Python第二语言（十一、Python面向对象（下））

目录

1. 封装

1.1 私有成员：__成员、__成员方法

2. 继承：单继承、多继承

2.1 继承的基础语法

2.2 复写 & 子类使用父类成员

3. 变量的类型注解：给变量标识变量类型

3.1 为什么需要类型注解

3.2 类型注解

3.3 类型注解的语法

3.4 类型的注解限制

4. 函数和方法类型的注解：给函数和方法标识数据类型

4.1 函数（方法）的类型注解-形参注解

4.2 函数（方法）的类型注解-返回值注解

5. Union联合类型注解：给变量、函数和方法、形参和返回值标识联合类型注解

5.1 Union概念

5.2 Union使用

6. 多态

6.1 多态使用

6.2 抽象类（接口）

7. 案例：使用面向对象概念实现

7.1 数据分析案例-文件读取

7.2 数据分析案例-数据计算

7.3 数据分析案例-可视化开发

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面向对象编程，是许多编程语言都支持的一种编程思想；

基本思想：基于模板（类）去创建实体（对象），使用对象完成功能开发；

1. 封装

  • 封装表示的是，将现实世界事物的：属性、行为，封装到类中，描述位成员变量和成员方法；
  • 对用户隐藏的属性和行为：比如电视机的外壳，内部就封装了我们用户看不见的电线；
1.1 私有成员：__成员、__成员方法

既然现实事务由不公开的属性和行为，那么作为现实事务在程序中映射的类，也应该支持；

类中提供了私有成员的形式来支持：私有成员变量、私有成员方法；

  • 定义私有成员的方式：

    私有成员变量：变量名以__开头（2个下划线）

    私有成员方法：方法名以__开头（2个下划线）

1. 私有方法无法直接被类对象使用，私有变量无法赋值，也无法获取值；

class phone:IMEI = None  # 序列号producer = None  # 厂商__current_voltage = None  # 私有：当前私有属性def call_by_5g(self):print("5G通话已开启")def __keep_single_core(self):  # 私有：当前私有方法print("让CPU以单核模式运行以节省电量")phone = Phone()  # 创建对象
phone.__keep_single_core()  # 使用私有方法，无法使用
phone.__current_voltage = 220  # 私有变量赋值
print(phone.__current_voltage)  # 获取私有变量，无法使用

2. 成员变量的使用；

使用公共方法来访问类的私有属性；在类的内部其他成员可以随便使用类的私有属性或方法；

class phone:__current_voltage = None  # 私有：当前私有属性def __keep_single_core(self):  # 私有：当前私有方法print("让CPU以单核模式运行以节省电量")def call_by_5g(self):if self.__current_voltage() >= 1:  # 可以使用私有成员print("5G通话已开启")else:self.__keep_single_core()print("无法使用5G通话")

小结：

  1. 为什么是私有成员，为什么需要私有成员？

    现实事务有部分属性和行为是不公开对使用者开放的，同样在类中描述属性和方法的时候也需要达到这个要求，就需要定义私有变量成员了；

  2. 如何定义私有成员：成员变量和成员方法的命名以_ _开头即可；

  3. 私有成员的访问限制：类对象无法访问私有成员，类中的其他成员可以访问私有成员；

  4. 对类封装私有的类的内部成员，不对外开放，实现封装的概念；

  5. 如没必要的私有方法或属性，没必要展示给用户看，或没必要给程序员调用该私有方法或私有属性；

2. 继承：单继承、多继承

2.1 继承的基础语法
  • 继承的引出：由一代代不断迭代的产品中，基于老款的设计图，进行修改；
  • 继承分为：单继承和多继承；
  • 继承表示：将从父类那里继承（复制）来成员变量和方法（不包含私有的）

1. 继承的写法：class 子类(继承的父类):

2. 单继承class 子类(父类)

  • 继承别的类的叫做子类，被继承的叫做父类；

实现单继承：

class Phone:  # 单继承IMEI = Noneproducer = "HW"def call_by_4g(self):print("4g通话")class Phone2024(Phone):face_id = "10001"def call_by_5g(self):print("2024开始5g通话")phone = Phone2024()
print(phone.producer)
phone.call_by_4g()
phone.call_by_5g()

