2026年程序員中級工程師面試問題集與解析一、編程語言基礎(chǔ)（5題，每題10分，共50分）1.Java編程題目：請用Java編寫一個方法，實現(xiàn)將一個字符串中的所有空格替換為"%20"。要求不使用Java內(nèi)置的替換方法，并考慮時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。答案：javapublicstaticStringreplaceSpaces(Strings){if(s==null)returnnull;intspaceCount=0;for(charc:s.toCharArray()){if(c=='')spaceCount++;}char[]result=newchar[s.length()+spaceCount2];intj=0;for(charc:s.toCharArray()){if(c==''){result[j++]='%';result[j++]='2';result[j++]='0';}else{result[j++]=c;}}returnnewString(result,0,j);}解析：-時間復(fù)雜度：O(n)，遍歷字符串一次計算空格數(shù)量，再遍歷一次生成結(jié)果。-空間復(fù)雜度：O(n)，額外創(chuàng)建長度為`n+2m`的字符數(shù)組（n為原字符串長度，m為空格數(shù)量）。-優(yōu)化：可使用StringBuilder減少數(shù)組創(chuàng)建開銷，但題目要求明確不使用內(nèi)置方法，故采用手動計算。2.Python編程題目：請用Python實現(xiàn)一個函數(shù)，檢查一個列表是否為回文（即正序和倒序相同）。例如，`[1,2,3,2,1]`是回文，`[1,2,3]`不是。答案：pythondefis_palindrome(lst):returnlst==lst[::-1]解析：-時間復(fù)雜度：O(n)，切片操作需要遍歷列表一次。-空間復(fù)雜度：O(n)，切片會復(fù)制原列表。-優(yōu)化：可使用雙指針從兩端向中間遍歷，減少空間復(fù)雜度至O(1)。3.C++編程題目：請用C++實現(xiàn)一個函數(shù)，找出數(shù)組中第三大的數(shù)。假設(shè)數(shù)組中沒有重復(fù)元素。答案：cppintthirdMax(vector<int>&nums){longfirst=LONG_MIN,second=LONG_MIN,third=LONG_MIN;for(intnum:nums){if(num>first){third=second;second=first;first=num;}elseif(num>second&&num<first){third=second;second=num;}elseif(num>third&&num<second){third=num;}}returnthird==LONG_MIN?first:third;}解析：-時間復(fù)雜度：O(n)，遍歷數(shù)組一次。-空間復(fù)雜度：O(1)，只使用三個變量記錄最大值。-注意：使用`long`避免INT_MAX時的溢出問題。4.JavaScript編程題目：請用JavaScript實現(xiàn)一個函數(shù)，將一個數(shù)組中的所有元素平方后返回新數(shù)組，不改變原數(shù)組。答案：javascriptfunctionsquareArray(arr){returnarr.map(x=>xx);}解析：-時間復(fù)雜度：O(n)，map方法遍歷數(shù)組一次。-空間復(fù)雜度：O(n)，返回新數(shù)組。-其他方法：可使用`for...of`結(jié)合`const`聲明實現(xiàn)原地修改，但題目要求不改變原數(shù)組。5.Go編程題目：請用Go實現(xiàn)一個函數(shù)，統(tǒng)計一個字符串中每個字符的出現(xiàn)次數(shù)，并返回一個map。答案：gofunccountChars(sstring)map[rune]int{count:=make(map[rune]int)for_,char:=ranges{count[char]++}returncount}解析：-時間復(fù)雜度：O(n)，遍歷字符串一次。-空間復(fù)雜度：O(m)，m為不同字符的數(shù)量。-注意：Go的`rune`類型表示Unicode字符，確保統(tǒng)計所有字符。二、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法（6題，每題10分，共60分）1.