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2025-03-25 22:54:22 +08:00
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@@ -3,7 +3,7 @@ import { navbar } from "vuepress-theme-hope";
export default navbar([ export default navbar([
"/", "/",
"/portfolio", "/portfolio",
"/demo/", // "/demo/",
{ {
text: "面试", text: "面试",
link: "/interview/", link: "/interview/",
@@ -12,27 +12,37 @@ export default navbar([
// activeMatch: "^/interview/$", // activeMatch: "^/interview/$",
}, },
{ {
text: "指南", text: "Java",
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icon: "lightbulb", icon: "lightbulb",
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{
text: "Bar",
icon: "lightbulb",
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text: "Foo",
icon: "lightbulb",
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{ {
text: "V2 文档", text: "Python",
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// {
// text: "指南",
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// children: [
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// text: "Foo",
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// ],
// },
// {
// text: "V2 文档",
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// },
]); ]);

View File

@@ -4,19 +4,19 @@ export default sidebar({
"/": [ "/": [
"", "",
"portfolio", "portfolio",
{ // {
text: "案例", // text: "案例",
icon: "laptop-code", // icon: "laptop-code",
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{ // {
text: "文档", // text: "文档",
icon: "book", // icon: "book",
prefix: "guide/", // prefix: "guide/",
children: "structure", // children: "structure",
}, // },
{ {
text: "面试", text: "面试",
icon: "lightbulb", icon: "lightbulb",
@@ -30,4 +30,6 @@ export default sidebar({
}, },
], ],
"/interview/": "structure", "/interview/": "structure",
"/java/": "structure",
"/python/": "structure",
}); });

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@@ -20,6 +20,8 @@ order: 1
> Java基础部分包括语法基础泛型注解异常反射和其它如SPI机制等 > Java基础部分包括语法基础泛型注解异常反射和其它如SPI机制等
### 1.1 语法基础 ### 1.1 语法基础
#### 面向对象特性? #### 面向对象特性?
- **封装** - **封装**