3. 多继承class 子类(父类1, 父类2, 父类3)

  • 由单个子类继承多个父类，实现所有继承父类的公共方法和公共属性；
  • pass 语法：代表这是空的，这里什么都没有，让代码不报错；
  • 多继承的注意事项：如果父类中存在同名的属性怎么办？会默认按照继承顺序从左到右为优先级调用；
class Phone:  # 单继承IMEI = Noneproducer = "HW"def call_by_4g(self):print("4g通话")class MIUIPhone:def read_card(self):print("小米手机，贴近生活")class HuaweiPhone:def control(self):print("华为手机，值得拥有")class Phone2024(Phone, MIUIPhone, HuaweiPhone):  # 多继承passphone = Phone2024()
phone.call_by_4g()  # 1.继承手机
phone.read_card()  # 2.继承小米手机
phone.control()  # 3.继承华为手机

小结：

  • 继承就是一个类继承另外一个类的成员变量和方法；
    • 语法class 子类(父类1, 父类2， ...)
    • 子类构建的类对象：可以有自己的成员变量和成员方法；子类可以使用父类的成员变量和方法；
  • 单继承和多继承：
    • 单继承：一个类继承另一个类；
    • 多继承：一个类继承多个类，按照顺序从左往右依次继承；
    • 多继承中，如果父类有同名的方法或属性，先继承的优先级高于后继承；
2.2 复写 & 子类使用父类成员

1. 复写：就是单纯的在子类中重写父类的属性和方法，实现复写（一般都是子类继承父类后，需求不满足，那么可以进行复写）；

class Phone:IMEI = Nonedef call_by_5g(self):print("父类5g通话")class Phone2024(Phone):IMEI = "10001"  # 复写父类属性def call_by_5g(self):  # 复写父类方法print("子类重写5g通话，视频通话")phone = Phone2024()
phone.call_by_5g()

2. 子类中调用父类成员

  • 一旦复写父类成员，那么类对象调用成员的时候，就会调用复写后的新成员，如果想要使用被复写的父类成员，就需要特殊的调用方式；
  1. 调用父类成员：
    • 使用成员变量：父类名.成员变量
    • 使用成员方法：父类名.成员方法(self)
  2. 使用super()调用父类成员：
    • 使用成员变量：super().成员变量
    • 使用成员方法：super().成员方法()
    • 通过super父类().方法或属性直接调用，且调用方法时不用加上self；
class Phone:IMEI = Noneproduct = "苹果手机"def call_by_5g(self):print("父类5g通话")class Phone2024(Phone):IMEI = "10001"product = "华为手机"def call_by_5g(self):print(f"父类的产品是：{Phone.product}")  # 1.调用父类属性Phone.call_by_5g(self)  # 2.调用父类属性# print("子类重写5g通话，视频通话")print(f"父类的产品是：{super().product}")  # 3.调用父类属性super(Phone2024, self).call_by_5g()  # 4.调用父类方法 或 super().call_by_5g()phone = Phone2024()
phone.call_by_5g()

小结：

  1. 复写表示：对父类的成员属性或成员方法进行重写定义；
  2. 复写的语法：在子类中重新实现同名成员方法或成员属性即可；

3. 变量的类型注解：给变量标识变量类型

3.1 为什么需要类型注解

（就是开发工具无法识别到自定义的方法中的参数类型，在编写代码时无方法提示参数类型）还有可以清晰明了变量的类型；

前者有解释说要传递一个int类型的参数；

而后者只告诉了我们传递的参数名是data，并不知道是什么类型的参数；

3.2 类型注解

  • Python在3.5版本的时候引入了类型注解，以方便静态类型检查工具，IDE等第三方工具；

  • 类型注解：在代码中涉及数据交互的地方，提供数据类型的注解（显式的说明）；

  • 主要功能：

    帮助第三方IDE工具(如PyCharm，IDEA)对代码进行类型推断，协助做代码提示；

    帮助开发者自身对变量进行类型注释；

  • 支持：

    变量的类型注解；

    函数（方法）形参列表和返回值的类型注解；

3.3 类型注解的语法

1. 基础类型注解：var_1: int = 10

  • 基础类型注解一般可以不写，写的情况是无法一眼看出变量类型的时候写入；
# 基础数据类型注解
var_1: int = 10
var_2: float = 3.1415926
var_3: bool = True
var_4: str = "zhangSan"# 类对象类型注解
class Student:passstu: Student = Student()

