean）: bool (True, False)。
• 空值（NoneType）: None。

2. 什么是可变对象和不可变对象？各举几个例子。

• 不可变对象 (Immutable): 对象一旦创建，其值就不能被修改。如果尝试修改，会创建一个新的对象。例如：int, float, str, tuple。
• 可变对象 (Mutable): 对象创建后，其值可以被修改，而不会创建新的对象。例如：list, dict, set。

3. list 和 tuple 的区别是什么？

• 可变性: list 是可变的，tuple 是不可变的。
• 性能: tuple 作为不可变对象，通常比 list 占用更少的内存，并且在创建和访问时速度更快。
• 用途: list 用于需要增删改的数据集合；tuple 用于存储不希望被修改的数据，例如作为字典的键。

4. dict 的底层实现原理是什么？
Python的字典（dict）是基于哈希表（Hash Table）实现的。它通过哈希函数将键（key）映射到一个唯一的索引（哈希值），然后将值（value）存储在该索引位置。这使得字典在平均情况下的插入、删除和查找操作的时间复杂度都为 O(1)。

5. set 的底层实现原理是什么？它有什么特点？
set 也是基于哈希表实现的，但它只存储键，不存储值。

• 特点:
  • 元素唯一，不重复。
  • 无序。
  • 高效的成员检测、交集、并集、差集等操作。

6. is 和 == 的区别是什么？

• == 比较的是两个对象的值是否相等。
• is 比较的是两个对象的内存地址是否相同，即它们是否是同一个对象。

7. 解释Python中的深拷贝和浅拷贝。

• 浅拷贝 (Shallow Copy): 创建一个新对象，但它只复制了原始对象的引用。如果原始对象中包含可变对象（如列表），修改其中一个会影响另一个。copy.copy() 实现。
• 深拷贝 (Deep Copy): 创建一个全新的、独立的对象，递归地复制原始对象及其包含的所有子对象。修改新对象不会影响原始对象。copy.deepcopy() 实现。

8. *args 和 **kwargs 是什么？如何使用？
它们用于函数定义中，处理不定数量的参数。

• *args: 将接收到的多个位置参数打包成一个元组（tuple）。
• **kwargs: 将接收到的多个关键字参数打包成一个字典（dict）。

def example_func(*args, **kwargs):
    print("Positional args:", args)
    print("Keyword args:", kwargs)

example_func(1, 2, 'a', name='Alice', age=30)
# Output:
# Positional args: (1, 2, 'a')
# Keyword args: {'name': 'Alice', 'age': 30}

9. Python中的字符串格式化有哪几种方式？

1. % 操作符 (旧式)。
2. str.format() 方法。
3. f-string (格式化字符串字面值，Python 3.6+，推荐使用)。

10. 解释一下Python的切片操作。
切片用于从序列（如列表、字符串、元组）中获取一个子序列。语法是 [start:stop:step]。

• start: 起始索引（包含）。
• stop: 结束索引（不包含）。
• step: 步长。

11. 如何高效地拼接字符串？ (+ vs join)
当拼接大量字符串时，应使用 str.join() 方法。因为它只需要一次内存分配，而使用 + 会在每次拼接时都创建新的字符串对象，导致性能低下。

12. 字典的 get() 方法和直接用 [] 访问有什么区别？

• []: 如果键不存在，会抛出 KeyError 异常。
• get(key, default=None): 如果键不存在，会返回指定的默认值（默认为 None），而不会报错。

13. None 是什么？它和 False, 0, '' 有什么关系？
None 是一个特殊的常量，表示空值或不存在的值。在布尔上下文中，None, False, 0, '' (以及其他空集合) 都被认为是 “假” (Falsy) 的，但它们是不同的对象，None != False。

