2026年技術(shù)研發(fā)工程師面試題集一、編程基礎(chǔ)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（5題，每題10分，共50分）題目1（10分）請(qǐng)用Python實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù)，該函數(shù)接收一個(gè)非空字符串列表，返回一個(gè)新列表，其中包含原列表中所有長(zhǎng)度大于3的字符串，且新列表中的字符串均為大寫形式。要求使用列表推導(dǎo)式完成。答案：pythondeffilter_uppercase(str_list):return[s.upper()forsinstr_listiflen(s)>3]解析：列表推導(dǎo)式是Python中簡(jiǎn)潔處理列表的常用方式。題目要求過(guò)濾和轉(zhuǎn)換兩個(gè)操作，通過(guò)條件表達(dá)式`iflen(s)>3`實(shí)現(xiàn)過(guò)濾，`s.upper()`實(shí)現(xiàn)大小寫轉(zhuǎn)換。這種方法比傳統(tǒng)的for循環(huán)更加簡(jiǎn)潔，且易于理解。題目2（10分）給定一個(gè)整數(shù)數(shù)組，請(qǐng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)算法，找出數(shù)組中連續(xù)的三個(gè)數(shù)，使得它們的和最大。要求返回這三個(gè)數(shù)的和。假設(shè)數(shù)組長(zhǎng)度至少為3。答案：pythondefmax_three_sum(nums):max_sum=float('-inf')foriinrange(len(nums)-2):current_sum=nums[i]+nums[i+1]+nums[i+2]ifcurrent_sum>max_sum:max_sum=current_sumreturnmax_sum解析：這是一個(gè)典型的滑動(dòng)窗口問(wèn)題。通過(guò)固定三個(gè)相鄰的窗口，每次移動(dòng)窗口一位，計(jì)算和并更新最大值。時(shí)間復(fù)雜度為O(n)，空間復(fù)雜度為O(1)。這種方法比暴力解法（O(n^3)）效率高得多。題目3（10分）請(qǐng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù)，接收兩個(gè)正整數(shù)n和m，返回n的二進(jìn)制表示中，從最低位到最高位，第一個(gè)1出現(xiàn)的位置（位置從1開(kāi)始計(jì)數(shù)）。例如，5的二進(jìn)制為101，返回2。答案：pythondeffirst_one_position(n):pos=1whilen&1==0:n>>=1pos+=1returnpos解析：通過(guò)位運(yùn)算解決。每次右移一位，判斷最低位是否為1，如果是則返回當(dāng)前位數(shù)。這種方法比轉(zhuǎn)換為字符串處理更加高效，時(shí)間復(fù)雜度為O(logn)，空間復(fù)雜度為O(1)。題目4（10分）請(qǐng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù)，判斷一個(gè)字符串是否為有效的括號(hào)組合。例如，輸入"()[]{}",返回True；輸入"(]",返回False。答案：pythondefisValid(s):stack=[]mapping={')':'(',']':'[','}':'{'}forcharins:ifcharinmapping.values():stack.append(char)elifcharinmapping:ifnotstackormapping[char]!=stack.pop():returnFalseelse:returnFalsereturnnotstack解析：使用棧結(jié)構(gòu)處理括號(hào)匹配問(wèn)題。遍歷字符串，遇到左括號(hào)入棧，遇到右括號(hào)時(shí)檢查棧頂是否為對(duì)應(yīng)左括號(hào)。最后棧應(yīng)為空。這種方法時(shí)間復(fù)雜度為O(n)，空間復(fù)雜度為O(n)。題目5（10分）請(qǐng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù)，將一個(gè)字符串中的所有空格替換為"%20"。假設(shè)字符串有足夠的空間存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換后的結(jié)果。答案：pythondefreplace_spaces(s):returns.replace('','%20')解析：Python的字符串replace方法可以直接完成替換操作，非常高效。如果要求手動(dòng)實(shí)現(xiàn)，可以使用雙指針?lè)?，一個(gè)從前向后遍歷，一個(gè)從后向前填充，時(shí)間復(fù)雜度為O(n)，空間復(fù)雜度為O(1)。二、算法設(shè)計(jì)（4題，每題15分，共60分）題目6（15分）設(shè)計(jì)一個(gè)LRU（最近最少使用）緩存系統(tǒng)。它應(yīng)該支持以下操作：get(key)-獲取鍵key對(duì)應(yīng)的值，如果鍵不存在返回-1；put(key,value)-向緩存中添加一個(gè)鍵值對(duì)。當(dāng)緩存容量滿時(shí)，應(yīng)該刪除最近最少使用的項(xiàng)目。答案：pythonclassLRUCache:def__init__(self,capacity:int):self.capacity=capacityself.cache={}self.order=[]defget(self,key:int)->int:ifkeyinself.cache:self.order.remove(key)self.order.append(key)returnself.cache[key]return-1defput(self,key:int,value:int)->None:ifkeyinself.cache:self.order.remove(key)eliflen(self.cache)>=self.capacity:oldest=self.order.pop(0)delself.cache[oldest]self.cache[key]=valueself.order.append(key)解析：LRU緩存的核心是維護(hù)一個(gè)有序列表來(lái)記錄訪問(wèn)順序。get操作時(shí)將訪問(wèn)的鍵移動(dòng)到列表末尾，put操作時(shí)如果鍵已存在則移動(dòng)，如果超出容量則刪除最舊的元素。這種方法使用列表和字典實(shí)現(xiàn)，時(shí)間復(fù)雜度為get和put均為O(1)。題目7（15分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，找出數(shù)組中和最大的三個(gè)不重復(fù)的數(shù)。