Вопросы для собеседования на позицию младшего Backend-разработчика (Python): Полное руководство

Введение

Это подробное руководство содержит 30 важных вопросов для собеседования, охватывающих разработку backend на Python. Эти вопросы призваны помочь начинающим backend-разработчикам подготовиться к собеседованиям, охватывая ключевые концепции Python, веб-фреймворки (Django/Flask), базы данных и общую архитектуру backend. Каждый вопрос включает подробный ответ, оценку редкости и уровень сложности.

Если вы только начинаете свою карьеру или хотите перейти к backend-разработке, это руководство поможет вам обрести уверенность и освоить основы.

Основы Python (10 вопросов)

1. В чем разница между list и tuple в Python?

Ответ:

• list (список): Изменяемый (можно менять), определяется квадратными скобками [], медленнее, чем кортежи.
• tuple (кортеж): Неизменяемый (нельзя менять), определяется круглыми скобками (), быстрее, чем списки, может использоваться в качестве ключей словаря.

Пример:

# Список
my_list = [1, 2, 3]
my_list[0] = 10  # Разрешено

# Кортеж
my_tuple = (1, 2, 3)
# my_tuple[0] = 10  # TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

Редкость: Распространенный Сложность: Легкий

2. Объясните разницу между is и ==

Ответ:

• ==: Проверяет равенство значений (имеют ли объекты одинаковое значение?).
• is: Проверяет равенство ссылок (указывают ли переменные на один и тот же объект в памяти?).

Пример:

a = [1, 2, 3]
b = [1, 2, 3]

print(a == b)  # True (значения одинаковые)
print(a is b)  # False (разные объекты в памяти)

c = a
print(a is c)  # True (один и тот же объект)

Редкость: Распространенный Сложность: Легкий

3. Что такое декораторы Python и как они работают?

Ответ: Декоратор - это шаблон проектирования в Python, который позволяет пользователю добавлять новую функциональность к существующему объекту, не изменяя его структуру. Декораторы обычно вызываются перед определением функции, которую вы хотите декорировать.

Пример:

def my_decorator(func):
    def wrapper():
        print("Что-то происходит до вызова функции.")
        func()
        print("Что-то происходит после вызова функции.")
    return wrapper

@my_decorator
def say_hello():
    print("Привет!")

say_hello()
# Вывод:
# Что-то происходит до вызова функции.
# Привет!
# Что-то происходит после вызова функции.

Редкость: Распространенный Сложность: Средний

4. В чем разница между args и kwargs?

Ответ:

• *args: Позволяет передавать переменное количество неименованных аргументов в функцию. Он собирает их в кортеж.
• **kwargs: Позволяет передавать переменное количество именованных аргументов в функцию. Он собирает их в словарь.

Пример:

def example_function(*args, **kwargs):
    print("args:", args)
    print("kwargs:", kwargs)

example_function(1, 2, 3, name="Алиса", age=30)
# Вывод:
# args: (1, 2, 3)
# kwargs: {'name': 'Алиса', 'age': 30}

Редкость: Распространенный Сложность: Легкий

5. Объясните генераторы списков (list comprehensions)

Ответ: Генераторы списков предоставляют краткий способ создания списков. Распространенные применения - создание новых списков, где каждый элемент является результатом некоторой операции, примененной к каждому члену другой последовательности или итерируемого объекта, или создание подпоследовательности этих элементов, удовлетворяющих определенному условию.

Пример:

# Традиционный способ
squares = []
for x in range(10):
    squares.append(x**2)

# Генератор списка
squares = [x**2 for x in range(10)]

Редкость: Распространенный Сложность: Легкий

6. Что такое генераторы и ключевое слово yield?

Ответ: Генераторы - это простой способ создания итераторов. Это функции, которые возвращают объект (итератор), по которому мы можем итерироваться (по одному значению за раз). Ключевое слово yield используется как return, за исключением того, что функция вернет генератор.