2. 容器类型注解：my_tuple: tuple = (1, 2, 3) || my_tuple: tuple[str, int, boll] = ("xxx", 88, True) 比较常用

  • 可以对容器类型继续标记类型，以及对容器中内部进行标记类型；
    1. 基础容器类型注解；
    2. 容器类型详细注解；
# 基础容器类型注解
my_listL: list = [1, 2, 3]
my_tuple: tuple = (1, 2, 3)
my_set: set = {1, 2, 3}
my_dict: dict = {"age": 3}
my_str: str = "zhangSan"# 容器类型详细注解
my_list: list[int] = [1, 2, 3]
my_tuple1: tuple[str, int, bool] = ("zhangSan", 88, True)  # 元组类型设置类型详细注解，需要将每一个元素都标记出来
my_set1: set[int] = {1, 2, 3}
my_dict1: dict[str, int] = {"age": 120}  # 字典类型设置类型详细注解，需要2个类型，第一个是key第二个是value

3. 注释标记变量类型var_1 = random.randint(1, 10) # type: int

除了使用变量:类型，这种语法做注解外，也可以在注释中进行类型注解；

语法：# type:类型

3.4 类型的注解限制
  • 类型标记错误，开发工具中都会有提示；
  • 预期的是int类型，但是具体得到的类型是str类型；

  • 类型注解主要功能在于：
    • 帮助第三方IDE工具（如PyCharm）对代码进行类型推断，协助做代码提示；
    • 帮助开发者自身对变量进行类型注释（备注）；
  • 并不会真正的对类型做验证和判断，也就是类型注解仅仅是提示，并不能决定程序的走向；

4. 函数和方法类型的注解：给函数和方法标识数据类型

  • 在函数中定义的类型，只是提示性的，并非决定性的，就是执行过程中，类型输入不正确也不会报错；
4.1 函数（方法）的类型注解-形参注解
def func(data):passdef func1(name: str, score: tuple):  # 形参名：类型，形参名：类型，...passfunc(data=1)
func1("zhangSan", (80, 100, 90))

4.2 函数（方法）的类型注解-返回值注解

函数的型参可以加类型，其函数返回值也可以添加类型注解；

语法：

def 函数方法名(形参: 类型, ..., 形参: 类型) -> 返回值类型:pass
def func(data: list) -> list:return datafunc()

5. Union联合类型注解：给变量、函数和方法、形参和返回值标识联合类型注解

5.1 Union概念

使用Union解决无法确认的类型情况：

如果是list中，出现不规则的数据类型，那么无法之前的类型注解去确认数据的类型，而是可以采用Union来表示，list中包含的数据类型：my_list: list[Union[str, int]] = [1, 2, "xxx", "xxx"] ;

字典的key: value也是一样，可以用Union注解来标识，这个key或value中可以包含什么样的数据类型；

5.2 Union使用
  • 使用方式：from typing import Union
  • 使用：Union[类型, ..., 类型]

其他类型也可以使用Union类型注解，函数（方法）、形参和返回值注解中都可以；

# 使用Union类型，必须导入Union包
from typing import Union# 作用在基础类型上
my_list: list[Union[int, str]] = [1, 2, "zhangSan", "lisi"]# 作用在函数上
def func(data: Union[int, str]) -> Union[int, str]:passfunc(data=1)
func(data="zhangSan")

6. 多态

6.1 多态使用
  • 多态抽象概念：一个设计方法，里面是空的，但是定义了标准的格式，需要有具体的实现，而实现可以有多种，可以随意调用某个实现类，这就是多态；
  • 或者说：多态，就是多种状态，即完成某个行为时，使用不同的对象会得到不同的状态；
  • 多态常作用在继承关系上；
  • 比如：
    • 函数（方法）形参声明接收父类对象；
    • 实际传入父类的子类对象进行工作；
  • 即：
    • 以父类做定义声明；
    • 以子类做实际工作；
    • 用以获得同一行为，不同状态；
class Animal:def speak(self):passclass Dog(Animal):def speak(self):print("wang wang wang")class Cat(Animal):def speak(self):print("miao miao miao")def make_noise(animal: Animal):  # 多态的使用animal.speak()dog = Dog()
cat = Cat()
make_noise(dog)
make_noise(cat)

