2025年軟件研發(fā)高級工程師面試實戰(zhàn)模擬題集一、編程題（共3題，每題15分）題目1（算法設(shè)計）問題描述：給定一個整數(shù)數(shù)組，返回數(shù)組中和為特定值的最長子數(shù)組的長度。例如，輸入`[10,-2,5,20,30,-40]`和目標和`-10`，輸出`4`，對應(yīng)子數(shù)組是`[-2,5,20,-40]`。要求：1.不能使用額外的存儲空間。2.時間復(fù)雜度要求O(n)。3.請用Python實現(xiàn)。pythondeflongest_subarray_with_sum(nums,target):#請在此處編寫代碼pass答案：pythondeflongest_subarray_with_sum(nums,target):max_len=0current_sum=0sum_index={0:-1}#初始化為0時的索引為-1fori,numinenumerate(nums):current_sum+=numifcurrent_sum-targetinsum_index:max_len=max(max_len,i-sum_index[current_sum-target])ifcurrent_sumnotinsum_index:sum_index[current_sum]=ireturnmax_len題目2（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）問題描述：實現(xiàn)一個LRU（最近最少使用）緩存，支持`get`和`put`操作。緩存容量為`capacity`。當訪問一個鍵時，如果鍵存在，返回其值，并將其標記為最近最常用。如果鍵不存在，返回`-1`。當緩存容量已滿時，刪除最近最少使用的緩存項。要求：1.使用哈希表和雙向鏈表實現(xiàn)。2.`get`和`put`操作的時間復(fù)雜度均為O(1)。3.請用Java實現(xiàn)。javaclassLRUCache{//請在此處編寫代碼}//測試用例publicstaticvoidmain(String[]args){LRUCachecache=newLRUCache(2);cache.put(1,1);cache.put(2,2);System.out.println(cache.get(1));//返回1cache.put(3,3);//去除鍵2System.out.println(cache.get(2));//返回-1(未找到)cache.put(4,4);//去除鍵1System.out.println(cache.get(1));//返回-1(未找到)System.out.println(cache.get(3));//返回3System.out.println(cache.get(4));//返回4}答案：javaclassLRUCache{staticclassNode{intkey;intvalue;Nodeprev;Nodenext;Node(intkey,intvalue){this.key=key;this.value=value;}}privateintcapacity;privateMap<Integer,Node>map;privateNodehead,tail;publicLRUCache(intcapacity){this.capacity=capacity;map=newHashMap<>();head=newNode(0,0);tail=newNode(0,0);head.next=tail;tail.prev=head;}publicintget(intkey){Nodenode=map.get(key);if(node==null)return-1;moveToHead(node);returnnode.value;}publicvoidput(intkey,intvalue){Nodenode=map.get(key);if(node!=null){node.value=value;moveToHead(node);}else{NodenewNode=newNode(key,value);map.put(key,newNode);addToHead(newNode);if(map.size()>capacity){NodetoRemove=tail.prev;removeNode(toRemove);map.remove(toRemove.key);}}}privatevoidaddToHead(Nodenode){node.prev=head;node.next=head.next;head.next.prev=node;head.next=node;}privatevoidremoveNode(Nodenode){node.prev.next=node.next;node.next.prev=node.prev;}privatevoidmoveToHead(Nodenode){removeNode(node);addToHead(node);}}題目3（并發(fā)編程）問題描述：實現(xiàn)一個線程安全的計數(shù)器，支持`increment`和`get`方法。多個線程可以同時調(diào)用`increment`方法，每次調(diào)用都會增加計數(shù)器的值。`get`方法返回當前計數(shù)值。要求：1.使用Java實現(xiàn)。2.保證線程安全。3.請用`synchronized`關(guān)鍵字或`AtomicInteger`。javaclassSafeCounter{//請在此處編寫代碼}//測試用例publicstaticvoidmain(String[]args)throwsInterruptedException{SafeCountercounter=newSafeCounter();intthreadCount=1000;Thread[]threads=newThread[threadCount];for(inti=0;i<threadCount;i++){threads[i]=newThread(()->{counter.increment();});threads[i].start();}for(inti=0;i<threadCount;i++){threads[i].join();}System.out.println(counter.get());//應(yīng)輸出1000}答案：javaclassSafeCounter{privateintcount;publicsynchronizedvoidincrement(){count++;}publicsynchronizedintget(){returncount;}}二、系統(tǒng)設(shè)計題（共2題，每題25分）題目4（分布式系統(tǒng)）問題描述：設(shè)計一個分布式限流系統(tǒng)，支持以下功能：1.