Пример:

def simple_generator():
    yield 1
    yield 2
    yield 3

for value in simple_generator():
    print(value)
# Вывод: 1, 2, 3

Преимущества: Эффективное использование памяти (ленивые вычисления).

Редкость: Средний Сложность: Средний

7. Как работает управление памятью в Python?

Ответ: Python использует приватную кучу для управления памятью. Все объекты и структуры данных Python расположены в приватной куче. У программиста нет доступа к этой приватной куче. Интерпретатор заботится об этой приватной куче Python. Python также имеет встроенный сборщик мусора, который перерабатывает всю неиспользуемую память, чтобы она могла быть доступна для кучи.

Редкость: Средний Сложность: Средний

8. Что такое Global Interpreter Lock (GIL)?

Ответ: Global Interpreter Lock (GIL) - это мьютекс, который защищает доступ к объектам Python, предотвращая одновременное выполнение нескольких потоков байт-кода Python. Эта блокировка необходима в основном потому, что управление памятью CPython не является потокобезопасным.

Влияние: Он ограничивает многопоточные программы Python работой на одном ядре ЦП, что может быть узким местом для задач, интенсивно использующих ЦП.

Редкость: Средний Сложность: Сложный

9. Объясните разницу между глубоким и поверхностным копированием

Ответ:

• Поверхностное копирование (Shallow Copy): Создает новый объект, который хранит ссылку на исходные элементы. Таким образом, поверхностное копирование не создает копию вложенных объектов, а просто копирует ссылку на вложенные объекты.
• Глубокое копирование (Deep Copy): Создает новый объект и рекурсивно добавляет копии вложенных объектов, присутствующих в исходных элементах.

Пример:

import copy

original = [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
shallow = copy.copy(original)
deep = copy.deepcopy(original)

original[0][0] = 'X'
print(shallow[0][0]) # 'X' (затронуто)
print(deep[0][0])    # 1 (не затронуто)

Редкость: Средний Сложность: Средний

10. Какие встроенные типы данных есть в Python?

Ответ:

• Числовые (Numeric): int, float, complex
• Последовательности (Sequence): list, tuple, range
• Текст (Text): str
• Сопоставление (Mapping): dict
• Множество (Set): set, frozenset
• Логический (Boolean): bool
• Бинарные (Binary): bytes, bytearray, memoryview

Редкость: Распространенный Сложность: Легкий

Веб-фреймворки (Django/Flask) (10 вопросов)

11. Сравните Django и Flask

Ответ:

• Django: Фреймворк "все включено". Включает ORM, аутентификацию, панель администратора и т.д. Хорошо подходит для больших и сложных приложений. Следует шаблону MVT (Model-View-Template).
• Flask: Микро-фреймворк. Минималистичный, гибкий. Вы выбираете инструменты, которые вам нужны (ORM, аутентификация и т.д.). Хорошо подходит для небольших приложений, микросервисов или когда вам нужен точный контроль.

Редкость: Распространенный Сложность: Легкий

12. Что такое шаблон MVC (и MVT в Django)?

Ответ:

• MVC (Model-View-Controller): Архитектурный шаблон, который разделяет приложение на три основных логических компонента: модель (данные), представление (пользовательский интерфейс) и контроллер (обрабатывает входные данные).
• MVT (Model-View-Template): Вариация Django.
  • Model: Структура данных (база данных).
  • View: Бизнес-логика (аналогична Controller в MVC).
  • Template: Уровень представления (аналогичен View в MVC).

Редкость: Распространенный Сложность: Средний

13. Объясните Django ORM

Ответ: Django ORM (Object-Relational Mapping) позволяет вам взаимодействовать с вашей базой данных, такой как SQLite, PostgreSQL и MySQL, используя код Python вместо SQL. Вы определяете свои модели данных как классы Python, а Django обрабатывает создание таблиц базы данных и запросы.

Пример:

# Модель
class Person(models.Model):
    first_name = models.CharField(max_length=30)
    last_name = models.CharField(max_length=30)

# Запрос
Person.objects.filter(first_name="John")

Редкость: Распространенный Сложность: Средний

14. Что такое миграция в Django?