14. 什么是f-string？它有什么优点？
f-string 是 Python 3.6 引入的一种字符串格式化方式。

• 优点: 语法更简洁、可读性更高、执行速度更快，因为它在运行时直接解析表达式。

15. 如何对一个列表进行去重？
最简单的方法是将其转换为集合再转回列表：unique_list = list(set(original_list))。这种方法不保证原始顺序。如果需要保持顺序，可以使用 dict.fromkeys() 或循环。

16. Python中如何实现一个字典的有序性？
从 Python 3.7 开始，内置的 dict 类型默认就是有序的（按插入顺序）。在早期版本中，可以使用 collections.OrderedDict。

17. 解释 collections 模块中的 defaultdict 和 Counter。

• defaultdict: 当访问一个不存在的键时，它会自动创建一个默认值（由工厂函数指定），而不是抛出 KeyError。
• Counter: 一个特殊的字典子类，用于计数可哈希对象。键是元素，值是元素的数量。

18. 什么是哈希（hashable）？为什么字典的键必须是可哈希的？
一个对象是可哈希的，如果它有一个在其生命周期内永不改变的哈希值（需要 __hash__ 方法），并且可以与其他对象进行比较（需要 __eq__ 方法）。不可变对象（如 str, int, tuple）是可哈希的。字典的键必须可哈希，因为字典的底层实现依赖哈希表来快速查找键。

19. bytes 和 str 的区别是什么？

• str: Unicode 字符串，用于表示文本。
• bytes: 字节序列，用于表示二进制数据（如图片、文件）。str 通过编码（encode）可以转换为 bytes，bytes 通过解码（decode）可以转换为 str。

20. 如何创建一个只包含唯一元素的列表？
利用 set 的特性：my_list = list(set([1, 2, 2, 3, 1]))。

函数与控制流

21. 什么是装饰器（Decorator）？请写一个简单的装饰器例子。
装饰器是一个函数，它接收另一个函数作为参数，并返回一个新的函数，通常用于在不修改原函数代码的情况下为其增加额外的功能。

import time

def timer_decorator(func):
    def wrapper(*args, **kwargs):
        start_time = time.time()
        result = func(*args, **kwargs)
        end_time = time.time()
        print(f"Function {func.__name__} took {end_time - start_time:.4f} seconds")
        return result
    return wrapper

@timer_decorator
def some_task():
    time.sleep(1)

some_task()

22. 什么是生成器（Generator）？它和普通函数有什么区别？
生成器是一种特殊的迭代器，它使用 yield 关键字返回值。

• 区别:
  • 普通函数使用 return 返回值并终止。
  • 生成器函数使用 yield “产出” 一个值并暂停执行，下次调用时从暂停处继续。这使得生成器能够按需生成值，非常节省内存。

23. 什么是迭代器（Iterator）？
迭代器是一个对象，它实现了迭代器协议，即包含 __iter__() 和 __next__() 方法。它允许你逐个遍历一个容器中的所有元素，而无需一次性将所有元素加载到内存中。

24. yield 关键字的作用是什么？
yield 用于生成器函数中。当函数执行到 yield 时，它会返回一个值给调用者并暂停执行。函数的状态（包括局部变量）会被保存，直到下一次调用 next() 时从暂停的地方恢复执行。

25. 什么是lambda函数？它有什么优缺点？
lambda 函数是一种小型的匿名函数，由 lambda 关键字创建。

• 优点: 语法简洁，适合用于需要一个简单函数作为参数的场景（如 map, filter）。
• 缺点: 只能包含单个表达式，不能包含复杂的逻辑或多行语句，可读性较差。

26. Python中的作用域（LEGB规则）是什么？
Python 解析变量名的顺序遵循 LEGB 规则：

1. L (Local): 局部作用域，函数内部。
2. E (Enclosing): 闭包函数外的函数作用域。
3. G (Global): 全局作用域，模块级别。
4. B (Built-in): 内置作用域，Python预定义的变量。

27. global 和 nonlocal 关键字的作用是什么？

• global: 在函数内部声明一个变量为全局变量，允许修改全局作用域中的变量。
• nonlocal: 在嵌套函数中，用于修改外层（非全局）函数作用域中的变量。