為每個IP地址設(shè)置訪問頻率限制（例如每分鐘最多100次）。2.支持分布式會話，即同一個用戶的請求可以跨多個服務(wù)器。3.使用Redis或Memcached實現(xiàn)。要求：1.描述系統(tǒng)架構(gòu)。2.說明如何使用Redis實現(xiàn)。3.提供關(guān)鍵代碼片段。答案：系統(tǒng)架構(gòu)：1.使用Redis的`INCR`命令計數(shù)。2.每個請求到達時，記錄IP地址和用戶ID。3.使用Redis的`EXPIRE`命令設(shè)置過期時間。4.使用Redis的`HSET`和`HGET`存儲用戶會話信息。Redis實現(xiàn)：redisSETip:counter:{ip}0EX60INCRip:counter:{ip}HSETuser:session:{user_id}ip{ip}timestamp{current_time}關(guān)鍵代碼片段（Java）：javapublicclassRateLimiter{privateJedisjedis;privateintlimit=100;privateintinterval=60;//secondspublicRateLimiter(Jedisjedis){this.jedis=jedis;}publicbooleanisAllowed(Stringip,StringuserId){StringipKey="ip:counter:"+ip;StringuserKey="user:session:"+userId;//檢查IP限制longipCount=jedis.incr(ipKey);if(ipCount==1){jedis.expire(ipKey,interval);}if(ipCount>limit){returnfalse;}//檢查用戶會話longcurrentTime=System.currentTimeMillis()/1000;jedis.hset(userKey,"ip",ip);jedis.hset(userKey,"timestamp",String.valueOf(currentTime));jedis.expire(userKey,interval*2);//檢查用戶在當前分鐘內(nèi)是否有超過會話限制的請求List<String>sessions=jedis.hgetall(userKey).values();longsessionCount=sessions.size();if(sessionCount>limit/2){returnfalse;}returntrue;}}題目5（微服務(wù)）問題描述：設(shè)計一個短鏈接服務(wù)，要求：1.輸入長鏈接，生成短鏈接。2.支持自定義短鏈接前綴。3.短鏈接可以統(tǒng)計訪問次數(shù)。4.支持分布式部署。要求：1.描述系統(tǒng)架構(gòu)。2.說明數(shù)據(jù)存儲方案。3.提供核心功能實現(xiàn)思路。答案：系統(tǒng)架構(gòu)：1.使用微服務(wù)架構(gòu)，分為：-短鏈接服務(wù)：生成和解析短鏈接。-數(shù)據(jù)庫服務(wù)：存儲短鏈接和訪問統(tǒng)計。-前端服務(wù)：處理用戶請求。2.使用Redis緩存熱點數(shù)據(jù)。3.使用分布式ID生成器（如TwitterSnowflake）。數(shù)據(jù)存儲方案：-使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫（如MySQL）存儲：-id（主鍵）-long_url（長鏈接）-short_code（短鏈接碼）-prefix（自定義前綴）-visit_count（訪問次數(shù)）-created_at（創(chuàng)建時間）-updated_at（更新時間）核心功能實現(xiàn)思路：1.生成短鏈接：-生成唯一ID。-將ID轉(zhuǎn)換為62進制短碼。-存儲到數(shù)據(jù)庫。-返回短鏈接。2.解析短鏈接：-根據(jù)短碼查詢數(shù)據(jù)庫。-更新訪問次數(shù)。-返回長鏈接。代碼片段（Java）：java@ServicepublicclassShortLinkService{@AutowiredprivateShortLinkRepositoryrepository;@AutowiredprivateRedisTemplate<String,String>redisTemplate;privatestaticfinalStringBASE62="0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";publicStringgenerateShortLink(StringlongUrl,Stringprefix){StringshortCode=generateRandomCode(prefix);ShortLinklink=newShortLink();link.setLongUrl(longUrl);link.setShortCode(shortCode);link.setVisitCount(0);repository.save(link);return"http://"+prefix+shortCode;}publicStringgetLongLink(StringshortCode){StringcacheKey="link:"+shortCode;StringlongUrl=redisTemplate.opsForValue().get(cacheKey);if(longUrl==null){ShortLinklink=repository.findByShortCode(shortCode);if(link==null){thrownewIllegalArgumentException("Shortlinknotfound");}longUrl=link.getLongUrl();link.setVisitCount(link.getVisitCount()+1);repository.save(link);redisTemplate.opsForValue().set(cacheKey,longUrl,10,TimeUnit.MINUTES);}returnlongUrl;}privateStringgenerateRandomCode(Stringprefix){longid=IdWorker.nextId();returnprefix+encode62(id);}privateStringencode62(longnum){StringBuildersb=newStringBuilder();while(num>0){sb.append(BASE62.charAt((int)(num%62)));num/=62;}returnsb.reverse().toString();}}三、數(shù)據(jù)庫題（共2題，每題20分）題目6（SQL優(yōu)化）問題描述：給定以下SQL查詢，要求優(yōu)化其性能：sqlSELECTproduct_id,COUNT(*)ASorder_countFROMordersWHEREstatus='completed'ANDcreated_at>=DATE_SUB(NOW(),INTERVAL30DAY)GROUPBYproduct_idHAVINGCOUNT(*)>10ORDERBYorder_countDESCLIMIT10;要求：1.