Какие типы полиморфизма есть в Python? Спросят с вероятностью 3%

Полиморфизм — это способность функции, метода или объекта работать с разными типами данных. В Python это включает:

1️⃣ Полиморфизм подтипов (наследование)
2️⃣ Полиморфизм перегрузки (параметрический полиморфизм)
3️⃣ Полиморфизм утиной типизации (по интерфейсу)

### Полиморфизм подтипов (наследование)

Этот тип позволяет использовать объект любого класса, который является подклассом базового класса. Это достигается с помощью наследования. Метод, определенный в базовом классе, может быть переопределен в подклассах.

class Animal:
    def make_sound(self):
        pass

class Dog(Animal):
    def make_sound(self):
        return "Bark"

class Cat(Animal):
    def make_sound(self):
        return "Meow"

def make_animal_sound(animal):
    print(animal.make_sound())

Python | Вопросы с собеседований

Как в классах хранятся атрибуты и методы?
Спросят с вероятностью 3%

Атрибуты и методы в классах хранятся в специальном словаре под названием __dict__. Этот словарь содержит все данные и функции экземпляра или класса.

Атрибуты и методы экземпляра

Когда создаешь объект класса, для него создается свой собственный словарь атрибутов, где хранятся все данные, относящиеся к этому объекту.

Пример:

class MyClass:
    class_attr = 42

    def __init__(self, value):
        self.instance_attr = value

    def instance_method(self):
        return f"Instance attribute: {self.instance_attr}"

    @classmethod
    def class_method(cls):
        return f"Class attribute: {cls.class_attr}"

# Создание экземпляра класса
obj = MyClass(10)

# Доступ к словарю атрибутов экземпляра
print(obj.__dict__)  # {'instance_attr': 10}

# Доступ к атрибуту экземпляра
print(obj.instance_attr)  # 10

# Вызов метода экземпляра
print(obj.instance_method())  # Instance attribute: 10

Атрибуты и методы класса

Они хранятся в словаре сdictбут __dict__.

Пример:

# Доступ к словарю атрибутов класса
print(MyClass.__dict__)

# Что-то вроде этого:
# {
#     '__module__': '__main__',
#     'class_attr': 42,
#     '__init__': <function MyClass.__init__ at 0x...>,
#     'instance_method': <function MyClass.instance_method at 0x...>,
#     'class_method': <classmethod object at 0x...>,
#     '__dict__': <attribute '__dict__' of 'MyClass' objects>,
#     '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'MyClass' objects>,
#     '__doc__': None
# }

# Доступ к атрибуту класса
print(MyClass.class_attr)  # 42

# Вызов метода класса
print(MyClass.class_method())  # Class attribute: 42

Динамическое добавление атрибутов и методов

Атрибуты и методы можно добавлять на dictпляра:

obj.new_attr = "I am new!"
print(obj.__dict__)  # {'instance_attr': 10, 'new_attr': 'I am new!'}
print(obj.new_attr)  # I am new!

Пример для класса:

def new_class_method(cls):
    return "This is a new class method"

MyClass.new_class_method = classmethod(new_class_method)

print(MyClass.new_class_method())  # This is a new class method

В общем, атрибуты и методы экземпляра хранятся в __dict__ этого экземпляра, а атрибуты и методы класса — в __dict__ самого класса. Эти словари позволяют динамически добавлять и изменять атрибуты и методы.

Python | Вопросы с собеседований

Как в Python реализовать protected метод?
Спросят с вероятностью 3%

В Python protected методы обозначаются одним подчёркиванием (_) перед именем метода. Это просто соглашение, которое говорит о том, что метод или атрибут предназначен для внутреннего использования внутри класса и его подклассов. Но на самом деле такие методы и атрибуты можно вызвать и извне, если очень нужно.