28. 什么是闭包（Closure）？
当一个嵌套函数引用了其外部作用域中的变量时，就创建了闭包。闭包会“记住”其外部作用域的状态，即使外部函数已经执行完毕。

29. 列表推导式、字典推导式和集合推导式是什么？请举例。
它们是创建列表、字典和集合的简洁语法。

• 列表推导式: squares = [x**2 for x in range(10)]
• 字典推导式: square_dict = {x: x**2 for x in range(5)}
• 集合推导式: square_set = {x**2 for x in range(5)}

30. map, filter, reduce 函数的作用分别是什么？

• map(function, iterable): 对 iterable 中的每个元素应用 function，返回一个包含结果的迭代器。
• filter(function, iterable): 过滤 iterable，只保留 function 返回 True 的元素。
• reduce(function, iterable) (在 functools 模块中): 对 iterable 中的元素进行累积操作。

31. 什么是递归函数？使用时需要注意什么？
递归函数是指在函数体内调用自身的函数。

• 注意事项:
  • 必须有一个明确的 基线条件（终止条件），否则会无限递归导致栈溢出。
  • 注意性能问题，深度递归可能非常耗时且消耗大量内存。

32. Python中函数参数的传递方式是值传递还是引用传递？
Python 的参数传递方式可以理解为 赋值传递 (pass-by-assignment) 或 对象引用传递 (pass-by-object-reference)。

• 如果传递的是 不可变对象（如 int, str），表现类似于值传递。
• 如果传递的是 可变对象（如 list, dict），在函数内部修改该对象会影响到原始对象，表现类似于引用传递。

33. 什么是匿名函数？
即 lambda 函数，没有正式名称的函数。

34. pass 语句的作用是什么？
pass 是一个空操作语句，用作占位符。当语法上需要一个语句但程序上不需要任何操作时使用，例如在定义一个空类或函数时。

35. 如何处理Python中的异常？(try...except...finally)

• try: 包含可能引发异常的代码块。
• except: 如果 try 块中发生特定类型的异常，则执行该块。
• else: 如果 try 块中没有发生异常，则执行该块。
• finally: 无论是否发生异常，该块中的代码总会被执行，通常用于资源清理。

面向对象编程 (OOP)

36. 解释一下Python中的类（Class）和对象（Object）。

• 类 (Class): 是创建对象的蓝图或模板，定义了一组属性和方法。
• 对象 (Object): 是类的实例，是具体的、存在的数据实体。

37. __init__ 方法的作用是什么？
__init__ 是类的构造函数（或称为初始化方法）。当一个对象被创建时，它会自动被调用，用于初始化对象的属性。

38. __new__ 和 __init__ 的区别是什么？

• __new__: 是一个静态方法，负责创建类的实例。它在 __init__ 之前被调用，并且必须返回一个类的实例。
• __init__: 是一个实例方法，负责初始化 __new__ 创建的实例。
• __new__ 控制对象的创建，__init__ 控制对象的初始化。

39. 什么是继承？Python支持多重继承吗？
继承是一种机制，允许一个类（子类）继承另一个类（父类）的属性和方法。是的，Python 支持多重继承。

40. 什么是MRO（方法解析顺序）？
MRO (Method Resolution Order) 是 Python 在多重继承中查找方法的顺序。Python 使用 C3 线性化算法来确定这个顺序，保证每个类只被访问一次，并维护了继承图的局部优先顺序。可以通过 ClassName.mro() 查看。

41. 什么是封装、继承和多态？

• 封装: 将数据（属性）和操作数据的方法捆绑在一起，并对外部隐藏对象的内部细节。
• 继承: 子类可以继承父类的属性和方法，实现代码复用。
• 多态: 不同的对象可以对同一个消息（方法调用）做出不同的响应。例如，不同的类可以有同名的方法，但实现不同。

