后端开发面试题4（附答案）

前言

        在下首语言是golang，所以会用他作为示例。

原文参见 @arialdomartini的: Back-End Developer Interview Questions

语言相关问题

1. 告诉我你的首选语言的三个最坏的缺陷。

        Golang虽然在很多方面表现出色，但它并非完美无缺，根据已有的讨论和批评，以下是Go语言被广泛提及的三个最糟糕或最显著的缺陷：

1. 缺乏泛型支持：

   • 在过去的很长一段时间里，Go语言不支持泛型编程，这意味着开发者不能创建适用于多种类型的通用数据结构和算法。这在编写高度可复用的代码时尤为不便，因为它迫使开发者要么重复编写类似的代码片段，要么使用接口作为折衷方案，但这会引入额外的间接性和性能开销。直到2021年Go 1.18版本开始，Go终于引入了泛型的支持，但这之前是其广受诟病的一个痛点。

2. 错误处理机制的繁琐：

   • Go语言使用错误返回值的方式来处理错误，每个可能出错的操作都需要检查返回的错误。尽管这种设计可以强制程序员关注错误处理，但在大型项目中，这可能导致代码充斥着大量的if err != nil检查，有时被称为“errcheck地狱”。虽然Go提供了defer、panic和recover关键字辅助错误处理，但仍有开发者认为其不够优雅和直观。

3. 包管理和依赖管理：

   • Go语言早期的包管理和依赖管理工具相对简单，最初依赖于GOPATH和go get命令，这种方式在大规模项目和多版本依赖的情况下显得不够成熟。虽然后续推出了Go Modules解决了这个问题，但在过去，依赖管理曾是Go语言的一个短板，尤其是在处理版本冲突和确保项目构建的一致性方面。

        另外，还有一些其他的挑战，如早期的反射性能问题、缺少类型继承和接口继承机制（尽管Go有接口概念，但不同于传统的面向对象继承）、以及在特定领域的性能优势不如C/C++等静态类型语言等，但以上三点可以说是Go语言发展历程中被广泛关注和讨论的主要挑战。随着Go语言的发展，有些问题得到了官方或社区的改进和完善。

2. 为什么现在函数式编程这么越来越受关注？

函数式编程近年来受到越来越多的关注和采用，主要原因可以归纳为以下五点：

1. 并行和并发处理能力： 函数式编程强调纯函数（没有副作用）和数据不可变性，这些特性使得函数式编程天生适合于并行计算。在多核处理器和分布式计算环境下，函数式编程的优势得以凸显，因为它可以轻易地将计算任务分割成互相独立的部分，进而并行执行，从而充分利用硬件资源，提高计算效率。

2. 可测试性和可靠性： 函数式编程中，函数没有副作用并且总是相同输入对应相同输出，这种特性极大地简化了测试。由于没有状态改变，单元测试更容易编写和执行，且结果更加可靠，这有助于减少软件中的bug，并提高软件质量。

3. 代码简洁性和可读性： 函数式编程推崇高阶函数、闭包、递归等概念，这些概念使得代码逻辑更清晰，也更易于推理。通过组合简单的函数来构建复杂行为，可以使代码结构更为紧凑，易于理解和维护。

4. 可重用性和模块化： 函数式编程中的函数是可以像数据一样被处理的，这有助于构建高度模块化的系统。通过函数组合和柯里化等技术，可以构建高度可重用的代码块。

5. 适应性和演变性： 面对快速发展的技术和市场需求，函数式编程能够更好地应对需求变化和系统扩展。函数式编程的抽象层次较高，使得开发者能够聚焦于描述问题的本质而非具体的实现细节，使得代码更容易适应需求变化和技术创新。

示例（使用JavaScript）：

// 定义一个纯函数，接受一个数字数组并返回一个新数组，其中每个元素都加倍
function doubleNumbers(numbers) {
  return numbers.map(function(num) {
    return num * 2;
  });
}

// 使用该函数
const originalNumbers = [1, 2, 3, 4, 5];
const doubledNumbers = doubleNumbers(originalNumbers);
console.log(doubledNumbers); // 输出：[2, 4, 6, 8, 10]

