【面试宝典】32道Python面向对象高频题库整理(附答案背诵版)

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分类专栏：面试宝典 python编程文章标签：面试 python

于 2024-07-04 22:57:04 首次发布

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Python中的元类( metaclass )？

元类（metaclass）在Python中是一个相对高级且深奥的概念。简单来说，元类是创建类的类。在Python中，一切都是对象，类也不例外。当我们定义一个类时，Python会在内存中创建一个对象（即这个类），而元类就是用来控制这个类对象如何被创建的。

元类的主要用途包括：

创建类：元类可以用来创建类。通常，我们使用type()函数或者class关键字来创建类，但实际上，type()函数就是一个元类。当我们使用class关键字定义类时，Python在背后实际上是调用了type()来创建这个类。
修改类：元类可以在类创建时修改类的定义。这意味着我们可以拦截类的创建过程，添加、删除或修改类的属性或方法。
注册类：元类可以用来自动注册创建的类，这在某些框架中很有用，比如ORM（对象关系映射）框架，它可能需要在运行时知道所有的模型类。
控制类的实例化：元类可以控制类的实例化过程，比如实现单例模式。

下面是一个简单的元类示例，它会在类创建时自动添加一个属性：

class Meta(type):
    def __new__(cls, name, bases, attrs):
        attrs['added_attribute'] = "This attribute was added by the metaclass"
        return super(Meta, cls).__new__(cls, name, bases, attrs)

class MyClass(metaclass=Meta):
    pass

# 实例化MyClass
obj = MyClass()
# 访问元类添加的属性
print(obj.added_attribute)  # 输出: This attribute was added by the metaclass

在这个例子中，Meta是一个元类，它继承自type。我们在Meta中重写了__new__方法，在类创建时向类属性中添加了一个added_attribute。然后，我们通过将metaclass=Meta作为MyClass定义的一部分，告诉Python使用Meta作为创建MyClass的元类。

请注意，元类应该谨慎使用，因为它们增加了代码的复杂性。在大多数情况下，使用更简单的方法（如装饰器或类装饰器）可以达到相同的效果，而且更容易理解。

阐述 Python自省（机制与函数）？

Python中的自省（Introspection）是指程序能够在运行时检查自身的结构、类型、属性、方法、函数等的能力。Python提供了多种内建函数和模块来支持自省。

以下是Python自省的一些重要机制和函数：

type() 函数：
type() 函数用于获取对象的类型。它可以接收一个参数，并返回该参数的类型。
```
x = 10
print(type(x))  # 输出: <class 'int'>
```

dir() 函数：
dir() 函数不带参数时，返回当前范围内的变量、方法和定义的类型列表；带参数时，返回参数的属性、方法列表。

class MyClass:
    def my_method(self):
        pass

obj = MyClass()
print(dir(obj))  # 输出: ['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'my_method']

hasattr(), getattr(), setattr(), delattr() 函数：
这些函数用于检查、获取、设置和删除对象的属性。

class Person:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

p = Person("Alice")
print(hasattr(p, "name"))  # 输出: True
print(getattr(p, "name"))  # 输出: Alice
setattr(p, "age", 30)
print(p.age)  # 输出: 30
delattr(p, "age")
# print(p.age)  # 这会引发 AttributeError，因为age属性已被删除

inspect 模块：
inspect 模块提供了一系列功能强大的函数来帮助获取关于对象如模块、类、方法、函数、追踪记录、帧和代码的信息。
```
import inspect

def my_function():
    pass

print(inspect.getsource(my_function))  # 输出: 'def my_function():\n    pass\n'
```
vars() 函数：
vars() 函数返回对象object的属性和属性值的字典对象。如果没有提供参数，则返回当前局部符号表的字典。
```
class MyClass:
    def __init__(self, x):
        self.x = x

obj = MyClass(10)
print(vars(obj))  # 输出: {'x': 10}
```
callable() 函数：
callable() 函数用于检查一个对象是否是可调用的。如果返回True，object仍然可能调用失败；但如果返回False，调用对象ojbect绝对不会成功。
```
def my_function():
    pass

print(callable(my_function))  # 输出: True
print(callable(10))  # 输出: False
```
isinstance() 和 issubclass() 函数：
isinstance() 函数来判断一个对象是否是一个已知的类型，类似于 type()。issubclass() 函数用于判断参数 class 是否是类型参数 classinfo 的子类。

print(isinstance(10, int))  # 输出: True
print(issubclass(bool, int))  # 输出: False，因为bool不是int的子类


这些机制和函数共同构成了Python强大的自省能力，使得开发者能够在运行时动态地获取和操作代码的结构和信息。

### 简述Python中面向切面编程AOP和装饰器？
面向切面编程（AOP，Aspect-Oriented Programming）是一种编程范式，它旨在通过预定义的模式（称为切面）来增加程序的模块化程度。AOP允许开发者在不修改源代码的情况下，对程序的功能进行增强或修改。这在处理横切关注点（cross-cutting concerns，即那些散布在应用程序多个部分的功能，如日志、事务管理、安全性等）时特别有用。

在Python中，AOP通常通过装饰器（decorators）来实现。装饰器是Python中的一种高级功能，允许我们修改或增强函数、方法或类的行为，而无需更改其源代码。装饰器在定义之后，可以通过“@”语法糖将其应用到函数、方法或类上。

装饰器本质上是一个接受函数作为参数的可调用对象（通常是一个函数或类），它返回一个新的函数对象，这个函数对象包装了原始函数，并可能修改或增强其行为。当调用被装饰的函数时，实际上是调用了由装饰器返回的新函数。

例如，我们可以定义一个装饰器来记录函数调用的日志：

```python
def log_call(func):