42. Python中的 super() 是如何工作的？
super() 用于调用父类的方法。它会根据 MRO 查找顺序，找到当前类的下一个类，并调用其方法。这在处理多重继承时非常有用。

43. 什么是类方法（@classmethod）、静态方法（@staticmethod）和实例方法？

• 实例方法: 第一个参数是 self（实例对象），只能由实例调用。
• 类方法: 第一个参数是 cls（类对象），使用 @classmethod 装饰器。可以由类或实例调用。
• 静态方法: 没有 self 或 cls 参数，使用 @staticmethod 装饰器。它与类或实例的状态无关，本质上是一个放在类命名空间下的普通函数。

44. Python中的私有变量（__private）是真的私有吗？
不是。以双下划线 __ 开头的变量会被解释器进行“名称改写”（Name Mangling），变为 _ClassName__variable 的形式。这是一种约定，用于避免子类意外覆盖父类的属性，但仍然可以从外部访问。

45. 什么是鸭子类型（Duck Typing）？
“如果它走起来像鸭子，叫起来也像鸭子，那么它就是一只鸭子。” 鸭子类型关注的是对象的行为而不是其类型。只要一个对象有某个方法或属性，就可以被当作特定类型的对象来使用，而无需关心它的实际类继承关系。

46. 什么是魔术方法（Magic Methods）？请举例说明。
魔术方法是以双下划线开头和结尾的特殊方法，用于实现 Python 的内置功能。例如：

• __init__: 构造函数。
• __str__: 定义 str(obj) 的行为。
• __repr__: 定义 repr(obj) 的行为，用于调试。
• __len__: 定义 len(obj) 的行为。

47. __slots__ 的作用是什么？
__slots__ 用于限制类实例能拥有的属性。通过将属性名定义在一个元组中，可以：

1. 节省内存: Python 不会为每个实例创建 __dict__ 来存储属性。
2. 加快属性访问速度。

• 缺点: 实例不能再动态添加 __slots__ 中未定义的属性。

48. 什么是 Mixin 类？
Mixin 是一种类，它为其他类提供特定的功能，但本身不打算被实例化。它通常用于多重继承中，向子类“混入”一组方法。

49. 什么是属性（Property）？如何使用 @property 装饰器？
@property 装饰器可以将一个方法转换为只读属性，让你可以在不改变接口的情况下添加额外的逻辑（如计算或验证）。可以配合 @*.setter 和 @*.deleter 来控制属性的修改和删除。

50. 抽象基类（ABC）是什么？如何使用？
抽象基类（Abstract Base Class）是一种不能被实例化的类，用于定义接口。它强制子类必须实现某些特定的方法。通过 abc 模块和 @abstractmethod 装饰器来实现。

模块与内存管理

51. Python的模块（Module）和包（Package）有什么区别？

• 模块: 一个 .py 文件就是一个模块。
• 包: 一个包含 __init__.py 文件的目录。包是组织模块的一种方式。

52. __init__.py 文件的作用是什么？

1. 标识包: 它的存在告诉 Python 该目录应被视为一个包。
2. 初始化: 可以在该文件中编写包级别的初始化代码。
3. 简化导入: 可以使用 __all__ 变量控制 from package import * 的行为。

53. 如何解决循环导入（Circular Import）的问题？

1. 重构代码: 将共享的依赖项移到第三方模块中。
2. 延迟导入: 在函数或方法内部进行导入，而不是在模块顶部。
3. 使用 import ... as ...，并在需要时引用。

54. Python的垃圾回收机制（Garbage Collection）是怎样的？
Python 主要使用 引用计数 为主的垃圾回收机制，并辅以 标记-清除 和 分代回收 来解决循环引用的问题。

• 引用计数: 每个对象都有一个引用计数器。当计数器变为 0 时，对象被回收。
• 标记-清除: 用于检测循环引用。它会从根对象开始遍历，标记所有可达对象，然后清除未被标记的对象。
• 分代回收: 将对象分为三代（年轻代、中年代、老年代）。垃圾回收主要在新对象上进行，因为大多数对象生命周期很短。