7
src/java/README.md Normal file
View File

@@ -0,0 +1,7 @@
---
title: java
icon: lightbulb
index: true
---
<Catalog/>

7
src/python/README.md Normal file
View File

@@ -0,0 +1,7 @@
---
title: python
icon: lightbulb
index: true
---
<Catalog/>

View File

@@ -0,0 +1,589 @@
---
# dir:
# text: Java全栈面试
# icon: laptop-code
# collapsible: true
# expanded: true
# link: true
# index: true
title: jingxiao-Python核心技术与实战
index: true
headerDepth: 3
# icon: laptop-code
# sidebar: true
# toc: true
# editLink: false
---
![image-20250324235242585](https://b2files.173114.xyz/blogimg/2025/03/f28af7155beada8b06e457238bfbe96f.png)
第一步:大厦之基,勤加练习
第二步:代码规范,必不可少
第三步:开发经验,质的突破
```python
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
%matplotlib inline
plt.plot(*np.random.randn(2, 1000))
```
## 02丨Jupyter Notebook为什么是现代Python的必学技术
另外,我还推荐下面这些 Jupyter Notebook作为你实践的第一站。
第一个是 Jupyter 官方https://mybinder.org/v2/gh/binder-examples/matplotlibversions/
mpl-v2.0/?filepath=matplotlib_versions_demo.ipynb
第二个是 Google Research 提供的 Colab 环境,尤其适合机器学习的实践应用:
https://colab.research.google.com/notebooks/basic_features_overview.ipynb
如果你想在本地或者远程的机器上安装 Jupyter Notebook可以参考下面
的两个文档。
安装https://jupyter.org/install.html
运行https://jupyter.readthedocs.io/en/latest/running.html#running
## 03丨列表和元组到底用哪一个
### 列表和元组基础
列表是动态的长度大小不固定可以随意地增加、删减或者改变元素mutable
而元组是静态的长度大小固定无法增加删减或者改变immutable
```python
l = [1, 2, 'hello', 'world'] # 列表中同时含有 int 和 string 类型的元素
l
[1, 2, 'hello', 'world']
tup = ('jason', 22) # 元组中同时含有 int 和 string 类型的元素
tup
('jason', 22)
```
```python
l = [1, 2, 3, 4]
l[3] = 40 # 和很多语言类似python 中索引同样从 0 开始l[3] 表示访问列表的第四个元素
l
[1, 2, 3, 40]
tup = (1, 2, 3, 4)
tup[3] = 40
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
```
```python
tup = (1, 2, 3, 4)
new_tup = tup + (5, ) # 创建新的元组 new_tup并依次填充原元组的值
new_tup
(1, 2, 3, 4, 5)
l = [1, 2, 3, 4]
l.append(5) # 添加元素 5 到原列表的末尾
l
[1, 2, 3, 4, 5]
```
Python 中的列表和元组都支持负数索引,-1 表示最后一个元
素,-2 表示倒数第二个元素,以此类推。
```python
l = [1, 2, 3, 4]
l[-1]
4
tup = (1, 2, 3, 4)
tup[-1]
4
```
除了基本的初始化,索引外,列表和元组都支持切片操作:
```python
l = [1, 2, 3, 4]
l[1:3] # 返回列表中索引从 1 到 2 的子列表
[2, 3]
tup = (1, 2, 3, 4)
tup[1:3] # 返回元组中索引从 1 到 2 的子元组
(2, 3)
```
另外,列表和元组都可以随意嵌套:
```python
l = [[1, 2, 3], [4, 5]] # 列表的每一个元素也是一个列表
tup = ((1, 2, 3), (4, 5, 6)) # 元组的每一个元素也是一元组
```
当然,两者也可以通过 list() 和 tuple() 函数相互转换:
```python
list((1, 2, 3))
[1, 2, 3]
tuple([1, 2, 3])
(1, 2, 3)
```
最后,我们来看一些列表和元组常用的内置函数:
```python
l = [3, 2, 3, 7, 8, 1]
l.count(3)
2
l.index(7)
3
l.reverse()
l
[1, 8, 7, 3, 2, 3]
l.sort()
l
[1, 2, 3, 3, 7, 8]
tup = (3, 2, 3, 7, 8, 1)
tup.count(3)
2
tup.index(7)
3
list(reversed(tup))
[1, 8, 7, 3, 2, 3]
sorted(tup)
[1, 2, 3, 3, 7, 8]
```
count(item) 表示统计列表 / 元组中 item 出现的次数。
index(item) 表示返回列表 / 元组中 item 第一次出现的索引。
list.reverse() 和 list.sort() 分别表示原地倒转列表和排序(注意,元组没有内置的这两个
函数)。
reversed() 和 sorted() 同样表示对列表 / 元组进行倒转和排序,但是会返回一个倒转后
或者排好序的新的列表 / 元组。
### 列表和元组存储方式的差异
```python
l = [1, 2, 3]
l.__sizeof__()
64
tup = (1, 2, 3)
tup.__sizeof__()
48
```
