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机器之心整理

参与：思源

项目地址：
https://github.com/CyC2018/Interview-Notebook

该项目的主体内容可分为 9 部分，其中算法介绍了基础的栈和队列、并查集、排序和查找等，操作系统介绍了现代计算机系统与 Linux 系统。其它如介绍了设计模式和基本思想的面向对象编程、世界上最先进的分布式版本控制系统 Git、以及 Java 和编程实践等都有涉及。

如下是该项目各类别的基本目录与内容，因为机器学习可能会常用到面向对象的编程方法，因此我们在后面简要介绍了这一章节中面向对象的基本思想。

算法

操作系统

络

面向对象

数据库

Java

分布式

工具

编码实践

面向对象思想

面向对象的编程在实现想法乃至系统的过程中都非常重要，我们不论是使用 TensorFlow 还是 PyTorch 来构建模型都或多或少需要使用类和方法。若能了解面向对象的三大特性并使用类和方法来构建模型，那么它们可以让我们的机器学习代码更加美丽迷人。

封装

利用抽象数据类型将数据和基于数据的操作封装在一起，使其构成一个不可分割的独立实体。数据被保护在抽象数据类型的内部，尽可能地隐藏内部的细节，只保留一些对外接口使之与外部发生联系。用户无需知道对象内部的细节，但可以通过对象对外提供的接口来访问该对象。

优点：

以下 Person 类封装 name、gender、age 等属性，外界只能通过 get() 方法获取一个 Person 对象的 name 属性和 gender 属性，而无法获取 age 属性，但是 age 属性可以供 work() 方法使用。

注意到 gender 属性使用 int 数据类型进行存储，封装使得用户注意不到这种实现细节。并且在需要修改 gender 属性使用的数据类型时，也可以在不影响客户端代码的情况下进行。

public class Person {

private String name;

private int gender;

private int age;

public String getName() {

return name;

}

public String getGender() {

return gender == 0 ? “man” : “woman”;

}

public void work() {

if (18 <= age && age <= 50) {

System.out.println(name + ” is working very hard!”);

} else {

System.out.println(name + ” can’t work any more!”);

}

}

}

继承

继承实现了 IS-A 关系，例如 Cat 和 Animal 就是一种 IS-A 关系，因此 Cat 可以继承自 Animal，从而获得 Animal 非 private 的属性和方法。

Cat 可以当做 Animal 来使用，也就是说可以使用 Animal 引用 Cat 对象。父类引用指向子类对象称为 向上转型。

Animal animal = new Cat();

继承应该遵循里氏替换原则，子类对象必须能够替换掉所有父类对象。

多态

多态分为编译时多态和运行时多态。编译时多态主要指方法的重载，运行时多态指程序中定义的对象引用所指向的具体类型在运行期间才确定。

运行时多态有三个条件：

下面的代码中，乐器类（Instrument）有两个子类：Wind 和 Percussion，它们都覆盖了父类的 play() 方法，并且在 main() 方法中使用父类 Instrument 来引用 Wind 和 Percussion 对象。在 Instrument 引用调用 play() 方法时，会执行实际引用对象所在类的 play() 方法，而不是 Instrument 类的方法。

public class Instrument {

public void play() {

System.out.println(“Instument is playing…”);

}

}

public class Wind extends Instrument {

public void play() {

System.out.println(“Wind is playing…”);

}

}

public class Percussion extends Instrument {

public void play() {

System.out.println(“Percussion is playing…”);

}

}

public class Music {

public static void main(String[] args) {

List<Instrument> instruments = new ArrayList<>();

instruments.add(new Wind());

instruments.add(new Percussion());

for(Instrument instrument : instruments) {

instrument.play();

}

}

}