Ответ: Миграции - это способ Django распространять изменения, которые вы вносите в свои модели (добавление поля, удаление модели и т.д.), в схему вашей базы данных. Они разработаны так, чтобы быть в основном автоматическими, но вам нужно знать, когда создавать миграции, когда их запускать и с какими распространенными проблемами вы можете столкнуться.

Команды:

• makemigrations: Создает новые миграции на основе изменений модели.
• migrate: Применяет миграции к базе данных.

Редкость: Распространенный Сложность: Легкий

15. Как Flask обрабатывает маршрутизацию?

Ответ: Flask использует декоратор @app.route() для привязки функции к URL.

Пример:

from flask import Flask
app = Flask(__name__)

@app.route('/')
def hello_world():
    return 'Привет, мир!'

@app.route('/user/<username>')
def show_user_profile(username):
    return f'Пользователь {username}'

Редкость: Распространенный Сложность: Легкий

16. Что такое Blueprints во Flask?

Ответ: Blueprints - это способ организации вашего приложения Flask в модули. Они позволяют группировать связанные маршруты, шаблоны и статические файлы вместе. Это необходимо для масштабирования приложений Flask.

Редкость: Средний Сложность: Средний

17. Объясните концепцию Middleware в Django

Ответ: Middleware - это фреймворк перехватчиков в обработку запросов/ответов Django. Это легкая, низкоуровневая система "плагинов" для глобального изменения ввода или вывода Django. Каждый компонент middleware отвечает за выполнение определенной функции.

Примеры: AuthenticationMiddleware, SessionMiddleware, CsrfViewMiddleware.

Редкость: Средний Сложность: Средний

18. Как вы обрабатываете сессии в Flask?

Ответ: Flask использует подписанный cookie для хранения содержимого сессии. Пользователь может просматривать содержимое cookie, но не может его изменять, если не знает секретный ключ, используемый для подписи.

Пример:

from flask import session

@app.route('/login', methods=['POST'])
def login():
    session['username'] = request.form['username']
    return redirect(url_for('index'))

Редкость: Средний Сложность: Средний

19. Каково назначение settings.py в Django?

Ответ: settings.py - это основной файл конфигурации для проекта Django. Он содержит всю конфигурацию для проекта, включая настройки базы данных, установленные приложения, middleware, настройки шаблонов, пути к статическим файлам и ключи безопасности.

Редкость: Распространенный Сложность: Легкий

20. Как вы предотвращаете CSRF-атаки в Django?

Ответ: Django имеет встроенную защиту от Cross Site Request Forgery (CSRF). Он использует CSRF-токен, который генерируется для каждой пользовательской сессии. Этот токен должен быть включен в каждый POST-запрос (обычно в виде скрытого поля формы). Сервер проверяет токен перед обработкой запроса.

Редкость: Средний Сложность: Средний

База данных и общие вопросы Backend (10 вопросов)

21. SQL vs NoSQL

Ответ:

• SQL (Реляционные): Структурированные данные, предопределенная схема, таблицы, строки, столбцы. Хорошо подходит для сложных запросов и транзакций (ACID). Примеры: PostgreSQL, MySQL.
• NoSQL (Нереляционные): Неструктурированные или полуструктурированные данные, динамическая схема, документы, пары ключ-значение. Хорошо подходит для масштабируемости, быстрого прототипирования и больших наборов данных. Примеры: MongoDB, Redis.

Редкость: Распространенный Сложность: Легкий

22. Что такое API?

Ответ: API расшифровывается как Application Programming Interface (интерфейс прикладного программирования). Это набор правил и протоколов, который позволяет различным программным приложениям взаимодействовать друг с другом. В backend-разработке мы обычно создаем RESTful API или GraphQL API, чтобы позволить frontend-ам (веб, мобильные) взаимодействовать с backend-данными и логикой.

