2025年計算機軟件工程師面試指南與答案解析一、編程題（共5題，每題10分）題目1問題描述：實現(xiàn)一個函數(shù)，輸入一個字符串，返回該字符串中所有唯一字符的列表。例如，輸入"hello"，返回["h","e"]。要求：-時間復雜度：O(n)-空間復雜度：O(1)pythondefunique_chars(s:str)->list:#你的代碼題目2問題描述：給定一個整數(shù)數(shù)組，返回其中三個數(shù)相加等于零的個數(shù)。例如，輸入[-1,0,1,2]，返回2。要求：-時間復雜度：O(n^2)-空間復雜度：O(1)pythondefthree_sum(nums:list)->int:#你的代碼題目3問題描述：實現(xiàn)一個函數(shù)，輸入一個鏈表，返回該鏈表的中間節(jié)點。例如，輸入1->2->3->4->5，返回3。要求：-時間復雜度：O(n)-空間復雜度：O(1)pythonclassListNode:def__init__(self,val=0,next=None):self.val=valself.next=nextdefmiddle_node(head:ListNode)->ListNode:#你的代碼題目4問題描述：實現(xiàn)一個函數(shù)，輸入一個整數(shù)n，返回一個包含1到n的所有斐波那契數(shù)的列表。例如，輸入5，返回[1,1,2,3,5]。要求：-時間復雜度：O(n)-空間復雜度：O(n)pythondeffibonacci(n:int)->list:#你的代碼題目5問題描述：實現(xiàn)一個函數(shù)，輸入一個字符串，返回該字符串的最長回文子串。例如，輸入"babad"，返回"bab"或"aba"。要求：-時間復雜度：O(n^2)-空間復雜度：O(1)pythondeflongest_palindrome(s:str)->str:#你的代碼二、算法題（共5題，每題10分）題目6問題描述：給定一個數(shù)組，找出其中不重復的數(shù)字，并返回它們的個數(shù)。例如，輸入[4,5,7,5,4,3]，返回3（3,7,8）。要求：-時間復雜度：O(n)-空間復雜度：O(n)題目7問題描述：實現(xiàn)一個函數(shù)，輸入一個字符串，判斷該字符串是否是有效的括號組合。例如，輸入"()[]{}",返回True；輸入"(]",返回False。要求：-時間復雜度：O(n)-空間復雜度：O(n)題目8問題描述：給定一個無序數(shù)組，實現(xiàn)一個函數(shù)，原地排序該數(shù)組，并返回排序后的數(shù)組。例如，輸入[3,1,2]，返回[1,2,3]。要求：-時間復雜度：O(nlogn)-空間復雜度：O(1)題目9問題描述：實現(xiàn)一個函數(shù)，輸入一個字符串，返回該字符串的所有子集。例如，輸入"abc"，返回["","a","b","c","ab","ac","bc","abc"]。要求：-時間復雜度：O(2^n)-空間復雜度：O(n)題目10問題描述：給定一個整數(shù)數(shù)組，返回其中所有大于零的子數(shù)組的和的最大值。例如，輸入[1,-3,5,1,7]，返回12（從索引1到索引4的子數(shù)組[5,1,7]）。要求：-時間復雜度：O(n)-空間復雜度：O(1)三、系統(tǒng)設計題（共3題，每題20分）題目11問題描述：設計一個簡單的微博系統(tǒng)，需要支持以下功能：-用戶注冊和登錄-發(fā)布微博-關注/取消關注用戶-顯示用戶的時間線（包括自己發(fā)布和關注用戶的微博）要求：-描述系統(tǒng)架構-數(shù)據(jù)庫設計-關鍵接口設計題目12問題描述：設計一個短鏈接生成服務，需要支持以下功能：-輸入一個長鏈接，返回一個短鏈接-訪問短鏈接時，重定向到對應的長鏈接-支持統(tǒng)計短鏈接的訪問次數(shù)要求：-描述系統(tǒng)架構-數(shù)據(jù)庫設計-關鍵接口設計題目13問題描述：設計一個簡單的在線音樂播放器，需要支持以下功能：-用戶登錄-搜索歌曲-播放/暫停歌曲-添加歌曲到播放列表-顯示播放列表要求：-描述系統(tǒng)架構-數(shù)據(jù)庫設計-關鍵接口設計四、數(shù)據(jù)庫題（共3題，每題10分）題目14問題描述：設計一個學生信息表，包含以下字段：-學號（主鍵）-姓名-年齡-性別-專業(yè)要求：-描述表結構-編寫創(chuàng)建表的SQL語句題目15問題描述：給定以下SQL查詢，解釋其含義并優(yōu)化查詢性能。sqlSELECTname,ageFROMstudentsWHEREage>18ORDERBYageDESC;要求：-解釋查詢含義-優(yōu)化查詢性能題目16問題描述：設計一個訂單表，包含以下字段：-訂單號（主鍵）-用戶ID-商品ID-訂單時間-訂單狀態(tài)（待支付、已支付、已發(fā)貨、已完成）要求：-描述表結構-編寫創(chuàng)建表的SQL語句五、答案解析編程題答案題目1pythondefunique_chars(s:str)->list:count={}forcharins:count[char]=count.get(char,0)+1return[charforcharinsifcount[char]==1]解析：通過哈希表統(tǒng)計每個字符的出現(xiàn)次數(shù)，然后遍歷字符串，將出現(xiàn)次數(shù)為1的字符添加到結果列表中。題目2pythondefthree_sum(nums:list)->int:nums.sort()n=len(nums)count=0foriinrange(n-2):ifi>0andnums[i]==nums[i-1]:continueleft,right=i+1,n-1whileleft<right:total=nums[i]+nums[left]+nums[right]iftotal==0:count+=1left+=1whileleft<rightandnums[left]==nums[left-1]:left+=1right-=1whileleft<rightandnums[right]==nums[right+1]:right-=1eliftotal<0:left+=1else:right-=1returncount解析：先對數(shù)組進行排序，然后使用雙指針法，對于每個數(shù)，使用雙指針找到另外兩個數(shù)使得三者之和為0。