由于列表是动态的所以它需要存储指针来指向对应的元素上述例子中对于int 型8 字节。另外由于列表可变所以需要额外存储已经分配的长度大小8 字节),这样才可以实时追踪列表空间的使用情况,当空间不足时,及时分配额外空间。
```python
l = []
l.__sizeof__() // 空列表的存储空间为 40 字节
40
l.append(1)
l.__sizeof__()
72 // 加入了元素 1 之后列表为其分配了可以存储 4 个元素的空间 (72 - 40)/8 = 4
l.append(2)
l.__sizeof__()
72 // 由于之前分配了空间所以加入元素 2列表空间不变
l.append(3)
l.__sizeof__()
72 // 同上
l.append(4)
l.__sizeof__()
72 // 同上
l.append(5)
l.__sizeof__()
104 // 加入元素 5 之后列表的空间不足所以又额外分配了可以存储 4 个元素的空间
```
为了减小每次增加 / 删减操作时空间分配的开销Python 每次分配空间时都会额外多分配一些这样的机制over-allocating保证了其操作的高效性增加 / 删除的时间复杂度均为 O(1)。
但是对于元组,情况就不同了。元组长度大小固定,元素不可变,所以存储空间固定。
### 列表和元组的性能
总体上来说,元组的性能速度要略优于列表。
Python 会在后台对静态数据做一些资源缓存resource caching。通常来说因为垃圾回收机制的存在如果一些变量不被使用了Python 就会回收它们所占用的内存,返还给操作系统,以便其他变量或其他应用使用。
但是对于一些静态变量比如元组如果它不被使用并且占用空间不大时Python 会暂时缓存这部分内存。这样下次我们再创建同样大小的元组时Python 就可以不用再向操作系统发出请求,去寻找内存,而是可以直接分配之前缓存的内存空间,这样就能大大加快程序的运行速度。
下面的例子,是计算初始化一个相同元素的列表和元组分别所需的时间。我们可以看到,元
组的初始化速度,要比列表快 5 倍。
```python
python3 -m timeit 'x=(1,2,3,4,5,6)'
20000000 loops, best of 5: 9.97 nsec per loop
python3 -m timeit 'x=[1,2,3,4,5,6]'
5000000 loops, best of 5: 50.1 nsec per loop
```
但如果是索引操作的话,两者的速度差别非常小,几乎可以忽略不计。
```python
python3 -m timeit -s 'x=[1,2,3,4,5,6]' 'y=x[3]'
10000000 loops, best of 5: 22.2 nsec per loop
python3 -m timeit -s 'x=(1,2,3,4,5,6)' 'y=x[3]'
10000000 loops, best of 5: 21.9 nsec per loop
```
当然,如果你想要增加、删减或者改变元素,那么列表显然更优。原因你现在肯定知道了,那就是对于元组,你必须得通过新建一个元组来完成。
### 列表和元组的使用场景
1. 如果存储的数据和数量不变,比如你有一个函数,需要返回的是一个地点的经纬度,然后直接传给前端渲染,那么肯定选用元组更合适。
```python
def get_location():
.....
return (longitude, latitude)
```
2. 如果存储的数据或数量是可变的,比如社交平台上的一个日志功能,是统计一个用户在一周之内看了哪些用户的帖子,那么则用列表更合适。
```python
viewer_owner_id_list = [] # 里面的每个元素记录了这个 viewer 一周内看过的所有 owner 的 id
records = queryDB(viewer_id) # 索引数据库,拿到某个 viewer 一周内的日志
for record in records:
viewer_owner_id_list.append(record.id)
```
## 04 | 字典、集合,你真的了解吗?
### 字典和集合基础
在 Python3.7+,字典被确定为有序(注意:在 3.6 中字典有序是一个implementation detail在 3.7 才正式成为语言特性,因此 3.6 中无法 100% 确保其有序性),而 3.6 之前是无序的,其长度大小可变,元素可以任意地删减和改变。
相比于列表和元组,字典的性能更优,特别是对于查找、添加和删除操作,字典都能在常数时间复杂度内完成。
而集合和字典基本相同,唯一的区别,就是集合没有键和值的配对,是一系列无序的、唯一的元素组合。
```python
d1 = {'name': 'jason', 'age': 20, 'gender': 'male'}
d2 = dict({'name': 'jason', 'age': 20, 'gender': 'male'})
d3 = dict([('name', 'jason'), ('age', 20), ('gender', 'male')])
d4 = dict(name='jason', age=20, gender='male')
d1 == d2 == d3 ==d4
True
s1 = {1, 2, 3}
s2 = set([1, 2, 3])
s1 == s2
True
```
字典访问可以直接索引键,如果不存在,就会抛出异常:
```python
d = {'name': 'jason', 'age': 20}
d['name']
'jason'
d['location']
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
KeyError: 'location'
```
也可以使用 get(key, default) 函数来进行索引。如果键不存在,调用 get() 函数可以返回一个默认值。比如下面这个示例,返回了'null'。
```python
d = {'name': 'jason', 'age': 20}
d.get('name')
'jason'
d.get('location', 'null')
'null'
```
集合并不支持索引操作因为集合本质上是一个哈希表和列表不一样。所以下面这样的操作是错误的Python 会抛出异常:
```python
s = {1, 2, 3}
s[0]
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'set' object does not support indexing
```
想要判断一个元素在不在字典或集合内,我们可以用 value in dict/set 来判断。
```python
s = {1, 2, 3}
1 in s