55. 什么是引用计数？它有什么缺点？

• 机制: 跟踪每个对象的引用数量。当引用被创建时+1，被销毁时-1。当计数为0时，回收对象。
• 缺点: 无法处理 循环引用（例如，两个对象互相引用）。

56. 什么是分代回收？
一种优化策略。它基于这样一个假设：大多数对象的生命周期都很短。因此，将对象按“年龄”分为不同的代。垃圾回收器会更频繁地扫描年轻代，从而提高效率。

57. 什么是GIL（全局解释器锁）？它对Python多线程有什么影响？
GIL (Global Interpreter Lock) 是一个互斥锁，它保证在任何时刻，只有一个线程在执行 Python 字节码。

• 影响: 这意味着在 CPython 解释器中，即使在多核 CPU 上，Python 的多线程也无法实现真正的并行计算，因此不适合 CPU密集型 任务。但对于 I/O密集型 任务，当一个线程等待 I/O 时，GIL 会被释放，允许其他线程运行，从而提高效率。

58. 为什么说Python的多线程不适合CPU密集型任务？
因为 GIL 的存在，多线程在同一时间只能利用一个 CPU 核心。对于需要大量计算的 CPU 密集型任务，多线程不仅不能提高速度，反而会因为线程切换的开销而变慢。这类任务应使用多进程（multiprocessing）。

59. 什么是猴子补丁（Monkey Patching）？
在运行时动态地修改或替换模块、类或函数的行为。这是一种强大的技术，但会降低代码的可读性和可维护性，应谨慎使用。

60. 什么是元类（Metaclass）？
元类是创建类的“类”。正如类是创建对象的模板，元类是创建类的模板。你可以通过定义元类来控制类的创建过程。type 是 Python 中最基本的元类。

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第二部分：工程实践篇

Web 与框架

61. 解释一下WSGI是什么。
WSGI (Web Server Gateway Interface) 是 Python Web 应用与 Web 服务器之间的一个标准接口。它定义了一套规范，使得任何兼容 WSGI 的应用（如 Django, Flask）都可以运行在任何兼容 WSGI 的服务器（如 Gunicorn, uWSGI）上。

62. Django 和 Flask 的区别是什么？

• Flask: 是一个微框架，核心简单，高度可扩展。它不自带 ORM、表单验证等功能，需要通过第三方库实现。适合小型项目或需要高度定制化的项目。
• Django: 是一个“全家桶”框架，自带了 ORM、Admin后台、表单、认证等大量组件。遵循“约定优于配置”，开发效率高。适合大型、复杂的项目。

63. Django的MVT和MVC模式有什么关系？
Django 的 MVT 模式是 MVC 模式的一种变体。

• Model (模型): 对应 MVC 的 Model，负责数据层。
• View (视图): 对应 MVC 的 Controller，负责业务逻辑。
• Template (模板): 对应 MVC 的 View，负责展示层。

64. 什么是Django的中间件（Middleware）？它的作用是什么？
中间件是一个轻量级的插件系统，用于在请求-响应处理的各个阶段介入并执行自定义逻辑。常见用途包括：用户认证、CSRF保护、会话管理、日志记录等。

65. Django ORM中 select_related 和 prefetch_related 的区别？
两者都用于优化数据库查询，解决 N+1 查询问题。

• select_related: 通过 SQL JOIN 来获取关联的 一对一 或 多对一 关系的对象。它在一次查询中获取所有数据。
• prefetch_related: 对于 多对多 或 一对多 关系，它会单独执行一次查询来获取关联对象，然后在 Python 层面进行“连接”。