題目3pythonclassListNode:def__init__(self,val=0,next=None):self.val=valself.next=nextdefmiddle_node(head:ListNode)->ListNode:slow=fast=headwhilefastandfast.next:slow=slow.nextfast=fast.next.nextreturnslow解析：使用快慢指針法，快指針每次移動兩步，慢指針每次移動一步，當快指針到達鏈表末尾時，慢指針到達中間節(jié)點。題目4pythondeffibonacci(n:int)->list:ifn==0:return[]elifn==1:return[1]fib=[1,1]foriinrange(2,n):fib.append(fib[-1]+fib[-2])returnfib解析：使用動態(tài)規(guī)劃法，從第3個斐波那契數(shù)開始，每個數(shù)等于前兩個數(shù)之和。題目5pythondeflongest_palindrome(s:str)->str:ifnots:return""start,end=0,0foriinrange(len(s)):len1=expand_from_center(s,i,i)len2=expand_from_center(s,i,i+1)max_len=max(len1,len2)ifmax_len>end-start:start=i-(max_len-1)//2end=i+max_len//2returns[start:end+1]defexpand_from_center(s:str,left:int,right:int)->int:whileleft>=0andright<len(s)ands[left]==s[right]:left-=1right+=1returnright-left-1解析：使用中心擴展法，對于每個字符，分別以該字符為中心和該字符與下一個字符為中心，擴展最長回文子串。算法題答案題目6pythondeffind_unique_numbers(nums:list)->int:seen=set()unique=set()fornuminnums:ifnuminseen:unique.discard(num)else:seen.add(num)unique.add(num)returnlen(unique)解析：使用兩個集合，一個記錄已經看到的數(shù)字，一個記錄唯一的數(shù)字。遍歷數(shù)組時，如果數(shù)字已經在seen中，說明不是唯一的，從unique中移除；否則，添加到seen和unique中。題目7pythondefvalid_parentheses(s:str)->bool:stack=[]mapping={')':'(','}':'{',']':'['}forcharins:ifcharinmapping.values():stack.append(char)elifcharinmapping:ifnotstackorstack[-1]!=mapping[char]:returnFalsestack.pop()else:returnFalsereturnnotstack解析：使用棧來匹配括號，遍歷字符串時，如果是左括號，壓入棧中；如果是右括號，檢查棧頂是否匹配，如果不匹配或棧為空，返回False；遍歷結束后，棧應為空。題目8pythondefsort_array(nums:list)->list:defquick_sort(arr,low,high):iflow<high:pivot=partition(arr,low,high)quick_sort(arr,low,pivot-1)quick_sort(arr,pivot+1,high)defpartition(arr,low,high):pivot=arr[high]i=low-1forjinrange(low,high):ifarr[j]<=pivot:i+=1arr[i],arr[j]=arr[j],arr[i]arr[i+1],arr[high]=arr[high],arr[i+1]returni+1quick_sort(nums,0,len(nums)-1)returnnums解析：使用快速排序算法，選擇一個基準值，將數(shù)組分成兩部分，一部分小于基準值，一部分大于基準值，然后遞歸對兩部分進行排序。題目9pythondefsubsets(s:str)->list:res=[]subset=[]defbacktrack(start):res.append(subset.copy())foriinrange(start,len(s)):subset.append(s[i])backtrack(i+1)subset.pop()backtrack(0)returnres解析：使用回溯法，遍歷字符串的每個字符，選擇或不選擇該字符，遞歸生成所有子集。題目10pythondefmax_subarray_sum(nums:list)->int:max_sum=current_sum=nums[0]fornuminnums[1:]:current_sum=max(num,current_sum+num)max_sum=max(max_sum,current_sum)returnmax_sum解析：使用動態(tài)規(guī)劃法，維護當前子數(shù)組的最大和和全局最大和，遍歷數(shù)組時，更新當前子數(shù)組的最大和和全局最大和。