鏈表題目：請用Java實現(xiàn)一個單鏈表，并實現(xiàn)刪除鏈表的倒數(shù)第n個節(jié)點。答案：javaclassListNode{intval;ListNodenext;ListNode(intx){val=x;}}publicListNoderemoveNthFromEnd(ListNodehead,intn){ListNodedummy=newListNode(0);dummy.next=head;ListNodefast=dummy,slow=dummy;for(inti=0;i<n;i++)fast=fast.next;while(fast!=null){fast=fast.next;slow=slow.next;}slow.next=slow.next.next;returndummy.next;}解析：-雙指針法：快指針先走n步，慢指針從dummy開始，快慢指針同步移動，最后慢指針的next即為待刪除節(jié)點。-時間復(fù)雜度：O(n)，遍歷鏈表兩次。-空間復(fù)雜度：O(1)，僅使用幾個指針。2.樹題目：請用Python實現(xiàn)一個二叉樹的中序遍歷，并返回結(jié)果列表。答案：pythondefinorderTraversal(root):result=[]defdfs(node):ifnode:dfs(node.left)result.append(node.val)dfs(node.right)dfs(root)returnresult解析：-遞歸法：先左子樹，再根節(jié)點，最后右子樹。-時間復(fù)雜度：O(n)，遍歷所有節(jié)點。-空間復(fù)雜度：O(h)，h為樹的高度（遞歸棧深度）。3.動態(tài)規(guī)劃題目：請用C++實現(xiàn)一個函數(shù)，計算斐波那契數(shù)列的第n項（n≥0）。答案：cppintfib(intn){if(n<=1)returnn;inta=0,b=1,c;for(inti=2;i<=n;i++){c=a+b;a=b;b=c;}returnc;}解析：-動態(tài)規(guī)劃：使用兩個變量記錄前兩項，避免重復(fù)計算。-時間復(fù)雜度：O(n)，遍歷n次。-空間復(fù)雜度：O(1)，僅使用常數(shù)個變量。4.貪心算法題目：請用JavaScript實現(xiàn)一個函數(shù)，給定一個非負整數(shù)數(shù)組，返回一個排列，使正數(shù)和負數(shù)間隔排列（正數(shù)在前）。答案：javascriptfunctionrearrangeArray(nums){letpositive=nums.filter(x=>x>0);letnegative=nums.filter(x=>x<0);letresult=[];for(leti=0;i<positive.length;i++){result.push(positive[i],negative[i]);}returnresult;}解析：-貪心策略：先收集所有正數(shù)和負數(shù)，再交替插入。-時間復(fù)雜度：O(n)，兩次filter和一次遍歷。-空間復(fù)雜度：O(n)，額外創(chuàng)建兩個數(shù)組。5.哈希表題目：請用Java實現(xiàn)一個函數(shù)，檢查一個字符串是否包含重復(fù)字符（區(qū)分大小寫）。答案：javapublicbooleancontainsDuplicate(Strings){boolean[]charSet=newboolean[128];for(charc:s.toCharArray()){if(charSet[c])returntrue;charSet[c]=true;}returnfalse;}解析：-哈希表優(yōu)化：使用固定大小的布爾數(shù)組代替HashMap，時間復(fù)雜度O(n)，空間復(fù)雜度O(1)。-注意：ASCII字符集大小為128，若支持Unicode需使用HashMap。6.排序算法題目：請用Go實現(xiàn)快速排序算法，并返回排序后的數(shù)組。答案：gofuncquickSort(arr[]int)[]int{iflen(arr)<2{returnarr;}pivot:=arr[0];left,right:=0,len(arr)-1;fori:=1;i<=right;{ifarr[i]<pivot{arr[i],arr[left]=arr[left],arr[i];left++;i++;}elseifarr[i]>pivot{arr[i],arr[right]=arr[right],arr[i];right--;}else{i++;}}returnappend(quickSort(arr[:left]),quickSort(arr[right+1:])...)