66. 什么是RESTful API？设计时应遵循哪些原则？
RESTful 是一种 API 设计风格，它使用 HTTP 协议的标准方法来操作资源。

• 原则:
  1. 资源 (Resource): API 操作的对象，用 URL 标识。
  2. 统一接口 (Uniform Interface): 使用 HTTP 方法 (GET, POST, PUT, DELETE) 对资源进行操作。
  3. 无状态 (Stateless): 服务器不保存客户端的状态，每个请求都应包含所有必要信息。
  4. 客户端-服务器分离 (Client-Server)。

67. 什么是JWT（JSON Web Token）？它是如何工作的？
JWT 是一种紧凑且自包含的认证方式。一个 JWT 由三部分组成：Header、Payload、Signature。服务器通过验证签名来确认令牌的有效性，Payload 中可以包含用户信息，从而实现无状态认证。

68. Web开发中如何防止CSRF和XSS攻击？

• CSRF (跨站请求伪造):
  • 使用 CSRF Token 并验证。
  • 检查 Referer 头。
• XSS (跨站脚本攻击):
  • 对用户输入进行严格的转义和过滤。
  • 设置 Content-Security-Policy (CSP) 响应头。
  • 对 Cookie 设置 HttpOnly 属性。

69. 解释一下Flask的上下文管理（Context）。
Flask 有两种上下文：

• 应用上下文 (Application Context): 存储与应用相关的信息，如配置。通过 current_app 访问。
• 请求上下文 (Request Context): 存储与单个 HTTP 请求相关的信息，如请求对象、会话。通过 request, session 访问。

70. 什么是蓝图（Blueprint）在Flask中的作用？
蓝图用于组织和模块化 Flask 应用。你可以将一组相关的视图、模板和静态文件定义在一个蓝图中，然后在主应用中注册它。这使得大型应用的管理变得更加容易。

并发与异步

71. Python中的进程（Process）和线程（Thread）有什么区别？

• 进程: 是资源分配的基本单位。每个进程有独立的内存空间，进程间通信（IPC）复杂。
• 线程: 是 CPU 调度的基本单位。线程共享所属进程的内存空间，创建和切换开销小。
• 由于 GIL 的存在，Python 的多线程不适合 CPU 密集型任务，而多进程可以利用多核 CPU。

72. 什么是协程（Coroutine）？
协程是一种用户态的轻量级线程。它的调度完全由程序控制，切换开销极小。协程在单个线程内执行，通过 async/await 在遇到 I/O 操作时主动让出控制权，实现非阻塞的并发。

73. asyncio 是如何工作的？async/await 关键字的作用是什么？
asyncio 是 Python 的异步编程库，基于事件循环（Event Loop）。

• 工作原理: 将异步任务放入事件循环中。当任务遇到 I/O 等待时，它会挂起并让出控制权，事件循环则运行其他就绪的任务。当 I/O 完成时，事件循环会唤醒之前的任务继续执行。
• async: 用于定义一个协程函数。
• await: 用于挂起一个协程的执行，等待另一个协程完成。

74. 什么是多路复用I/O（I/O Multiplexing）？
这是一种高效的 I/O 模型，允许单个线程同时监控多个 I/O 连接。当任何一个连接准备好读/写时，操作系统会通知程序，程序再去处理。select, poll, epoll 是常见的实现方式，asyncio 底层就利用了这种模型。

75. multiprocessing 模块是如何实现多进程的？
它通过创建子进程来绕过 GIL，实现真正的并行计算。每个子进程都有自己独立的 Python 解释器和内存空间。

76. 进程间通信（IPC）有哪些方式？
multiprocessing 模块提供了多种 IPC 方式：

• Queue: 进程安全的队列。
• Pipe: 管道，用于两个进程间的双向通信。
• Manager: 提供共享的数据结构，如 dict, list。
• Value/Array: 共享内存。

77. 什么是线程安全？如何保证线程安全？
线程安全是指当多个线程访问共享资源时，不会产生不正确的结果。

• 保证方法:
  • 使用锁（threading.Lock）来保护临界区。
  • 使用线程安全的数据结构（如 queue.Queue）。
  • 避免共享状态。