系統(tǒng)設計題答案題目11系統(tǒng)架構：-前端：用戶界面（注冊、登錄、發(fā)布微博、關注/取消關注、查看時間線）-后端：API服務（用戶管理、微博管理、關注管理）-數(shù)據(jù)庫：存儲用戶信息、微博內容、關注關系數(shù)據(jù)庫設計：sqlCREATETABLEusers(user_idINTPRIMARYKEYAUTO_INCREMENT,usernameVARCHAR(50)UNIQUENOTNULL,passwordVARCHAR(255)NOTNULL,emailVARCHAR(100));CREATETABLEtweets(tweet_idINTPRIMARYKEYAUTO_INCREMENT,user_idINT,contentTEXTNOTNULL,create_timeTIMESTAMPDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP,FOREIGNKEY(user_id)REFERENCESusers(user_id));CREATETABLEfollows(follower_idINT,followee_idINT,PRIMARYKEY(follower_id,followee_id),FOREIGNKEY(follower_id)REFERENCESusers(user_id),FOREIGNKEY(followee_id)REFERENCESusers(user_id));關鍵接口設計：python#用戶注冊POST/register{username:string,password:string,email:string}#用戶登錄POST/login{username:string,password:string}#發(fā)布微博POST/tweets{content:string}#關注用戶POST/follows{followee_id:int}#取消關注用戶DELETE/follows/{followee_id}#獲取時間線GET/timeline題目12系統(tǒng)架構：-前端：用戶界面（輸入長鏈接、顯示短鏈接、重定向）-后端：API服務（生成短鏈接、重定向）-數(shù)據(jù)庫：存儲短鏈接與長鏈接的映射關系、訪問次數(shù)數(shù)據(jù)庫設計：sqlCREATETABLEshort_links(short_codeVARCHAR(10)PRIMARYKEY,long_urlVARCHAR(255)NOTNULL,visit_countINTDEFAULT0);關鍵接口設計：python#生成短鏈接POST/shorten{long_url:string}#重定向GET/{short_code}題目13系統(tǒng)架構：-前端：用戶界面（登錄、搜索歌曲、播放/暫停、添加到播放列表、顯示播放列表）-后端：API服務（用戶管理、歌曲管理、播放列表管理）-數(shù)據(jù)庫：存儲用戶信息、歌曲信息、播放列表數(shù)據(jù)庫設計：sqlCREATETABLEusers(user_idINTPRIMARYKEYAUTO_INCREMENT,usernameVARCHAR(50)UNIQUENOTNULL,passwordVARCHAR(255)NOTNULL);CREATETABLEsongs(song_idINTPRIMARYKEYAUTO_INCREMENT,titleVARCHAR(100)NOTNULL,artistVARCHAR(100)NOTNULL,urlVARCHAR(255)NOTNULL);CREATETABLEplaylists(playlist_idINTPRIMARYKEYAUTO_INCREMENT,user_idINT,nameVARCHAR(100)NOTNULL,FOREIGNKEY(user_id)REFERENCESusers(user_id));CREATETABLEplaylist_songs(playlist_idINT,song_idINT,PRIMARYKEY(playlist_id,song_id),FOREIGNKEY(playlist_id)REFERENCESplaylists(playlist_id),FOREIGNKEY(song_id)REFERENCESsongs(song_id));關鍵接口設計：python#用戶登錄POST/login{username:string,password:string}#搜索歌曲GET/search{query:string}#播放歌曲POST/play{song_id:int}#添加歌曲到播放列表POST/playlists/{playlist_id}/songs{song_id:int}#獲取播放列表GET/playlists/{playlist_id}數(shù)據(jù)庫題答案題目14表結構：sqlCREATETABLEstudents(student_idINTPRIMARYKEYAUTO_INCREMENT,nameVARCHAR(100)NOTNULL,ageINTNOTNULL,genderENUM('male','female')NOTNULL,majorVARCHAR(100)NOTNULL);題目15查詢含義：查詢年齡大于18歲的學生姓名和年齡，并按年齡降序排列。優(yōu)化查詢性能：-為`age`字段添加索引：sqlCREATEINDEXidx_ageONstudents(age);題目16表結構：sqlCREATETABLEorders(order_idINTPRIMARYKEYAUTO_INCREMENT,user_idINT,product_idINT,order_timeTIMESTAMPDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP,order_statusENUM('pendin