}解析：-快速排序：分治法，選擇pivot將數(shù)組分為小于和大于兩部分。-時間復(fù)雜度：O(nlogn)，平均情況；O(n2)，最壞情況（已排序數(shù)組）。-空間復(fù)雜度：O(logn)，遞歸棧深度。三、系統(tǒng)設(shè)計（3題，每題20分，共60分）1.短鏈接系統(tǒng)題目：請設(shè)計一個短鏈接系統(tǒng)，要求支持以下功能：-輸入長鏈接，返回短鏈接；-輸入短鏈接，返回對應(yīng)長鏈接；-高并發(fā)場景下性能良好。答案：-核心思想：使用62進制（a-z、A-Z、0-9）對長鏈接ID進行編碼，結(jié)合分布式緩存和數(shù)據(jù)庫。-步驟：1.生成唯一ID（如數(shù)據(jù)庫自增或Snowflake算法）；2.將ID轉(zhuǎn)為62進制字符串；3.緩存短鏈接與長鏈接的映射關(guān)系（Redis）；4.訪問短鏈接時，解碼字符串查詢長鏈接，若緩存未命中則查數(shù)據(jù)庫。-高并發(fā)優(yōu)化：Redis集群+讀寫分離，數(shù)據(jù)庫分表（按ID前綴）。解析：-編碼方式：62進制可保證短鏈接長度適中（如6位）；-緩存策略：熱點數(shù)據(jù)（如常見短鏈接）優(yōu)先存入Redis；-分布式ID：避免ID沖突，如使用Twitter的Snowflake算法。2.消息隊列選型題目：請比較RabbitMQ和Kafka，并說明在什么場景下選擇哪個。答案：-RabbitMQ：-優(yōu)點：事務(wù)消息、發(fā)布/訂閱、延遲隊列支持；-缺點：吞吐量不如Kafka（10k-100ktps）。-Kafka：-優(yōu)點：高吞吐量（1M+tps）、持久化、多副本；-缺點：功能相對簡單（無事務(wù)消息）。-選型場景：-RabbitMQ：電商訂單處理、秒殺（需事務(wù)保證冪等）；-Kafka：日志收集、實時大數(shù)據(jù)（如Flink/Flink）。解析：-核心差異：Kafka更適合高吞吐、持久化場景；RabbitMQ更靈活（如協(xié)議支持）。-企業(yè)實踐：阿里云推薦Kafka用于核心鏈路，RabbitMQ用于輔助場景。3.分布式鎖實現(xiàn)題目：請設(shè)計一個分布式鎖，要求：-避免死鎖；-支持高可用；-使用Redis實現(xiàn)。答案：redisSETkeyvalueNXPX3000EX10-步驟：1.使用Redis的`SETkeyvalueNXPXmillisecondsEXseconds`命令；2.若設(shè)置成功，返回`OK`；否則重試；3.獲取鎖時記錄過期時間，避免無限等待。-高可用：Redis集群+哨兵（或云服務(wù)自帶的集群模式）。解析：-原理：`NX`保證原子性（不存在則設(shè)置），`PX`設(shè)置過期時間，防止死鎖；-優(yōu)化：可結(jié)合Redlock算法（分布式鎖的黃金實現(xiàn)）。四、數(shù)據(jù)庫與緩存（2題，每題15分，共30分）1.SQL優(yōu)化題目：請優(yōu)化以下SQL查詢，并解釋原因：sqlSELECTFROMordersWHEREuser_id=?ANDorder_dateBETWEEN'2023-01-01'AND'2023-12-31'ORDERBYorder_dateDESCLIMIT10;答案：-優(yōu)化建議：sqlSELECTorder_id,user_id,order_dateFROMordersWHEREuser_id=?ANDorder_dateBETWEEN'2023-01-01'AND'2023-12-31'ORDERBYorder_dateDESCLIMIT10;-解釋：1.減少`SELECT`：只返回需要的列，降低網(wǎng)絡(luò)傳輸；2.索引：在`user_id`和`order_date`上創(chuàng)建復(fù)合索引（`user_id+order_date`）；3.避免全表掃描：索引覆蓋（索引包含所有查詢列）可減少排序開銷。解析：-SQL調(diào)優(yōu)原則：索引優(yōu)先、少返回列、覆蓋索引。-企業(yè)實踐：可使用`EXPLAIN`分析執(zhí)行計劃，確認索引命中。2.緩存策略題目：請設(shè)計一個電商商品詳情頁的緩存策略，要求：-高并發(fā)場景下緩存命中率>90%；-支持緩存穿透、擊穿、雪崩解決方案。答案：-策略：1.緩