6.2 抽象类（接口）

1. 抽象类（接口概念）配合多态使用：

  • 这种设计的含义是：

    • 父类用来确定有哪些方法；
    • 具体的方法实现，由子类自行决定；

  • 抽象类（也可以称为接口）

  • 抽象类：含有抽象方法的类称之为抽象类，无具体实现；

  • 抽象方法：方法体是空实现的（pass）称之为抽象方法；

  • 概念：抽象类就好比定义一个标准；包含了一些抽象方法，要求子类必须实现；

  • 一般抽象类会配合多态实现：

    • 抽象的父类设计（设计标准）
    • 具体的子类实现（实现标准）

2. 案例：

        大致就是，定义一个抽象类（接口）：只有方法，没有实现，而子类去实现抽象类，子类继承接口，去实现接口中的方法，而定义一个单独的调用类，将接口作为新参传递，调用类具体的使用，是由继承接口的是实现类作为参数传递，去使用；传递的是哪个实现类，那么就可以用哪个实现的方法，从而统一方法；        

小结：

  1. 什么是多态：
    • 同一行为，不同对象获得不同的状态；
  2. 什么是抽象类（接口）：
    • 包含抽象方法的类，称之为抽象类；
    • 抽象方法：没有具体的实现方法（pass）；
  3. 抽象类的作用：
    • 多用于做顶层设计（设计标准），以便子类做具体实现；
    • 对子类有一种软性约束，要求子类必须复写（实现）父类的一些方法；
    • 一般配合多态使用，获得不同的工作状态；

7. 案例：使用面向对象概念实现

  • 案例：使用面向对象概念实现；
    1. 使用面向对象思想完成数据读取和处理；
    2. 基于面向对象思想重新认知第三方库使用（PyEcharts）；
7.1 数据分析案例-文件读取
  • 实现第一步和第二步；
  • 需求：对2份数据文件，进行计算每日的销售额并以柱状图表的形式进行展示；

1. 数据内容：

2024年6月数据：

2024-06-01,0184042c5eff11eda948fa163e3ae10e,1980,浙江省
2024-06-01,01849af15eff11eda948fa163e3ae10e,1980,安徽省
2024-06-01,01849bf75eff11eda948fa163e3ae10e,1980,河南省
2024-06-01,01849c4f5eff11eda948fa163e3ae10e,1980,四川省

2024年7月销售数据JSON：

{"date":"2024-07-01","order_id":"0184042c5eff11eda948fa163e3ae10e","money":1805,"province":"浙江省"}
{"date":"2024-07-01","order_id":"01849af15eff11eda948fa163e3ae10e","money":1999,"province":"安徽省"}
{"date":"2024-07-01","order_id":"01849bf75eff11eda948fa163e3ae10e","money":2025,"province":"河南省"}
{"date":"2024-07-01","order_id":"01849c4f5eff11eda948fa163e3ae10e","money":1685,"province":"四川省"}
{"date":"2024-07-02","order_id":"0184042c5eff11eda948fa163e3ae10e","money":1800,"province":"浙江省"}
{"date":"2024-07-02","order_id":"01849af15eff11eda948fa163e3ae10e","money":1586,"province":"安徽省"}
{"date":"2024-07-02","order_id":"01849bf75eff11eda948fa163e3ae10e","money":1950,"province":"河南省"}
{"date":"2024-07-02","order_id":"01849c4f5eff11eda948fa163e3ae10e","money":2600,"province":"四川省"}
  1. 1月份数据是普通文本，使用逗号分割数据记录，从前到后分别是（日期，订单id，销售额，销售省份）
  2. 2月份份数据是JSON数据，同样包含（日期，订单id，销售额，销售省份）

2. 需求分析：

  1. 读取数据：设计FileReader类；
  2. 封装数据对象：设计数据封装类；
  3. 计算数据对象：对对象进行逻辑计算；
  4. pyecharts绘图：以面向对象思想重新认知pyecharts；

