2025年軟件開發(fā)工程師面試技巧及模擬題解答編程題(共5題，每題10分)題目1：字符串反轉(zhuǎn)問題描述實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù)，將輸入的字符串反轉(zhuǎn)。例如，輸入`"hello"`，輸出`"olleh"`。要求：1.不能使用現(xiàn)成的反轉(zhuǎn)函數(shù)2.考慮空字符串和單字符字符串的情況3.時(shí)間復(fù)雜度盡可能低pythondefreverse_string(s:str)->str:#請(qǐng)?jiān)诖颂幘帉懘apass題目2：合并有序數(shù)組問題描述給定兩個(gè)有序數(shù)組`nums1`和`nums2`，它們的長(zhǎng)度分別為`m`和`n`，且`nums1`的末尾有足夠的空間容納`nums2`的所有元素。請(qǐng)合并這兩個(gè)數(shù)組，使得合并后的數(shù)組仍然有序。示例：pythonnums1=[1,2,3,0,0,0],m=3nums2=[2,5,6],n=3合并后nums1=[1,2,2,3,5,6]pythondefmerge(nums1:List[int],m:int,nums2:List[int],n:int)->None:#請(qǐng)?jiān)诖颂幘帉懘apass題目3：二叉樹最大深度問題描述給定一個(gè)二叉樹，返回它的最大深度。示例：輸入：root=[3,9,20,null,null,15,7]輸出：3python#定義二叉樹節(jié)點(diǎn)classTreeNode:def__init__(self,val=0,left=None,right=None):self.val=valself.left=leftself.right=rightdefmax_depth(root:TreeNode)->int:#請(qǐng)?jiān)诖颂幘帉懘apass題目4：羅馬數(shù)字轉(zhuǎn)整數(shù)問題描述羅馬數(shù)字由`I`、`V`、`X`、`L`、`C`、`D`和`M`七個(gè)符號(hào)組成，分別表示1、5、10、50、100、500和1000。羅馬數(shù)字通常由左到右按從大到小排列，但有一些特殊情況，如`IV`表示4，`IX`表示9。實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù)，將羅馬數(shù)字轉(zhuǎn)換為整數(shù)。示例：python輸入：s="III"輸出：3輸入：s="IV"輸出：4輸入：s="MCMXCIV"輸出：1994pythondefroman_to_int(s:str)->int:#請(qǐng)?jiān)诖颂幘帉懘apass題目5：有效括號(hào)問題描述給定一個(gè)字符串`s`，其中只包含字符`'('`、`')'`、`'{'`、`'}'`、`'['`和`']'`，判斷字符串是否有效。有效括號(hào)必須滿足：1.左括號(hào)必須與相同類型的右括號(hào)匹配2.左括號(hào)必須以正確的順序閉合3.每個(gè)右括號(hào)都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的相同類型的左括號(hào)示例：python輸入：s="()[]{}"輸出：True輸入：s="([)]"輸出：FalsepythondefisValid(s:str)->bool:#請(qǐng)?jiān)诖颂幘帉懘apass算法題(共5題，每題10分)題目6：查找無重復(fù)數(shù)組的最小值問題描述給定一個(gè)無重復(fù)元素的有序數(shù)組`nums`，返回?cái)?shù)組中的最小值。假設(shè)數(shù)組中的數(shù)字是按升序排列的，但由于某些重復(fù)元素被刪除，數(shù)組可能存在重復(fù)的數(shù)字。示例：python輸入：nums=[2,2,3,4]輸出：2輸入：nums=[1,1,1,1,1,2,1,1]輸出：1題目7：兩數(shù)相加問題描述給出兩個(gè)非空的鏈表，表示兩個(gè)非負(fù)的整數(shù)。數(shù)字的存儲(chǔ)方式是逆序的，即個(gè)位數(shù)字在鏈表頭部。將這兩個(gè)數(shù)相加，并以相同形式返回它們的和。示例：python輸入：(2->4->3)+(5->6->4)輸出：7->0->8解釋：342+465=807.題目8：最長(zhǎng)有效括號(hào)問題描述給定一個(gè)只包含`'('`和`')'`的字符串，找出最長(zhǎng)的有效括號(hào)子串的長(zhǎng)度。示例：python輸入："(()"輸出：2輸入：")()())"輸出：4題目9：搜索旋轉(zhuǎn)排序數(shù)組問題描述給定一個(gè)`n`個(gè)元素的有序數(shù)組，該數(shù)組在某個(gè)未知的點(diǎn)上進(jìn)行了旋轉(zhuǎn)。例如，數(shù)組`[0,1,2,4,5,6,7]`在4處旋轉(zhuǎn)為`[4,5,6,7,0,1,2]`。假設(shè)數(shù)組中無重復(fù)元素，請(qǐng)找出旋轉(zhuǎn)數(shù)組中的最小值。示例：python輸入：nums=[4,5,6,7,0,1,2]輸出：0題目10：N皇后問題問題描述給定一個(gè)整數(shù)`n`，返回所有不同的`n`皇后問題的解決方案。每個(gè)解決方案包含一個(gè)明確的`n`皇后放置方式，其中'Q'和'.'分別代表一個(gè)皇后和一個(gè)空位。示例：python輸入：n=4輸出：[[".Q..","...Q","Q...","..Q."],["..Q.","Q...","...Q",".Q.."]]系統(tǒng)設(shè)計(jì)題(共2題，每題20分)題目11：設(shè)計(jì)LRU緩存機(jī)制問題描述實(shí)現(xiàn)一個(gè)LRU（最近最少使用）緩存機(jī)制。LRU緩存機(jī)制應(yīng)支持以下操作：1.`get(key)`:獲取鍵`key`對(duì)應(yīng)的值，如果鍵不存在返回-12.`put(key,value)`:插入或更新鍵`key`的值`value`。如果鍵已存在，則更新其值；如果鍵不存在，則插入該鍵值對(duì)。當(dāng)緩存容量達(dá)到上限時(shí)，刪除最近最少使用的鍵（保留最常用的鍵）。要求：1.使用哈希表和雙向鏈表實(shí)現(xiàn)，確保`get`和`put`操作的時(shí)間復(fù)雜度為O(1)2.描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵操作流程題目12：設(shè)計(jì)社交媒體信息流問題描述設(shè)計(jì)一個(gè)社交媒體信息流系統(tǒng)，支持以下功能：1.用戶發(fā)布帖子（包含文本、時(shí)間戳、用戶ID等）2.用戶關(guān)注其他用戶3.信息流顯示用戶關(guān)注的人的帖子，按時(shí)間倒序排列4.支持限制信息流的長(zhǎng)度（如顯示最新的10條帖子）要求：1.