78. 什么是死锁（Deadlock）？如何避免？
死锁是指两个或多个线程互相等待对方释放资源，导致所有线程都被阻塞。

• 避免方法:
  • 按固定顺序获取锁。
  • 使用超时机制。
  • 死锁检测算法。

79. 什么是守护线程/进程（Daemon）？
守护线程/进程会随着主线程/进程的退出而自动退出。通常用于执行一些后台任务。可以通过 thread.daemon = True 或 process.daemon = True 设置。

80. Celery 是什么？它通常用在什么场景？
Celery 是一个强大的分布式任务队列。

• 应用场景:
  • 异步任务: 将耗时的操作（如发送邮件、文件处理）放入后台执行，避免阻塞 Web 请求。
  • 定时任务: 按计划执行周期性任务。

数据库与工具

81. 关系型数据库和非关系型数据库的区别是什么？

• 关系型数据库 (SQL): 数据以表格形式存储，有严格的 schema，支持复杂的查询和事务 (ACID)。例如：MySQL, PostgreSQL。
• 非关系型数据库 (NoSQL): 数据结构灵活（如键值对、文档、图），通常 schema-less，具有高可扩展性和性能。例如：Redis, MongoDB。

82. 什么是数据库索引？它的优缺点是什么？
索引是一种特殊的数据结构，用于加快数据库表的查询速度。

• 优点: 大大提高数据检索速度。
• 缺点: 占用额外的存储空间；降低插入、更新和删除的速度，因为索引也需要维护。

83. 什么是数据库事务（Transaction）？它有哪些特性（ACID）？
事务是一系列操作的集合，这些操作要么全部成功，要么全部失败。

• ACID 特性:
  • 原子性 (Atomicity): 事务是不可分割的最小工作单元。
  • 一致性 (Consistency): 事务使数据库从一个一致性状态转移到另一个一致性状态。
  • 隔离性 (Isolation): 多个并发事务之间互不干扰。
  • 持久性 (Durability): 事务一旦提交，其结果就是永久性的。

84. SQL注入是什么？如何防止？
SQL 注入是一种攻击，攻击者通过在输入中插入恶意的 SQL 代码来欺骗数据库执行非预期的命令。

• 防止方法:
  • 使用参数化查询（预编译语句），永远不要手动拼接 SQL 字符串。
  • 使用 ORM 框架，它们通常会自动处理参数化。

85. 什么是ORM？它有什么优缺点？
ORM (Object-Relational Mapping) 是一种将程序中的对象与关系型数据库中的表进行映射的技术。

• 优点:
  • 提高开发效率，无需编写原生 SQL。
  • 代码更易于维护，数据库无关性。
• 缺点:
  • 性能可能不如原生 SQL。
  • 对于复杂的查询，ORM 可能难以表达或效率低下。

86. pip 和 conda 的区别是什么？

• pip: Python 的官方包管理器，用于安装和管理 Python 包。
• conda: 一个跨平台的包和环境管理器。它不仅能管理 Python 包，还能管理非 Python 的依赖（如 C/C++ 库）和 Python 解释器本身。

87. 什么是虚拟环境？为什么需要它？
虚拟环境是一个独立的 Python 运行环境，允许你在同一台机器上为不同的项目安装不同版本的依赖包。

• 为什么需要:
  • 避免不同项目之间的依赖冲突。
  • 保持全局 Python 环境的干净。
  • 方便项目依赖的管理和迁移。

88. 解释 requirements.txt 和 setup.py 的作用。

• requirements.txt: 通常用于记录一个项目的所有依赖及其精确版本，方便复现环境 (pip install -r requirements.txt)。
• setup.py: 用于定义一个 Python 包的元数据（如名称、版本）和依赖项。它用于打包和分发项目 (pip install .)。