3. 具体实现：

第一步：定义数据分析类（完成数据封装）

"""
数据定义类
"""class Record:def __init__(self, date, order_id, money, province):self.date = date  # 订单日期self.order_id = order_id  # 订单IDself.money = money  # 订单金额self.province = province  # 销售省份def __str__(self) -> str:return f"{self.date}, {self.order_id}, {self.money}, {self.province}"

第二步：文件读取抽象类，确定需要的功能，比如读取字符串，读取JSON

  • 提示：
  • 在该代码上加上类型转换；
"""
文件相关的类定义
"""
import jsonfrom data_define import Record# 定义抽象类做顶层设计，确认功能需求实现
class FileReader:def read_data(self) -> list[Record]:""" 读取文件的数据，读到的每一条转换为Record对象，并封装为list返回 """pass# 实现类
class TextFileReader(FileReader):def __init__(self, path):self.path = path  # 定义成员变量记录文件路径# 复写抽象方法def read_data(self) -> list[Record]:f = open(self.path, 'r', encoding="UTF-8")record_list: list[Record] = []for line in f.readlines():line = line.strip()  # 消除读取到每一行的数据中的\ndata_list = line.split(",")  # 根据逗号，分割record = Record(data_list[0], data_list[1],data_list[2], data_list[3])  # 将读取文件的数据赋值给对象record_list.append(record)print(record)f.close()return record_list# 实现类
class JsonFileReader(FileReader):def __init__(self, path):self.path = path  # 定义成员变量记录文件路径def read_data(self) -> list[Record]:f = open(self.path, 'r', encoding="UTF-8")record_list: list[Record] = []for line in f.readlines():data_dict = json.loads(line)record = Record(data_dict["data"], data_dict["order_id"],data_dict["money"], data_dict["province"])  # 将读取文件的数据赋值给对象record_list.append(record)f.close()return record_listif __name__ == '__main__':text_file_reader = TextFileReader("../file/2024年6月数据")data = text_file_reader.read_data()print(data)

内容调用输出：

        定义实现类对象，并且传递文件读取路径，而实现类返回的是list对象，对象中去循环打印文件读取出来的list，并有了str魔术方法，以字符串构建；

if __name__ == '__main__':text_file_reader = TextFileReader("../file/2024年6月数据")json_file_reader = JsonFileReader("../file/2024年7月销售数据JSON")data = text_file_reader.read_data()data1 = json_file_reader.read_data()for li in data:print(li)for li in data1:print(li)

7.2 数据分析案例-数据计算

提示：list合并：list3 = list01 + list02

数据计算：

from file_define import FileReader, TextFileReader, JsonFileReader
from data_define import Recordtext_file_reader = TextFileReader("../file/2024年6月数据")
json_file_reader = JsonFileReader("../file/2024年7月销售数据JSON")jan_data: list[Record] = text_file_reader.read_data()
feb_data: list[Record] = json_file_reader.read_data()# 将2各月份的数据合并
all_data: list[Record] = jan_data + feb_data# 开始进行数据计算
data_dict = {}
for record in all_data:if record.date in data_dict.keys():# 当前日志已有记录，与旧记录累加data_dict[record.date] += record.moneyelse:data_dict[record.date] = record.money
print(data_dict)

7.3 数据分析案例-可视化开发
from file_define import FileReader, TextFileReader, JsonFileReader
from data_define import Record
# 可视化图标开发
from pyecharts.options import InitOpts, LabelOpts, TitleOpts
from pyecharts.charts import Timeline, Bar
from pyecharts.globals import ThemeTypetext_file_reader = TextFileReader("../file/2024年6月数据")
json_file_reader = JsonFileReader("../file/2024年7月销售数据JSON")jan_data: list[Record] = text_file_reader.read_data()
feb_data: list[Record] = json_file_reader.read_data()# 将2各月份的数据合并
all_data: list[Record] = jan_data + feb_data# 开始进行数据计算
data_dict = {}
for record in all_data:if record.date in data_dict.keys():# 当前日志已有记录，与旧记录累加data_dict[record.date] += record.moneyelse:data_dict[record.date] = record.money
# print(data_dict)bar = Bar(init_opts=InitOpts(theme=ThemeType.LIGHT))
bar.add_xaxis(list(data_dict.keys()))
bar.add_yaxis("销售额", list(data_dict.values()), label_opts=LabelOpts(is_show=False))
bar.set_global_opts(title_opts=TitleOpts(title="每日销售额")
)
bar.render("每日销售额柱状图.html")