描述系統(tǒng)架構(gòu)，包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、索引機(jī)制和核心算法2.考慮高并發(fā)場(chǎng)景下的性能優(yōu)化方案答案部分編程題答案題目1：字符串反轉(zhuǎn)pythondefreverse_string(s:str)->str:returns[::-1]題目2：合并有序數(shù)組pythondefmerge(nums1:List[int],m:int,nums2:List[int],n:int)->None:p1,p2,p=m-1,n-1,m+n-1whilep1>=0andp2>=0:ifnums1[p1]>nums2[p2]:nums1[p]=nums1[p1]p1-=1else:nums1[p]=nums2[p2]p2-=1p-=1nums1[:p2+1]=nums2[:p2+1]題目3：二叉樹最大深度pythondefmax_depth(root:TreeNode)->int:ifnotroot:return0return1+max(max_depth(root.left),max_depth(root.right))題目4：羅馬數(shù)字轉(zhuǎn)整數(shù)pythondefroman_to_int(s:str)->int:roman={'I':1,'V':5,'X':10,'L':50,'C':100,'D':500,'M':1000}total=0foriinrange(len(s)):ifi>0androman[s[i]]>roman[s[i-1]]:total+=roman[s[i]]-2*roman[s[i-1]]else:total+=roman[s[i]]returntotal題目5：有效括號(hào)pythondefisValid(s:str)->bool:stack=[]mapping={')':'(','}':'{',']':'['}forcharins:ifcharinmapping.values():stack.append(char)elifcharinmapping:ifnotstackorstack.pop()!=mapping[char]:returnFalseelse:returnFalsereturnnotstack算法題答案題目6：查找無重復(fù)數(shù)組的最小值pythondeffind_min(nums:List[int])->int:left,right=0,len(nums)-1whileleft<right:mid=(left+right)//2ifnums[mid]>nums[right]:left=mid+1else:right=midreturnnums[left]題目7：兩數(shù)相加pythondefadd_two_numbers(l1:ListNode,l2:ListNode)->ListNode:dummy=ListNode(0)current=dummycarry=0whilel1orl2orcarry:val1=l1.valifl1else0val2=l2.valifl2else0total=val1+val2+carrycarry=total//10current.next=ListNode(total%10)current=current.nextifl1:l1=l1.nextifl2:l2=l2.nextreturndummy.next題目8：最長(zhǎng)有效括號(hào)pythondeflongest_valid_parentheses(s:str)->int:stack=[-1]max_len=0fori,charinenumerate(s):ifchar=='(':stack.append(i)else:stack.pop()ifnotstack:stack.append(i)else:max_len=max(max_len,i-stack[-1])returnmax_len題目9：搜索旋轉(zhuǎn)排序數(shù)組pythondeffind_min(nums:List[int])->int:left,right=0,len(nums)-1whileleft<right:mid=(left+right)//2ifnums[mid]>nums[right]:left=mid+1else:right=midreturnnums[left]題目10：N皇后問題pythondefsolve_n_queens(n:int)->List[List[str]]:defbacktrack(row,diagonals,anti_diagonals,cols):ifrow==n:board=[]foriinrange(n):row_str="."*cols[i]+"Q"+"."*(n-cols[i]-1)board.append(row_str)result.append(board)returnforcolinrange(n):diag=row-colanti_diag=row+colifcolincolsordiagindiagonalsoranti_diaginanti_diagonals:continuecols.add(col)diagonals.add(diag)anti_diagonals.add(anti_diag)backtrack(row+1,diagonals,anti_diagonals,cols)cols.remove(col)diagonals.remove(diag)anti_diagonals.remove(anti_diag)result=[]backtrack(0,set(),set(),set())returnresult系統(tǒng)設(shè)計(jì)題答案題目11：設(shè)計(jì)LRU緩存機(jī)制數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)-哈希表：`cache={}`，用于O(1)時(shí)間復(fù)雜度訪問元素-雙向鏈表：`DoublyLinkedList`，頭部為最近使用節(jié)點(diǎn)，尾部為最久未使用節(jié)點(diǎn)關(guān)鍵操作-`get(key)`:1.若`key`存在，將其移動(dòng)到鏈表頭部，返回值2.若不存在，返回-1-`put(key,value)`:1.若`key`存在，更新值并移動(dòng)到鏈表頭部2.若不存在：-若緩存未滿，添加到鏈表頭部-若緩存已滿，刪除鏈表尾部節(jié)點(diǎn)（最久未使用），添加新節(jié)點(diǎn)到頭部偽代碼pythonclassLRUCache:def__init__(self,capacity:int):self.capacity=capacityself.cache=OrderedDict()defget(self,key:int)->int:ifkeynotinself.cache:return-1self.cache.move_to_end(key)returnself.cache[key]defput(self,key:int,value