Редкость: Распространенный Сложность: Легкий

23. Объясните принципы RESTful API

Ответ:

• Клиент-сервер: Разделение ответственности.
• Без сохранения состояния (Stateless): Контекст клиента не хранится на сервере между запросами.
• Кэшируемость (Cacheable): Ответы должны определять себя как кэшируемые или нет.
• Единый интерфейс (Uniform Interface): Стандартизированный способ связи (HTTP-методы: GET, POST, PUT, DELETE).
• Многоуровневая система (Layered System): Клиент обычно не может сказать, подключен ли он напрямую к конечному серверу или к посреднику на пути.

Редкость: Распространенный Сложность: Средний

24. Что такое коды состояния HTTP? Приведите примеры.

Ответ: Стандартные коды ответов, предоставляемые веб-серверами в Интернете.

• 2xx Success: 200 OK, 201 Created.
• 3xx Redirection: 301 Moved Permanently, 304 Not Modified.
• 4xx Client Error: 400 Bad Request, 401 Unauthorized, 403 Forbidden, 404 Not Found.
• 5xx Server Error: 500 Internal Server Error, 502 Bad Gateway.

Редкость: Распространенный Сложность: Легкий

25. Что такое индексирование базы данных?

Ответ: Индексирование - это метод структуры данных, используемый для быстрого поиска и доступа к данным в базе данных. Индексы создаются с использованием нескольких столбцов базы данных. Это улучшает скорость операций извлечения данных из таблицы базы данных за счет дополнительных операций записи и объема памяти для поддержания структуры данных индекса.

Редкость: Средний Сложность: Средний

26. Объясните концепцию свойств ACID в базах данных

Ответ:

• Atomicity (Атомарность): Все операции в транзакции завершаются успешно или все операции отменяются.
• Consistency (Согласованность): База данных правильно изменяет состояния после успешно зафиксированной транзакции.
• Isolation (Изолированность): Позволяет транзакциям работать независимо и прозрачно друг для друга.
• Durability (Надежность): Гарантирует, что результат или эффект зафиксированной транзакции сохраняется в случае сбоя системы.

Редкость: Средний Сложность: Средний

27. Что такое Docker и зачем он используется?

Ответ: Docker - это платформа для разработки, доставки и запуска приложений в контейнерах. Контейнеры - это легкие, портативные и самодостаточные единицы, которые включают все необходимое для запуска приложения (код, среда выполнения, системные инструменты, библиотеки). Он решает проблему "у меня это работает" и обеспечивает согласованность в различных средах (разработка, тестирование, продакшн).

Редкость: Распространенный Сложность: Средний

28. Что такое Unit Testing (модульное тестирование)?

Ответ: Модульное тестирование - это метод тестирования программного обеспечения, при котором тестируются отдельные модули или компоненты программного обеспечения. Цель состоит в том, чтобы убедиться, что каждый модуль программного кода работает должным образом. В Python обычно используется фреймворк unittest или pytest.

Редкость: Распространенный Сложность: Легкий

29. Что такое Git и почему он важен?

Ответ: Git - это распределенная система контроля версий. Она отслеживает изменения в исходном коде во время разработки программного обеспечения. Она позволяет нескольким разработчикам работать над одним и тем же проектом одновременно, управлять различными версиями кода (ветвями) и при необходимости возвращаться к предыдущим состояниям.

Редкость: Распространенный Сложность: Легкий

30. Как вы защищаете backend API?

Ответ:

• Authentication (Аутентификация): Проверка, кто является пользователем (JWT, OAuth).
• Authorization (Авторизация): Проверка, что пользователю разрешено делать (Роли/Разрешения).
• HTTPS: Шифрование данных при передаче.
• Input Validation (Проверка ввода): Санитарная обработка всех входных данных для предотвращения SQL-инъекций и XSS.
• Rate Limiting (Ограничение скорости): Предотвращение злоупотреблений/DDoS.
• CORS: Ограничение того, какие домены могут получить доступ к вашему API.

Редкость: Средний Сложность: Средний