// 上述例子展示了函数式编程的几个特点：
// - 使用高阶函数`map`来遍历数组并对每个元素应用一个变换函数，体现了函数组合的思想
// - `doubleNumbers`函数没有副作用，它不改变原始数组，而是返回一个新的数组
// - 如果有需要，此函数可以很容易地并行执行，因为它对列表中的每个元素独立操作，彼此不受影响

上述例子中的doubleNumbers函数就是一个典型的函数式编程风格的函数，它遵循引用透明性原则，不依赖外部状态，且易于测试和重用。

3. 闭包是什么？它有什么用途？闭包和类有什么共同点？

        闭包是一种在计算机科学中非常重要的概念，尤其在支持函数式编程的语言如JavaScript、Python、Ruby等中普遍存在。闭包（Closure）是指有权访问另一个函数作用域中变量的函数，即使该函数自身定义的作用域已经结束。闭包是由函数及其相关的引用环境组合而成的一个实体，它使得函数内部的变量能够在函数执行完毕后仍然存活于内存中，只要闭包还在被引用，这些变量就不会被垃圾回收机制清除。

闭包的主要用途包括：

1. 封装私有变量：闭包可以用来保护变量，使之不被外部随意访问和修改，提供了一种实现私有变量的方式。
2. 数据持久化：闭包能保留函数执行时的状态，使得在下次调用时仍能继续上次的状态。
3. 延迟执行：闭包可以用来实现异步编程中的回调函数，因为它们可以携带上下文并在稍后执行。
4. 功能工厂：闭包可以用来生成一系列具有相同行为但带有不同初始状态的对象或函数实例，无需创建类或使用实例化过程。

闭包和类的共同点在于：

• 封装性：闭包和类都提供了封装数据和操作的能力。闭包通过持有外部函数作用域中的变量来封装状态，类则通过属性和方法封装数据和行为。
• 信息隐藏：两者都可以用来隐藏内部实现细节，对外只暴露必要的接口。闭包通过限制对外部变量的访问来隐藏状态，类则通过私有成员变量和访问修饰符实现信息隐藏。
• 抽象和复用：闭包和类都能够提供抽象的逻辑单元，实现代码的复用。闭包可以创建可复用的函数模块，类则通过实例化创建可复用的对象实例。

        然而，闭包和类在实现机制和适用场景上有显著的不同，闭包更适合轻量级的逻辑封装和状态管理，而类通常在面向对象编程中承担更大的角色，用于构建具有丰富继承和多态性质的复杂结构。

4. 泛型有什么用途？

        泛型在编程中有多种用途，以下是主要几点：

1. 类型安全：

   • 泛型允许编译器在编译时对类型进行检查，确保类型匹配。这意味着如果尝试将错误类型的数据放入泛型容器或其他泛型组件中，编译器会抛出错误，而不是在运行时出现难以预料的异常。

2. 代码重用：

   • 泛型让开发者编写更为通用的代码，避免为每种数据类型编写重复的类或方法。例如，可以编写一个处理任意类型的排序算法，只需一次编码，然后应用于整数、字符串或自定义对象等多种类型。

3. 集合框架支持：

   • 在像Java、C#、C++（模板）和Go（从1.18版开始支持泛型）等语言中，泛型在集合框架中扮演重要角色。集合类如List、Set、Map等允许存储任何类型的数据，同时保证类型安全性。

4. 减少类型转换：

   • 使用泛型可以减少显式的类型转换操作，因为在取出集合中的元素时，编译器能够确保它们是预期的类型，从而简化代码并降低出错的可能性。

5. 增强可读性：

   • 泛型增强了代码的可读性和表达力，使其他开发者更容易理解代码意图和类型约束。

6. 算法抽象：

   • 泛型允许对算法进行高级别的抽象，使得相同的算法逻辑可以应用到多种不同类型的数据结构上。

7. 避免代码冗余：

   • 不需要为每种数据类型编写重复的类或函数，可以通过泛型定义一套通用的接口或类，使得代码更为简洁且易于维护。

        综上所述，泛型是提高代码质量、保证类型安全以及提升开发效率的重要工具，在现代编程语言中广泛运