2025年Python高級編程專項訓練試卷模擬實戰(zhàn)題庫考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、請解釋以下Python高級特性在以下代碼片段中的具體作用，并說明執(zhí)行`print(s)`后的輸出結果。```pythonclassC:def__init__(self,value):self.value=valuedef__repr__(self):returnf"C({self.value})"s=C(3)```二、請編寫一個Python函數(shù)`merge_sorted_lists`，該函數(shù)接收任意數(shù)量的已排好序的列表（列表內的元素也需有序），并返回一個包含所有這些列表中所有元素的新列表，且新列表仍然是有序的。要求：不能使用內置的`sorted()`函數(shù)或列表的`.sort()`方法。三、請分析以下代碼在運行時可能遇到的問題，并說明原因。```pythonimportthreadingdefworker():print("Runninginthread")raiseValueError("Anerroroccurred")t=threading.Thread(target=worker)t.start()try:t.join(timeout=1)exceptRuntimeErrorase:print(f"Joinerror:{e}")else:print("Threadcompletednormally")```四、請使用Python的`asyncio`庫編寫一個簡單的并發(fā)程序。該程序應同時執(zhí)行以下三個任務：1.模擬一個耗時5秒的IO操作（如`asyncio.sleep(5)`）。2.模擬另一個耗時3秒的IO操作。3.每隔1秒打印當前時間一次，總共打印5次。請確保所有任務都能并發(fā)執(zhí)行，并等待所有任務完成后程序再退出。五、請解釋裝飾器的作用和基本原理。然后，請編寫一個裝飾器`cache_results`，它將函數(shù)的結果緩存在一個字典中（使用函數(shù)的參數(shù)和返回值作為鍵），當再次調用該函數(shù)且參數(shù)相同時，直接返回緩存的結果，而不是重新執(zhí)行函數(shù)。假設被裝飾函數(shù)的參數(shù)和返回值都可以哈?；?。六、請編寫一個生成器函數(shù)`countdown`，它接收兩個參數(shù)：`start`和`end`。該生成器從`start`開始，遞減計數(shù)，直到`end`（包含`end`）。在每次計數(shù)時，生成器應yield當前計數(shù)值。例如，`countdown(5,1)`應生成序列5,4,3,2,1。七、現(xiàn)有以下類定義：```pythonclassA:defmethod(self):print("A.methodcalled")classB(A):defmethod(self):print("B.methodcalled")super().method()```請創(chuàng)建`B`類的實例`b_instance`，并調用其`method`方法。請詳細描述調用過程中發(fā)生了什么，以及控制臺將打印出哪些內容。八、請使用Python標準庫中的`itertools`模塊，編寫一個代碼片段，該片段能夠生成并打印出所有包含1個或2個元素，且元素來自集合`{1,2,3}`的無重復元素組合（即二元組）。例如，輸出應包含(1,2),(1,3),(2,3)等，但不包含(1,1)。九、請解釋Python中的上下文管理器（ContextManager）的作用。然后，請使用`with`語句編寫一個簡單的上下文管理器類`TemporaryDirectory`，它模擬創(chuàng)建一個臨時目錄，在`with`塊結束時自動“刪除”該目錄（實際操作可以是打印一條消息表示目錄已被刪除，或使用`tempfile`模塊進行真實操作，此處為簡化）。要求實現(xiàn)`__enter__`和`__exit__`方法。十、請編寫一個函數(shù)`find_local_maxima`，它接收一個數(shù)字列表`nums`作為參數(shù)，并返回一個包含該列表中所有局部最大值的新列表。局部最大值定義為：在其左右相鄰元素（如果存在）都嚴格小于它的元素。假設列表長度至少為1，且不包含重復的相鄰元素。例如，`find_local_maxima([1,3,2,5,4,6,4])`應返回`[3,5,6]`。試卷答案一、`__repr__`方法定義了類實例`C`的官方字符串表示。當嘗試將實例`s`轉換為字符串時（例如使用`str()`或在某些上下文中直接打印），Python會調用`__repr__`方法。這里`__repr__`返回一個格式化的字符串"C(3)"。因此，執(zhí)行`print(s)`會調用`s.__repr__()`，輸出`C(3)`。