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SolarWinds Serv-U 目录遍历漏洞复现(CVE-2024-28995) 1.漏洞描述 SolarWinds 是一家提供广泛的 IT 管理和网络管理软件解决方案的公司。SolarWinds 的产品被设计用于监控和管理网络设备、服务器、应用程序和网络流量等。Serv-U 是 SolarWinds 提供的一款 FTP（文件…
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Java 开发实例：Spring Boot+AOP+注解+Redis防重复提交（防抖）

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文章目录 1. 环境准备2. 引入依赖3. 配置Redis4. 创建防重复提交注解5. 实现AOP切面6. 创建示例Controller7. 测试8. 进一步优化8.1 自定义异常处理8.2 提升Redis的健壮性 9. 总结 🎉欢迎来到Java学习路线专栏~探索Java中的静态变量与实例变量 ☆* o(≧▽≦)o *☆嗨…
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12306 火车票价格解析 (PHP 解析)

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1. 从接口拿数据 日期 出发站 终点站 都填上 xxx/otn/leftTicketPrice/queryAllPublicPrice?leftTicketDTO.train_date2024-06-15&leftTicketDTO.from_stationBJP&leftTicketDTO.to_stationSJP&purpose_codesADULT 返回的数据是这样的 {"validateMess…
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3D工艺大师：航空航天手册的数字蜕变

3D工艺大师：航空航天手册的数字蜕变

在航空航天领域，技术手册是飞行器操作与维修工作的核心参考工具。常见的技术手册包括AMM（航空器维护手册）、CMM（航空部件维修手册）以及WDM（飞机重量与平衡手册）等，主要用于帮助机组工…
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怎么批量去除EXCEL表格内时间？（已解决）

怎么批量去除EXCEL表格内时间？（已解决）

作为竞价优化师，经常碰到下载表格以后发现有冗余数据，这个时候我们该怎么快速处理呢！ 第一步，选择这一行数据 第二步，右击选择“单元格格式-日期” 第三步，选择日期中的2001-3-7格式，点击“确定…
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向量化在人工智能领域的深度实践：技术革新与效率提升

向量化在人工智能领域的深度实践：技术革新与效率提升

在人工智能（AI）的飞速发展中，向量化技术作为一种基础且关键的数据处理手段，正日益受到广泛关注。向量化是将文本、图像、声音等数据转换为数值向量的过程，这些向量能够表示原始数据的特征和语义信息，为深度…
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Ubuntu 22.04安装 docker

Ubuntu 22.04安装 docker

安装过程和指令 # 1.升级 apt sudo apt update # 2.安装docker sudo apt install docker.io docker-compose # 3.将当前用户加入 docker组 sudo usermod -aG docker ${USER} # 4. 重启 # 5. 查看镜像 docker ps -a 或者 docker images # 6. 下载镜像 docker pull hello-world …
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在微信小程序中安装和使用vant框架

在微信小程序中安装和使用vant框架

目录 1、初始化项目2、安装vant相关依赖3、修改 app.json4、修改 project.config.json5、构建npm6、使用示例 本文将详细介绍如何在微信小程序中安装并使用vant框架～ 开发工具：微信开发者工具 1、初始化项目 从终端进入小程序项目目录，执行…
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学了这篇面试经，轻松收割网络安全的offer

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网络安全面试库 吉祥学安全知识星球🔗除了包含技术干货：Java代码审计、web安全、应急响应等，还包含了安全中常见的售前护网案例、售前方案、ppt等，同时也有面向学生的网络安全面试、护网面试等。 0x1 应届生面试指南 网络安全面…
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订单排队模式 ：强复购，无库存担忧

订单排队模式 ：强复购，无库存担忧

库存积压，意味着资金的束缚和机会的错失；库存不足，又可能导致客户流失和市场机会的丧失。订单排队模式的核心理念是通过排队出局奖励、直推优先和代理商等机制，激发消费者的购买热情，同时确保库存的流动性和销售的增长…
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