Пример:

class MyClass:
    def __init__(self, value):
        self._protected_value = value

    def _protected_method(self):
        print(f"Protected method: The value is {self._protected_value}")

    def public_method(self):
        self._protected_method()

# Создание экземпляра класса
obj = MyClass(10)

# Вызов публичного метода
obj.public_method()  # Выведет: Protected method: The value is 10

# Вызов защищенного метода напрямую (возможно, но не рекомендуется)
obj._protected_method()  # Выведет: Protected method: The value is 10

Что тут происходит:
- _protected_method — это защищенный метод, обозначенный одним подчёркиванием.
- _protected_value — это защищенный атрибут, тоже обозначенный подчёркиванием.

Почему это используется:
1. Соглашение: Одно подчёркивание сигнализирует другим программистам, что метод или атрибут не предназначен для публичного использования.
2. Инкапсуляция: Помогает в организации кода и защите внутренних данных и методов, хоть и не гарантирует строгих ограничений доступа.
3. Наследование: Упрощает работу с подклассами, которые могут использовать защищенные методы и атрибуты.

Правила именования:
- Публичные методы: Нет подчёркиваний в начале имени.
- Защищенные методы: Одно подчёркивание в начале имени (_method).
- Приватные методы: Два подчёркивания в начале имени (__method).

Пример для всех типов методов:

class MyClass:
    def __init__(self, value):
        self.value = value
        self._protected_value = value * 2
        self.__private_value = value * 3

    def public_method(self):
        print(f"Public method: The value is {self.value}")
        self._protected_method()
        self.__private_method()

    def _protected_method(self):
        print(f"Protected method: The value is {self._protected_value}")

    def __private_method(self):
        print(f"Private method: The value is {self.__private_value}")

# Создание экземпляра класса
obj = MyClass(10)

# Вызов публичного метода
obj.public_method()
# Выведет:
# Public method: The value is 10
# Protected method: The value is 20
# Private method: The value is 30

# Вызов защищенного метода напрямую (возможно, но не рекомендуется)
obj._protected_method()  # Выведет: Protected method: The value is 20

# Прямой вызов приватного метода приведёт к ошибке
# obj.__private_method()  # AttributeError: 'MyClass' object has no attribute '__private_method'

# Доступ к приватному методу через name mangling
obj._MyClass__private_method()  # Выведет: Private method: The value is 30

Итог:
Защищенные методы в Python обозначаются одним подчёркиванием перед именем метода. Это означает, что метод предназначен для внутреннего использования в классе и его подклассах, но при желании его можно вызвать и снаружи.

Python | Вопросы с собеседований

Какой из этих двух классов вызывается первым? Спрашивают с вероятностью 3%.

Когда речь идет о том, какой из классов вызывается первым, предполагается вопрос о порядке вызова конструкторов в иерархии наследования. В Python это определяется MRO (Method Resolution Order), что особенно важно при множественном наследовании.

Пример с двумя классами:

class A:
    def __init__(self):
        print("Constructor of A")

class B(A):
    def __init__(self):
        print("Constructor of B")
        super().__init__()

Создание экземпляра класса B
b = B()

Порядок вызова:
1️⃣ Создавая объект класса B, сначала вызinitтор __init__.
2️⃣ Внутри конструктора B, вызов super().__init__() вызывает конструктор базового класса A.

Вывод программы:
Constructor of B
Constructor of A
То есть, сначала вызывается конструктор B, а затем A.

Метод разрешения порядка (MRO):
MRO определяет, в каком порядке обрабатываются классы при наследовании. В Python этот порядок можно увидеть с помощью атрибута mro или функции mro().

mro

print(B.__mro__)

Вывод:
(<class '__main__.B'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>)
Это показывает, что порядок вызова методов для класса B такой:
1️⃣ B
2️⃣ A
3️⃣ object

Пример с множественinitм:

class A:
    def __init__(self):
        print("Constructor of A")

class B(A):
    def __init__(self):
        print("Constructor of B")
        super().__init__()

class C(A):
    def __init__(self):
        print("Constructor of C")
        super().__init__()

class D(B, C):
    def __init__(self):
        print("Constructor of D")
        super().__init__()