二、```pythondefmerge_sorted_lists(*lists):merged=[]indices=[0]*len(lists)whileTrue:min_val=Nonemin_idx=-1fori,lstinenumerate(lists):ifindices[i]<len(lst):val=lst[indices[i]]ifmin_valisNoneorval<min_val:min_val=valmin_idx=iifmin_valisNone:breakmerged.append(min_val)indices[min_idx]+=1returnmerged```解析思路：1.初始化：創(chuàng)建一個空列表`merged`用于存放結果。創(chuàng)建一個`indices`列表，用于記錄每個輸入列表當前遍歷到的索引，初始都為0。2.循環(huán)合并：使用一個循環(huán)，直到所有輸入列表都遍歷完畢。3.查找最小值：在循環(huán)內部，遍歷所有列表（通過`enumerate(lists)`）。對于每個尚未遍歷完的列表`lst`，比較其當前索引`indices[i]`處的值`val`與當前已知的最小值`min_val`。如果`min_val`為空（初始狀態(tài)）或`val`更小，則更新`min_val`為`val`，并記錄對應的列表索引`min_idx`。4.添加到結果：循環(huán)結束后，如果找到了`min_val`（即至少有一個列表還有元素），則將`min_val`添加到`merged`列表中，并將對應列表的索引`min_idx`加1，表示已處理該元素。5.終止條件：如果在遍歷所有列表后，`min_val`仍為空（意味著所有列表都已遍歷完），則跳出循環(huán)。6.返回結果：返回合并后的有序列表`merged`。這種方法利用了所有輸入列表已經排序的性質，每次只需在當前未處理的部分中查找最小值，從而保證合并后的列表仍然有序。時間復雜度為O(NlogK)，其中N是總元素數(shù)量，K是列表數(shù)量。三、運行時可能遇到的問題是：當線程`t`在執(zhí)行`worker()`函數(shù)期間拋出`ValueError`異常時，該異常會被線程內部的`except`語句捕獲并處理。然而，由于主線程在`t.join(timeout=1)`調用后立即進入了`else`分支（因為`join`在超時前未能完成），主線程認為子線程已經“正?！蓖瓿?。隨后，當`worker()`函數(shù)執(zhí)行完畢并拋出異常（此時可能在`else`塊之后，也可能在`else`塊內部，取決于具體Python實現(xiàn)和異常拋出時機）時，由于`worker()`內部已經處理了該異常，所以異常不會傳播回主線程。因此，主線程不會看到子線程拋出異常的情況，這可能導致程序狀態(tài)不一致或隱藏了錯誤。正確的做法是在子線程內部處理所有可能的異常，或者讓異常傳播回主線程進行統(tǒng)一處理。四、```pythonimportasyncioasyncdefprint_time():for_inrange(5):print(asyncio.get_event_loop().time())awaitasyncio.sleep(1)asyncdeftask1():awaitasyncio.sleep(5)asyncdeftask2():awaitasyncio.sleep(3)asyncdefmain():awaitasyncio.gather(task1(),task2(),print_time())asyncio.run(main())```解析思路：1.導入庫：導入`asyncio`庫。2.定義任務函數(shù)：*`print_time`:每隔1秒打印當前時間。使用`asyncio.sleep(1)`實現(xiàn)異步等待，避免阻塞事件循環(huán)。使用`asyncio.get_event_loop().time()`獲取當前時間戳。*`task1`:模擬耗時5秒的IO操作，使用`asyncio.sleep(5)`。*`task2`:模擬耗時3秒的IO操作，使用`asyncio.sleep(3)`。3.定義主函數(shù)`main`：使用`asyncio.gather()`并發(fā)執(zhí)行`task1`,`task2`和`print_time`三個協(xié)程任務。`gather`會等待所有傳入的協(xié)程都完成。4.運行主函數(shù)：使用`asyncio.run(main())`啟動事件循環(huán)，并執(zhí)行主函數(shù)`main`。這會并發(fā)地啟動`task1`,`task2`和`print_time`。由于`print_time`中包含`awaitasyncio.sleep(1)`，它不會阻塞其他任務，而是允許事件循環(huán)在等待時切換到其他任務。五、作用：裝飾器是一種設計模式，它允許程序員在不修改原始函數(shù)代碼的情況下，給函數(shù)添加新的功能或行為。它可以用來實現(xiàn)日志記錄、權限檢查、緩存、計時、裝飾函數(shù)外觀等多種功能。原理：裝飾器本質上是一個接收函數(shù)作為參數(shù)的函數(shù)。它通常返回一個新的函數(shù)，這個新函數(shù)在調用時會先執(zhí)行裝飾器的邏輯，然后再調用原始函數(shù)（也可能不調用原始函數(shù)），并可以處理原始函數(shù)的參數(shù)和返回值。