True
10 in s
False
d = {'name': 'jason', 'age': 20}
'name' in d
True
'location' in d
False
```
除了创建和访问,字典和集合也同样支持增加、删除、更新等操作。
```python
d = {'name': 'jason', 'age': 20}
d['gender'] = 'male' # 增加元素对'gender': 'male'
d['dob'] = '1999-02-01' # 增加元素对'dob': '1999-02-01'
d
{'name': 'jason', 'age': 20, 'gender': 'male', 'dob': '1999-02-01'}
d['dob'] = '1998-01-01' # 更新键'dob'对应的值
d.pop('dob') # 删除键为'dob'的元素对
'1998-01-01'
d
{'name': 'jason', 'age': 20, 'gender': 'male'}
s = {1, 2, 3}
s.add(4) # 增加元素 4 到集合
s
{1, 2, 3, 4}
s.remove(4) # 从集合中删除元素 4
s
{1, 2, 3}
```
集合的 pop() 操作是删除集合中最后一个元素,可是集合本身是无序的,你无法知道会删除哪个元素,因此这个操作得谨慎使用。
很多情况下,我们需要对字典或集合进行排序,比如,取出值最大的 50 对。对于字典,我们通常会根据键或值,进行升序或降序排序:
```python
d = {'b': 1, 'a': 2, 'c': 10}
d_sorted_by_key = sorted(d.items(), key=lambda x: x[0]) # 根据字典键的升序排序
d_sorted_by_value = sorted(d.items(), key=lambda x: x[1]) # 根据字典值的升序排序
d_sorted_by_key
[('a', 2), ('b', 1), ('c', 10)]
d_sorted_by_value
[('b', 1), ('a', 2), ('c', 10)]
```
而对于集合,其排序和前面讲过的列表、元组很类似,直接调用 sorted(set) 即可,结果会
返回一个排好序的列表。
```python
s = {3, 4, 2, 1}
sorted(s) # 对集合的元素进行升序排序
[1, 2, 3, 4]
```
### 字典和集合性能
字典和集合是进行过性能高度优化的数据结构,特别是对于查找、添加和删除操作。
比如电商企业的后台,存储了每件产品的 ID、名称和价格。现在的需求是给定某件商品的 ID我们要找出其价格。
如果我们用列表来存储这些数据结构,并进行查找,相应的代码如下:
```python
def find_product_price(products, product_id):
for id, price in products:
if id == product_id:
return price
return None
products = [
(143121312, 100),
(432314553, 30),
(32421912367, 150)
]
print('The price of product 432314553 is {}'.format(find_product_price(products, 432314553)))
The price of product 432314553 is 30
```
假设列表有 n 个元素,而查找的过程要遍历列表,那么时间复杂度就为 O(n)。即使我们先对列表进行排序,然后使用二分查找,也会需要 O(logn) 的时间复杂度,更何况,列表的排序还需要 O(nlogn) 的时间。
但如果我们用字典来存储这些数据,那么查找就会非常便捷高效,只需 O(1) 的时间复杂度就可以完成。原因也很简单,刚刚提到过的,字典的内部组成是一张哈希表,你可以直接通过键的哈希值,找到其对应的值。
```python
products = {
143121312: 100,
432314553: 30,
32421912367: 150
}
print('The price of product 432314553 is {}'.format(products[432314553]))
# 输出
The price of product 432314553 is 30
```
类似的,现在需求变成,要找出这些商品有多少种不同的价格。我们还用同样的方法来比较一下。
如果还是选择使用列表对应的代码如下其中A 和 B 是两层循环。同样假设原始列表有 n 个元素,那么,在最差情况下,需要 O(n^2) 的时间复杂度。
```python
# list version
def find_unique_price_using_list(products):
unique_price_list = []
for _, price in products: # A
if price not in unique_price_list: #B
unique_price_list.append(price)
return len(unique_price_list)
products = [
(143121312, 100),
(432314553, 30),
(32421912367, 150),
(937153201, 30)
]
print('number of unique price is: {}'.format(find_unique_price_using_list(products)))
# 输出
number of unique price is: 3
```
但如果我们选择使用集合这个数据结构,由于集合是高度优化的哈希表,里面元素不能重复,并且其添加和查找操作只需 O(1) 的复杂度,那么,总的时间复杂度就只有 O(n)。
```python
# set version
def find_unique_price_using_set(products):
unique_price_set = set()
for _, price in products:
unique_price_set.add(price)
return len(unique_price_set)
products = [
(143121312, 100),
(432314553, 30),
(32421912367, 150),
(937153201, 30)
]
print('number of unique price is: {}'.format(find_unique_price_using_set(products)))
number of unique price is: 3
```