例如，給定[1,2,-1,3,5,4,3,2,1]，返回1,2,5。答案：pythondeftop_three_sum(nums):first,second,third=float('-inf'),float('-inf'),float('-inf')fornuminnums:ifnum>first:third=secondsecond=firstfirst=numelifnum>secondandnum!=first:third=secondsecond=numelifnum>thirdandnum!=secondandnum!=first:third=numreturn[first,second,third]解析：維護(hù)三個(gè)變量記錄最大的三個(gè)數(shù)。遍歷數(shù)組時(shí)更新這三個(gè)變量。這種方法只需要遍歷一次數(shù)組，時(shí)間復(fù)雜度為O(n)，空間復(fù)雜度為O(1)。題目8（15分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，找出二叉樹(shù)中所有路徑和等于給定值pathSum的路徑。例如，給定根節(jié)點(diǎn)為5，路徑和為8的路徑有5->3->2和5->4。答案：pythondefpathSum(root,sum):result=[]defdfs(node,current_sum,path):ifnotnode:returncurrent_sum+=node.valpath.append(node.val)ifcurrent_sum==sumandnotnode.leftandnotnode.right:result.append(path.copy())dfs(node.left,current_sum,path)dfs(node.right,current_sum,path)path.pop()dfs(root,0,[])returnresult解析：使用深度優(yōu)先搜索（DFS）遍歷二叉樹(shù)。在遍歷過(guò)程中累加路徑和，當(dāng)找到和等于目標(biāo)值且當(dāng)前節(jié)點(diǎn)為葉子節(jié)點(diǎn)時(shí)，記錄路徑。這種方法時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)，因?yàn)槊總€(gè)節(jié)點(diǎn)都可能需要復(fù)制路徑。題目9（15分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，找出字符串中的最長(zhǎng)回文子串。例如，給定"babad"，最長(zhǎng)回文子串為"bab"或"aba"。答案：pythondeflongestPalindrome(s:str)->str:ifnots:return""start,end=0,0foriinrange(len(s)):len1=expandAroundCenter(s,i,i)len2=expandAroundCenter(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]defexpandAroundCenter(s:str,left:int,right:int)->int:whileleft>=0andright<len(s)ands[left]==s[right]:left-=1right+=1returnright-left-1解析：通過(guò)中心擴(kuò)展法解決。遍歷每個(gè)字符作為中心，分別檢查奇數(shù)長(zhǎng)度和偶數(shù)長(zhǎng)度的回文。時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)，空間復(fù)雜度為O(1)。三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與架構(gòu)（2題，每題20分，共40分）題目10（20分）設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的微博系統(tǒng)，需要支持以下功能：1.用戶注冊(cè)和登錄2.發(fā)布微博（包含文字和圖片）3.關(guān)注/取消關(guān)注用戶4.獲取關(guān)注用戶的最新微博答案：plaintext系統(tǒng)架構(gòu)：1.數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)：-users:id,username,password,email-tweets:id,user_id,content,image_urls,created_at-followships:follower_id,following_id-likes:tweet_id,user_id2.API設(shè)計(jì)：-用戶相關(guān)：POST/register:注冊(cè)用戶POST/login:登錄-微博相關(guān)：POST/tweets:發(fā)布微博GET/tweets:獲取關(guān)注用戶的最新微博-關(guān)注相關(guān)：POST/follow:關(guān)注用戶DELETE/follow:取消關(guān)注3.關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)：-登錄：使用JWT生成token-發(fā)布微博：支持文字和圖片上傳（可使用云存儲(chǔ)）-獲取關(guān)注用戶的最新微博：需要實(shí)現(xiàn)微博時(shí)間倒序和分頁(yè)-關(guān)注關(guān)系：使用雙向關(guān)系存儲(chǔ)解析：微博系統(tǒng)需要考慮的核心是用戶關(guān)系和內(nèi)容發(fā)布。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)應(yīng)包含用戶表、微博表、關(guān)注關(guān)系表和點(diǎn)贊表。API設(shè)計(jì)應(yīng)簡(jiǎn)潔明了，符合RESTful風(fēng)格。實(shí)現(xiàn)時(shí)需注意性能優(yōu)化，如使用索引加速查詢。題目11（20分）設(shè)計(jì)一個(gè)高并發(fā)的短鏈接系統(tǒng)，需要支持以下功能：1.將長(zhǎng)鏈接轉(zhuǎn)換為短鏈接2.通過(guò)短鏈接跳轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)鏈接3.支持自定義短鏈接（可選）答案：plaintext系統(tǒng)架構(gòu)：1.數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)：-links:id,long_url,short_code,created_at2.關(guān)鍵技術(shù)：-短鏈接生成：使用Base62編碼（a-z,A-Z,0-9）-緩存：使用Redis緩存熱點(diǎn)短鏈接-高并發(fā)處理：