代碼實現(xiàn)：```pythondefcache_results(func):cache={}asyncdefwrapper(*args,kwargs):#創(chuàng)建緩存鍵，可以使用args,kwargs或它們的組合key=tuple(args),frozenset(kwargs.items())ifkeyincache:print(f"Cachehitfor{func.__name__}withargs{args}")returncache[key]result=func(*args,kwargs)#調用原始函數(shù)cache[key]=resultreturnresultreturnwrapper```解析思路：1.定義裝飾器：`cache_results`是一個函數(shù)，它接收一個函數(shù)`func`作為參數(shù)。2.創(chuàng)建緩存：在`cache_results`函數(shù)內部定義一個字典`cache`，用于存儲函數(shù)的結果。3.定義包裝器函數(shù)：`cache_results`返回一個名為`wrapper`的新函數(shù)。`wrapper`函數(shù)接收任意數(shù)量的位置參數(shù)`*args`和關鍵字參數(shù)`kwargs`。4.創(chuàng)建緩存鍵：為了將特定參數(shù)的調用結果緩存起來，需要為`args`和`kwargs`創(chuàng)建一個可哈希的鍵。這里使用`tuple(args)`將位置參數(shù)轉換為元組，使用`frozenset(kwargs.items())`將關鍵字參數(shù)的鍵值對轉換為不可變的凍結集合，兩者組合成一個鍵`key`。5.檢查緩存：在`wrapper`函數(shù)內部，首先檢查`key`是否存在于`cache`字典中。如果存在，表示之前已經計算過相同參數(shù)的結果，直接從緩存中取出并返回，同時可以打印緩存命中的信息。6.調用原始函數(shù)：如果緩存未命中，則調用原始函數(shù)`func(*args,kwargs)`，傳入相同的參數(shù)。7.存儲結果：將原始函數(shù)的返回值`result`存儲到`cache`字典中，使用`key`作為鍵。8.返回結果：返回從緩存中取出的結果或原始函數(shù)的返回值。9.返回包裝器：`cache_results`函數(shù)最終返回`wrapper`函數(shù)。使用時，通過`@cache_results`語法將裝飾器應用于目標函數(shù)，例如`@cache_resultsdefmy_func(...)`。六、```pythondefcountdown(start,end):current=startwhilecurrent>=end:yieldcurrentcurrent-=1```解析思路：1.定義生成器函數(shù)：使用`def`關鍵字定義一個名為`countdown`的函數(shù)，它接收兩個參數(shù)`start`和`end`。2.初始化計數(shù)器：在函數(shù)內部，將變量`current`初始化為`start`的值。3.使用`while`循環(huán)：使用`while`循環(huán)，條件是`current>=end`。這確保了當計數(shù)器小于`end`時，循環(huán)停止。4.`yield`當前值：在循環(huán)體內，使用`yieldcurrent`語句。這會返回當前的`current`值給調用者，并將生成器的狀態(tài)保存下來，等待下一次迭代時繼續(xù)執(zhí)行。5.遞減計數(shù)器：在`yield`之后，將`current`的值減1(`current-=1`)。6.循環(huán)結束：當`current`的值小于`end`時，`while`循環(huán)條件不再滿足，循環(huán)結束，生成器完成。調用`countdown(5,1)`時，生成器將依次`yield`5,4,3,2,1。七、創(chuàng)建實例和調用過程：1.`b_instance=B()`創(chuàng)建一個`B`類的實例。`B`繼承自`A`。2.調用`b_instance.method()`。3.調用發(fā)生在`B`類中定義的`method`方法。由于`B`類中定義了`method`，Python首先在該類中查找。找到了，執(zhí)行`print("B.methodcalled")`。4.在`B`類的`method`方法內部，`super().method()`被調用。`super()`在`B`類的上下文中，會查找`B`的父類，即`A`類。因此，調用的是`A`類的`method`方法。5.執(zhí)行`A`類的`method`方法：打印`print("A.methodcalled")`?？刂婆_輸出內容：```B.methodcalledA.methodcalled```解析思路：`B`類繼承自`A`類。當通過`B`類的實例調用其方法時，如果子類（`B`）定義了該方法，則會優(yōu)先執(zhí)行子類的版本。子類方法中通過`super().method()`調用父類（`A`）的同名方法。這里的`super().method()`在`B`的上下文里，指向`A.method`。因此，調用順序是：先執(zhí)行`B`的`method`，然后通過`super()`調用`A`的`method`。