Создание экземпляра класса D
d = D()

Порядок вызова:
При создании объекта класса D вызовы кmroоисхоmroласно MRO для D.

mainе MRO:

print(D.__mro__)

Вывод:
(<class '__main__.D'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>)
Вывод программы:
Constructor of D
Constructor of B
Constructor of C
Constructor of A
То есть, порядок вызова конструкторов:
1️⃣ D
2️⃣ B
3️⃣ C
4️⃣ A

Итого:
При создании объекта класса сначала вызывается конструктор самого класса, затем конструкторы его базовых классов в порядке, определённом MRO.

Python | Вопросы с собеседований

Как в Python делать приватные методы?
Спросят с вероятностью 3%

Приватные методы в Python делаются с помощью двойного подчёркивания (__) перед именем метода. Это включает механизм "name mangling", который делает метод менее доступным снаружи класса, добавляя к имени метода имя класса.

Пример:

class MyClass:
    def __init__(self, value):
        self.value = value

    def __private_method(self):
        print(f"Private method: The value is {self.value}")

    def public_method(self):
        self.__private_method()

# Создание экземпляра класса
obj = MyClass(10)

# Вызов публичного метода
obj.public_method()  # Выведет: Private method: The value is 10

# Прямой вызов приватного метода приведёт к ошибке
# obj.__private_method()  # AttributeError: 'MyClass' object has no attribute '__private_method'

Что тут происходит:
- Метод __private_method является приватным и не может быть вызван напрямую извне класса.

Доступ к приватным методам
Хотя приватные методы скрыты, их всё же можно вызвать с помощью name mangling:

# Доступ к приватному методу через name mangling
obj._MyClass__private_method()  # Выведет: Private method: The value is 10

Почему они нужны
1️⃣ Инкапсуляция: Помогают скрывать внутреннюю реализацию класса и защищают данные и методы от несанкционированного доступа и изменения.

2️⃣ Упрощение интерфейса: Скрывая детали реализации, приватные методы позволяют сосредоточиться на использовании класса через его публичный интерфейс.

3️⃣ Предотвращение конфликтов имён: Приватные методы уменьшают вероятность конфликтов имён при наследовании классов.

Правила именования
- Публичные методы: Нет подчёркиваний в начале имени.
- Защищённые методы: Одно подчёркивание в начале имени (_method).
- Приватные методы: Два подчёркивания в начале имени (__method).

Пример для всех типов методов:

class MyClass:
    def __init__(self, value):
        self.value = value

    def public_method(self):
        print(f"Public method: The value is {self.value}")

    def _protected_method(self):
        print(f"Protected method: The value is {self.value}")

    def __private_method(self):
        print(f"Private method: The value is {self.value}")

    def access_private_method(self):
        self.__private_method()

# Создание экземпляра класса
obj = MyClass(10)

# Вызов публичного метода
obj.public_method()  # Выведет: Public method: The value is 10

# Вызов защищённого метода (можно, но не рекомендуется)
obj._protected_method()  # Выведет: Protected method: The value is 10

# Вызов приватного метода напрямую приведёт к ошибке
# obj.__private_method()  # AttributeError

# Вызов приватного метода через публичный метод
obj.access_private_method()  # Выведет: Private method: The value is 10

# Доступ к приватному методу через name mangling
obj._MyClass__private_method()  # Выведет: Private method: The value is 10

Приватные методы в Python делаются с помощью двойного подчёркивания перед именем метода. Это помогает скрывать методы и защищать данные, хотя полностью не предотвращает доступ к ним.

Python | Вопросы с собеседований

Что такое cls?
Спросят с вероятностью 3%

cls — это общепринятое имя для первого параметра в методах класса. Работает так же, как self в методах экземпляра. Но если self ссылается на конкретный объект класса, то cls ссылается на сам класс.

Методы класса

Методы класса получают сам класс в качестве первого аргумента. Для их создания используют декоратор classmethod.