分析查詢瓶頸。2.提供優(yōu)化方案。3.說明優(yōu)化原理。答案：查詢瓶頸：1.大量數(shù)據(jù)全表掃描。2.`WHERE`子句包含`DATE_SUB(NOW(),INTERVAL30DAY)`函數(shù)，導(dǎo)致無法使用索引。3.`GROUPBY`和`HAVING`子句導(dǎo)致數(shù)據(jù)聚合開銷大。優(yōu)化方案：1.將`DATE_SUB(NOW(),INTERVAL30DAY)`計算結(jié)果緩存為變量。2.創(chuàng)建索引：`status`,`created_at`,`product_id`。3.使用臨時表或物化視圖存儲30天內(nèi)的訂單數(shù)據(jù)。優(yōu)化SQL：sqlSET@date_limit=DATE_SUB(NOW(),INTERVAL30DAY);SELECTproduct_id,COUNT(*)ASorder_countFROM(SELECTproduct_idFROMordersWHEREstatus='completed'ANDcreated_at>=@date_limit)AStempGROUPBYproduct_idHAVINGCOUNT(*)>10ORDERBYorder_countDESCLIMIT10;優(yōu)化原理：1.避免重復(fù)計算`DATE_SUB`。2.索引可以快速過濾`status`和`created_at`。3.子查詢先過濾數(shù)據(jù)，減少聚合數(shù)據(jù)量。4.使用變量可以避免函數(shù)調(diào)用，提高索引效率。題目7（數(shù)據(jù)庫設(shè)計）問題描述：設(shè)計一個用戶關(guān)注系統(tǒng)，要求：1.支持用戶關(guān)注其他用戶。2.支持取消關(guān)注。3.支持查看關(guān)注列表。4.支持查看粉絲列表。5.支持查詢關(guān)注關(guān)系是否存在。要求：1.提供表結(jié)構(gòu)設(shè)計。2.說明索引設(shè)計。3.提供核心SQL查詢示例。答案：表結(jié)構(gòu)設(shè)計：sqlCREATETABLEfollows(follower_idBIGINTNOTNULL,followed_idBIGINTNOTNULL,created_atTIMESTAMPDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP,PRIMARYKEY(follower_id,followed_id),FOREIGNKEY(follower_id)REFERENCESusers(id),FOREIGNKEY(followed_id)REFERENCESusers(id));CREATETABLEusers(idBIGINTAUTO_INCREMENTPRIMARYKEY,usernameVARCHAR(50)NOTNULLUNIQUE,emailVARCHAR(100)NOTNULLUNIQUE,created_atTIMESTAMPDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP);索引設(shè)計：1.`follows(follower_id,followed_id)`為主鍵，自動建立組合索引。2.為`follows(follower_id)`添加索引，優(yōu)化查詢關(guān)注列表。3.為`follows(followed_id)`添加索引，優(yōu)化查詢粉絲列表。sqlCREATEINDEXidx_followerONfollows(follower_id);CREATEINDEXidx_followedONfollows(followed_id);核心SQL查詢示例：1.查詢用戶關(guān)注列表：sqlSELECTfollowed_idASuser_id,usernameFROMfollowsJOINusersONfollows.followed_id=users.idWHEREfollower_id=1ORDERBYcreated_atDESC;2.查詢用戶粉絲列表：sqlSELECTfollower_idASuser_id,usernameFROMfollowsJOINusersONfollows.follower_id=users.idWHEREfollowed_id=1ORDERBYcreated_atDESC;3.查詢關(guān)注關(guān)系是否存在：sqlSELECTEXISTS(SELECT1FROMfollowsWHEREfollower_id=1ANDfollowed_id=2)ASis_following;4.查詢共同關(guān)注的人：sqlSELECTf1.followed_idASmutual_user_id,u.usernameFROMfollowsf1JOINfollowsf2ONf1.followed_id=f2.follower_idJOINusersuONf1.followed_id=u.idWHEREf1.follower_id=1ANDf2.followed_id=2ANDf1.followed_id!=f2.follower_id;四、行為面試題（共2題，每題15分）題目8（項目經(jīng)驗）問題描述：請描述你參與過的最有挑戰(zhàn)性的項目，包括：1.項目背景和目標。2.你在項目中的角色和職責(zé)。3.遇到的最大挑戰(zhàn)是什么？4.你是如何解決這個挑戰(zhàn)的？5.最終成果和收獲。答案：項目背景和目標：我參與了一個大型電商平臺的后端重構(gòu)項目，目標是提升系統(tǒng)性能和可擴展性。原系統(tǒng)使用單體架構(gòu)，在高并發(fā)場景下響應(yīng)緩慢，數(shù)據(jù)庫壓力大。角色和職責(zé)：作為核心開發(fā)人員，我負責(zé)：1.設(shè)計新的微服務(wù)架構(gòu)。2.實現(xiàn)訂單服務(wù)和支付服務(wù)。3.優(yōu)化數(shù)據(jù)庫查詢性能。4.編寫自動