装饰器 / Lambda / Tuple-List / except / match-search / 全局变量 / 引号 / 参数 / 类-实例变量

Python 基础与进阶概念详解

1. @classmethod、@staticmethod 和 @property 分别是什么

这三个是 Python 中常用的装饰器，用于类和对象的行为定义。

• @classmethod
@classmethod 装饰器将方法绑定到类而不是实例，方法的第一个参数是类本身（通常命名为 cls）。它可以用来定义类级别的操作。

class MyClass:
    class_variable = "I am a class variable"

    @classmethod
    def class_method(cls):
        return f"This is a class method. Class variable: {cls.class_variable}"

print(MyClass.class_method())  # 输出: This is a class method. Class variable: I am a class variable

• @staticmethod
@staticmethod 装饰器定义一个静态方法，它不绑定到类或实例，也没有默认的 self 或 cls 参数。适合定义与类逻辑相关但不需要访问类或实例状态的工具函数。

class MyClass:
    @staticmethod
    def static_method(x, y):
        return x + y

print(MyClass.static_method(3, 5))  # 输出: 8

• @property
@property 装饰器将方法伪装成属性，允许你以属性的方式访问它。通常用于 getter、setter 或 deleter。

class MyClass:
    def __init__(self):
        self._value = 10

    @property
    def value(self):
        return self._value

    @value.setter
    def value(self, new_value):
        self._value = new_value

obj = MyClass()
print(obj.value)  # 输出: 10
obj.value = 20
print(obj.value)  # 输出: 20

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2. 什么是 Lambda 函数，有什么好处

Lambda 函数是 Python 中的匿名函数，使用 lambda 关键字定义。它通常用于短小的、一次性的函数定义。

• 语法 : lambda arguments: expression
• 好处 :
  • 简洁：适合用在需要函数但不想定义完整函数的场景。
  • 可作为参数传递：常用于高阶函数（如 map()、filter()）。

# 普通函数
def add(x, y):
    return x + y

# 等价的 Lambda 函数
add_lambda = lambda x, y: x + y

print(add(2, 3))        # 输出: 5
print(add_lambda(2, 3)) # 输出: 5

# 在 map() 中使用 Lambda
numbers = [1, 2, 3]
squared = map(lambda x: x**2, numbers)
print(list(squared))    # 输出: [1, 4, 9]

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3. Python 里面怎么实现 tuple 和 list 的转换

• list 转 tuple : 使用 tuple() 函数。
• tuple 转 list : 使用 list() 函数。

# list 转 tuple
my_list = [1, 2, 3]
my_tuple = tuple(my_list)
print(my_tuple)  # 输出: (1, 2, 3)

# tuple 转 list
my_tuple = (4, 5, 6)
my_list = list(my_tuple)
print(my_list)   # 输出: [4, 5, 6]

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4. except 的用法和作用

except 是 Python 中异常处理的关键字，用于捕获和处理 try 块中抛出的异常。它的作用是防止程序因错误而崩溃，并允许开发者自定义错误处理逻辑。

try:
    result = 10 / 0
except ZeroDivisionError:
    print("不能除以 0！")  # 输出: 不能除以 0！

# 捕获多个异常
try:
    value = int("abc")
except (ValueError, TypeError):
    print("输入无效！")  # 输出: 输入无效！

# 使用 as 获取异常信息
try:
    with open("nonexistent.txt", "r") as f:
        f.read()
except FileNotFoundError as e:
    print(f"错误: {e}")  # 输出: 错误: [Errno 2] No such file or directory: 'nonexistent.txt'

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5. match() 和 search() 的作用

match() 和 search() 是 Python re 模块中用于正则表达式匹配的函数。

• re.match() : 只从字符串的开头开始匹配，如果开头不匹配则返回 None。
• re.search(): 在整个字符串中搜索第一个匹配的位置。

import re

text = "Python 3.9 is great"

# match() 只匹配开头
result1 = re.match(r"Python", text)
print(result1.group() if result1 else "No match")  # 输出: Python

result2 = re.match(r"3.9", text)
print(result2.group() if result2 else "No match")  # 输出: No match

# search() 搜索整个字符串
result3 = re.search(r"3.9", text)
print(result3.group() if result3 else "No match")  # 输出: 3.9

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6. 怎么在一个函数里面设置一个全局变量

使用 global 关键字可以在函数内修改全局变量。如果不使用 global，Python 会将变量视为局部变量。

count = 0

def increment():
    global count  # 声明 count 为全局变量
    count += 1

increment()
print(count)  # 输出: 1
increment()
print(count)  # 输出: 2

注意: 尽量避免过多使用全局变量，因为它可能导致代码难以维护。

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7. 单引号、双引号、三引号的区别

• 单引号 ' 和 双引号 " :
  用于定义单行字符串，功能相同，可互换使用。选择哪种通常取决于字符串内容是否包含引号。

s1 = 'Hello "world"'
s2 = "Hello 'world'"
print(s1)  # 输出: Hello "world"
print(s2)  # 输出: Hello 'world'

• 三引号 ''' 或 """ :
  用于定义多行字符串，常用于文档字符串（docstring）或长文本。

s3 = """This is a
multi-line
string."""
print(s3)
# 输出:
# This is a
# multi-line
# string.

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8. 函数的参数传递

Python 的参数传递是"传引用"，但具体行为取决于对象是可变（如列表）还是不可变（如整数、字符串）。

• 不可变对象: 修改参数不会影响外部。
• 可变对象: 修改参数会影响外部。

# 不可变对象（整数）
def change_number(x):
    x = 100
    print(f"Inside: {x}")

num = 10
change_number(num)
print(f"Outside: {num}")  # 输出: Outside: 10

# 可变对象（列表）
def change_list(lst):
    lst.append(4)
    print(f"Inside: {lst}")

my_list = [1, 2, 3]
change_list(my_list)
print(f"Outside: {my_list}")  # 输出: Outside: [1, 2, 3, 4]

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9. 类变量和实例变量

• 类变量: 属于类本身，所有实例共享。
• 实例变量: 属于类的每个实例，独立存储。

class Dog:
    species = "Canine"  # 类变量

    def __init__(self, name):
        self.name = name  # 实例变量

dog1 = Dog("Buddy")
dog2 = Dog("Max")

print(dog1.name, dog1.species)  # 输出: Buddy Canine
print(dog2.name, dog2.species)  # 输出: Max Canine

# 修改类变量
Dog.species = "Canis"
print(dog1.species)  # 输出: Canis
print(dog2.species)  # 输出: Canis

# 修改实例变量
dog1.name = "Charlie"
print(dog1.name)  # 输出: Charlie
print(dog2.name)  # 输出: Max