Пример:

class MyClass:
    class_variable = 0

    def __init__(self, value):
        self.instance_variable = value

    @classmethod
    def class_method(cls, increment):
        cls.class_variable += increment
        print(f"Class variable is now {cls.class_variable}")

# Создание экземпляров
obj1 = MyClass(1)
obj2 = MyClass(2)

# Вызов метода класса
MyClass.class_method(5)  # Выведет: Class variable is now 5
obj1.class_method(3)     # Выведет: Class variable is now 8
obj2.class_method(2)     # Выведет: Class variable is now 10

В этом примере:
- MyClass имеет переменную класса class_variable и метод класса class_method.
- class_method использует cls для доступа и изменения переменной класса.

Почему он используется

1. Доступ к атрибутам класса: Методы класса могут изменять состояние всего класса, а не конкретного экземпляра.
2. Альтернативные конструкторы: Полезен для создания дополнительных способов инициализации объектов.

Пример:

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

    @classmethod
    def from_birth_year(cls, name, birth_year):
        age = 2024 - birth_year
        return cls(name, age)

# Создание объектов с использованием альтернативного конструктора
person1 = Person("Alice", 30)
person2 = Person.from_birth_year("Bob", 1990)

print(person1.name, person1.age)  # Выведет: Alice 30
print(person2.name, person2.age)  # Выведет: Bob 34

В этом примере:
- Метод класса from_birth_year использует cls для создания нового объекта Person, рассчитывая возраст на основе года рождения.

Итого
cls используется в методах класса для ссылки на сам класс. Он позволяет методам класса изменять состояние класса и создавать альтернативные конструкторы.

Python | Вопросы с собеседований

Как реализовать публичный метод в Python?

Спросят с вероятностью 3%

В Python методы по умолчанию публичные. Это значит, что их можно вызывать из любого места, где доступен объект класса. Публичные методы позволяют взаимодействовать с объектом и выполнять действия или получать данные.

Пример:

class MyClass:
    def __init__(self, value):
        self.value = value

    def public_method(self):
        print(f"The value is {self.value}")

# Создание экземпляра класса
obj = MyClass(10)

# Вызов публичного метода
obj.public_method()  # Выведет: The value is 10

В этом примере метод public_method является публичным, потому что он определён без специальных модификаторов и доступен извне.

Как отличить публичные методы

Обычно используются следующие соглашения по именованию:
1. Публичные методы: не имеют подчёркиваний в начале имени.
2. Защищённые методы: одно подчёркивание в начале имени (например, _method).
3. Приватные методы: два подчёркивания в начале имени (например, __method).

Пример для всех типов методов:

class MyClass:
    def __init__(self, value):
        self.value = value

    def public_method(self):
        print(f"Public method: The value is {self.value}")

    def _protected_method(self):
        print(f"Protected method: The value is {self.value}")

    def __private_method(self):
        print(f"Private method: The value is {self.value}")

    def access_private_method(self):
        self.__private_method()

# Создание экземпляра класса
obj = MyClass(10)

# Вызов публичного метода
obj.public_method()  # Выведет: Public method: The value is 10

# Вызов защищённого метода (можно, но не рекомендуется)
obj._protected_method()  # Выведет: Protected method: The value is 10

# Прямой вызов приватного метода приведёт к ошибке
# obj.__private_method()  # AttributeError

# Вызов приватного метода через публичный метод
obj.access_private_method()  # Выведет: Private method: The value is 10

Почему использовать публичные методы

1. Интерфейс для взаимодействия: Публичные методы позволяют пользователям класса выполнять действия или получать данные.
2. Инкапсуляция: Они скрывают внутреннюю реализацию класса, предоставляя только необходимые методы.

Итого
Публичные методы доступны для вызова из любого места. Они предоставляют интерфейс для взаимодействия с объектом и обычно не имеют подчёркиваний в начале имени.

Python | Вопросы с собеседований