可能你对这些时间复杂度没有直观的认识,我可以举一个实际工作场景中的例子,让你来感受一下。
下面的代码,初始化了含有 100,000 个元素的产品,并分别计算了使用列表和集合来统计产品价格数量的运行时间:
```python
import time
id = [x for x in range(0, 100000)]
price = [x for x in range(200000, 300000)]
products = list(zip(id, price))
# 计算列表版本的时间
start_using_list = time.perf_counter()
find_unique_price_using_list(products)
end_using_list = time.perf_counter()
print("time elapse using list: {}".format(end_using_list - start_using_list))
# 计算集合版本的时间
start_using_set = time.perf_counter()
find_unique_price_using_set(products)
end_using_set = time.perf_counter()
print("time elapse using set: {}".format(end_using_set - start_using_set))
time elapse using list: 28.31910729999072
time elapse using set: 0.008142899998347275
```
### 字典和集合的工作原理
对于字典而言这张表存储了哈希值hash、键和值这 3 个元素。
而对集合来说,区别就是哈希表内没有键和值的配对,只有单一的元素了。
思考题
1. 下面初始化字典的方式,哪一种更高效?
```python
# Option A
d = {'name': 'jason', 'age': 20, 'gender': 'male'}
# Option B
d = dict({'name': 'jason', 'age': 20, 'gender': 'male'})
```
```python
import timeit
# 测试 Option A
print(timeit.timeit("d = {'name': 'jason', 'age': 20, 'gender': 'male'}", number=1000000))
# 输出示例0.07965200000035111 秒
# 测试 Option B
print(timeit.timeit("d = dict({'name': 'jason', 'age': 20, 'gender': 'male'})", number=1000000))
# 输出示例0.17129170001135208 秒
```
2. 字典的键可以是一个列表吗?下面这段代码中,字典的初始化是否正确呢?如果不正
确,可以说出你的原因吗?
```python
d = {'name': 'jason', ['education']: ['Tsinghua University', 'Stanford University']}
```
```plain
---------------------------------------------------------------------------
TypeError Traceback (most recent call last)
Cell In[53], line 1
----> 1 d = {'name': 'jason', ['education']: ['Tsinghua University', 'Stanford University']}
TypeError: unhashable type: 'list'
```
## 05 | 深入浅出字符串
### 字符串基础
字符串是由独立字符组成的一个序列,通常包含在单引号('')双引号("")或者三引号之中(''' '''或""" """,两者一样),比如下面几种写法。
```python
name = 'jason'
city = 'beijing'
text = "welcome to jike shijian"
```
Python 的三引号字符串,则主要应用于多行字符串的情境,比如函数的注释等等。
```python
def calculate_similarity(item1, item2):
"""
Calculate similarity between two items
Args:
item1: 1st item
item2: 2nd item
Returns:
similarity score between item1 and item2
"""
```
Python 也支持转义字符。所谓的转义字符,就是用反斜杠开头的字符串,来表示一些特定意义的字符。我把常见的的转义字符,总结成了下面这张表格。
![image-20250325223316523](https://b2files.173114.xyz/blogimg/2025/03/40c66b16c0a580ed28fef13c03406f23.png)
```py
s = 'a\nb\tc'
print(s)
a
b c
len(s)
5
```
这段代码中的'\n',表示一个字符——换行符;'\t'也表示一个字符——横向制表符。所以,最后打印出来的输出,就是字符 a换行字符 b然后制表符最后打印字符 c。不过要注意虽然最后打印的输出横跨了两行但是整个字符串 s 仍然只有 5 个元素。
在转义字符的应用中,最常见的就是换行符'\n'的使用。比如文件读取,如果我们一行行地读取,那么每一行字符串的末尾,都会包含换行符'\n'。而最后做数据处理时,我们往往会丢掉每一行的换行符。
### 字符串的常用操作
索引,切片和遍历
```python
name = 'jason'
print(name[0])
print(name[1:3])
for char in name:
print(char)
j
as
j
a
s
o
n
```
Python 的字符串是不可变的immutable
```python
s = 'hello'
s[0] = 'H'
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'str' object does not support item assignment
```
Python 中字符串的改变,通常只能通过创建新的字符串来完成。比如上述例子中,想把'hello'的第一个字符'h',改为大写的'H',我们可以采用下面的做法:
```python
s = 'H' + s[1:]
s = s.replace('h', 'H')
```