最終控制臺先打印子類信息，再打印父類信息。八、```pythonimportitertoolselements={1,2,3}#binations(iterable,r)生成所有長度為r的無重復組合#itertools.chain(*iterables)將多個迭代器串聯(lián)起來#set(elements)確保元素唯一性（雖然binations本身保證無重復）print(list(itertools.chain.from_iterable(set(binations(elements,r))forrin[1,2])))```解析思路：1.導入庫：導入`itertools`模塊。2.定義元素集合：`elements={1,2,3}`是要組合的元素集合。3.生成組合：*`binations(elements,r)`生成集合`elements`中所有長度為`r`的無重復元素組合。*需要生成長度為1和長度為2的組合?？梢允褂昧斜硗茖絗[binations(elements,r)forrin[1,2]]`生成兩個組合對象（迭代器）。*`itertools.chain.from_iterable(iterables)`接收一個可迭代對象的列表，將其中的所有迭代器串聯(lián)成一個單一的迭代器。這里用它將長度為1和長度為2的組合對象連接起來。4.轉換為列表并打?。菏褂胉list()`將串聯(lián)后的組合迭代器轉換為列表，以便打印所有結果。注意：`binations`本身就保證了組合中的元素是無重復且有序的，所以`set()`在這里對`binations(elements,r)`的結果進行集合化，主要是為了在列表推導式中確保不同`r`值的組合不會因為迭代順序的微小差異而重復（雖然不太可能），或者更明確地體現(xiàn)生成的是“集合”形式的組合。直接`itertools.chain.from_iterable([binations(elements,1),binations(elements,2)])`也能達到目的。九、```pythonimportcontextlibimporttempfileimportosclassTemporaryDirectory(contextlib.ContextDecorator):def__enter__(self):#創(chuàng)建臨時目錄self.path=tempfile.mkdtemp()print(f"Temporarydirectorycreatedat:{self.path}")returnself#或者可以返回self.path如果需要def__exit__(self,exc_type,exc_val,exc_tb):#刪除臨時目錄ifos.path.exists(self.path):try:os.rmdir(self.path)print(f"Temporarydirectory{self.path}removed.")exceptOSErrorase:print(f"Errorremovingdirectory{self.path}:{e}")#返回False表示將異常傳播出去，True表示捕獲并處理了異常returnFalse#使用示例（注意：這里為了演示，沒有用with語句，但類是設計的用于with語句）#withTemporaryDirectory()astemp_dir:#print(f"Doingworkin{temp_dir}")#print("Workdone,tempdirectoryshouldberemoved.")```解析思路：1.繼承ContextDecorator：`classTemporaryDirectory(contextlib.ContextDecorator)`繼承自`contextlib.ContextDecorator`。這使得類實例可以直接用于`with`語句，而無需顯式實現(xiàn)`__enter__`和`__exit__`。同時，退出時不需要顯式調用`__exit__`，上下文管理器會自動調用。2.`__enter__`方法：*調用`tempfile.mkdtemp()`創(chuàng)建一個臨時目錄，并將路徑存儲在實例屬性`self.path`中。*打印創(chuàng)建信息。*返回實例本身`self`。在`withtemp_dirastemp_dir_path:`語句中，`temp_dir_path`將被賦值為`self.path`。3.`__exit__`方法：*接收三個參數(shù)`exc_type`,`exc_val`,`exc_tb`，用于處理`with`塊中可能發(fā)生的異常。*檢查臨時目錄是否存在。*嘗試使用`os.rmdir(self.path)`刪除該目錄。如果目錄非空，`os.rmdir`會拋出`OSError`。*捕獲可能發(fā)生的`OSError`，并打印錯誤信息。*`returnFalse`：表示`__exit__`方法沒有處理異常（即異常沒有被捕獲，需要向外傳播），并且臨時目錄的刪除操作是嘗試完成的（即使失敗了）。如果返回`True`，則表示異常被處理了。這個類模擬了`tempfile.TemporaryDirectory()`的行為，但為了