89. Docker在Python开发中的作用是什么？
Docker 允许你将应用及其所有依赖（包括操作系统库）打包到一个轻量级、可移植的容器中。

• 作用:
  • 确保开发、测试和生产环境的一致性。
  • 简化部署流程。
  • 隔离应用。

90. 什么是CI/CD？

• CI (持续集成): 开发人员频繁地将代码合并到主干。每次合并都会自动触发构建和测试，以尽早发现集成错误。
• CD (持续交付/持续部署): 在 CI 的基础上，将通过测试的代码自动部署到类生产环境（持续交付）或生产环境（持续部署）。

算法与设计

91. 请实现一个斐波那契数列函数，并考虑优化。

# 基础递归 (效率低)
def fib_recursive(n):
    if n <= 1:
        return n
    return fib_recursive(n-1) + fib_recursive(n-2)

# 动态规划 (推荐)
def fib_dp(n):
    a, b = 0, 1
    for _ in range(n):
        a, b = b, a + b
    return a

92. 请实现一个二分查找算法。

def binary_search(arr, target):
    left, right = 0, len(arr) - 1
    while left <= right:
        mid = (left + right) // 2
        if arr[mid] == target:
            return mid
        elif arr[mid] < target:
            left = mid + 1
        else:
            right = mid - 1
    return -1 # 未找到

93. 常见的排序算法有哪些？时间复杂度分别是多少？

• 冒泡排序: O(n²)
• 选择排序: O(n²)
• 插入排序: O(n²)
• 快速排序: 平均 O(n log n)，最坏 O(n²)
• 归并排序: O(n log n)
• 堆排序: O(n log n)

94. 如何判断一个链表是否有环？
使用快慢指针法。设置两个指针，一个快指针每次走两步，一个慢指针每次走一步。如果链表有环，快指针最终会追上慢指针。

95. 如何翻转一个链表？
使用三个指针：prev, curr, next_node。遍历链表，依次改变每个节点的 next 指向，使其指向前一个节点。

96. 什么是PEP 8？请举例说明。
PEP 8 是 Python 的官方代码风格指南。它规定了代码的布局、命名约定、注释等。例如：

• 使用 4 个空格进行缩进。
• 行长不超过 79 个字符。
• 函数和变量名使用蛇形命名法 (snake_case)。
• 类名使用驼峰命名法 (CamelCase)。

97. 如何对Python代码进行性能分析（Profiling）？
可以使用内置的 cProfile 模块。它可以详细报告每个函数的调用次数和执行时间，帮助找到代码的性能瓶颈。

98. 什么是缓存（Caching）？常见的缓存策略有哪些？
缓存是将计算结果或数据临时存储起来，以便后续请求可以更快地访问。

• 常见策略:
  • LRU (Least Recently Used): 替换最近最少使用的数据。
  • LFU (Least Frequently Used): 替换使用频率最低的数据。
  • FIFO (First-In, First-Out): 先进先出。

99. 设计一个简单的URL短链接服务。

• 核心功能: 将长 URL 转换为短 URL，并通过短 URL 重定向到原始的长 URL。
• 设计要点:
  1. 短码生成: 使用自增 ID 转换为 62 进制，或使用哈希算法生成。
  2. 存储: 使用 K-V 数据库（如 Redis）或关系型数据库存储短码和长 URL 的映射关系。
  3. 重定向: Web 服务器接收到短链接请求后，查询数据库找到对应的长 URL，返回 301/302 重定向。

100. 你在项目中遇到过最难的技术挑战是什么？如何解决的？
这是一个开放性问题，旨在考察你的问题解决能力、技术深度和经验。准备一个真实的项目案例，清晰地描述：

1. 问题背景 (Context): 项目是什么，遇到了什么问题。
2. 挑战 (Challenge): 问题的难点在哪里（性能、并发、架构等）。
3. 行动 (Action): 你是如何分析、调研、并采取了哪些具体措施来解决的。
4. 结果 (Result): 解决方案带来了什么效果（性能提升、问题解决等），以及你从中学到了什么。