2026年中國(guó)市場(chǎng)下：高級(jí)工程師面試題及答案解析一、編程與算法（5題，每題20分，共100分）1.題目：請(qǐng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù)，輸入一個(gè)整數(shù)數(shù)組，返回?cái)?shù)組中所有三個(gè)整數(shù)相加等于零的個(gè)數(shù)。不能重復(fù)計(jì)算相同的組合。例如，輸入`[2,7,11,15,-2,-1,1,-5,0]`，輸出為`4`（組合為`[-2,-1,3]`、`[-2,0,2]`、`[-5,1,4]`、`[0,0,0]`）。答案：pythondefthree_sum(nums):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+=1whileleft<rightandnums[left]==nums[left+1]:left+=1whileleft<rightandnums[right]==nums[right-1]:right-=1left+=1right-=1eliftotal<0:left+=1else:right-=1returncount解析：首先對(duì)數(shù)組進(jìn)行排序，以方便使用雙指針?lè)?。遍歷數(shù)組時(shí)，對(duì)于每個(gè)`nums[i]`，使用左右指針`left`和`right`分別指向`i+1`和`n-1`。若三數(shù)之和等于零，則計(jì)數(shù)并移動(dòng)指針以避免重復(fù)計(jì)算；若小于零，則左指針右移；若大于零，則右指針左移。時(shí)間復(fù)雜度為`O(n2)`，空間復(fù)雜度為`O(1)`。2.題目：請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)LRU（LeastRecentlyUsed）緩存，支持`get`和`put`操作。緩存容量為`capacity`。例如：-初始化`LRU(2)`，調(diào)用`put(1,1)`后緩存為`{1:1}`，調(diào)用`put(2,2)`后緩存為`{1:1,2:2}`，調(diào)用`get(1)`返回`1`（最近使用`1`），調(diào)用`put(3,3)`時(shí)容量不足，需刪除最久未使用的`2`，緩存變?yōu)閌{1:1,3:3}`。答案：pythonclassListNode:def__init__(self,key=0,value=0,prev=None,next=None):self.key=keyself.value=valueself.prev=prevself.next=nextclassLRUCache:def__init__(self,capacity:int):self.capacity=capacityself.cache={}self.head=ListNode()self.tail=ListNode()self.head.next=self.tailself.tail.prev=self.headdefget(self,key:int)->int:ifkeynotinself.cache:return-1node=self.cache[key]self._move_to_head(node)returnnode.valuedefput(self,key:int,value:int)->None:ifkeyinself.cache:node=self.cache[key]node.value=valueself._move_to_head(node)else:node=ListNode(key,value)self.cache[key]=nodeself._add_node(node)iflen(self.cache)>self.capacity:tail=self._pop_tail()delself.cache[tail.key]def_move_to_head(self,node):self._remove_node(node)self._add_node(node)def_add_node(self,node):node.prev=self.headnode.next=self.head.nextself.head.next.prev=nodeself.head.next=nodedef_remove_node(self,node):prev_node=node.prevnext_node=node.nextprev_node.next=next_nodenext_node.prev=prev_nodedef_pop_tail(self):res=self.tail.prevself._remove_node(res)returnres解析：LRU緩存通過(guò)雙向鏈表和哈希表實(shí)現(xiàn)。雙向鏈表維護(hù)最近使用順序，哈希表實(shí)現(xiàn)`O(1)`的`get`和`put`。`get`操作將節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到頭部，`put`操作插入新節(jié)點(diǎn)并刪除最久未使用的節(jié)點(diǎn)（若超出容量）。3.題目：給定一個(gè)字符串`s`，返回其中最長(zhǎng)的回文子串的長(zhǎng)度。例如，輸入`"babad"`，輸出為`3`（"bab"或"aba"）。答案：pythondeflongest_palindrome(s:str)->int:ifnots:return0n=len(s)dp=[[False]nfor_inrange(n)]max_len=1foriinrange(n):dp[i][i]=Trueforiinrange(n-1):ifs[i]==s[i+1]:dp[i][i+1]=Truemax_len=2forlengthinrange(3,n+1):foriinrange(n-length+1):j=i+length-1ifs[i]==s[j]anddp[i+1][j-1]:dp[i][j]=Truemax_len=lengthreturnmax_len解析：動(dòng)態(tài)規(guī)劃解法。`dp[i][j]`表示`s[i..j]`是否為回文。初始化單字符為回文，檢查相鄰字符，然后擴(kuò)展子串長(zhǎng)度。時(shí)間復(fù)雜度為`O(n2)`，空間復(fù)雜度為`O(n2)`。4.題目：設(shè)計(jì)一個(gè)算法，找到無(wú)重復(fù)字符的最長(zhǎng)子串的長(zhǎng)度。例如，輸入`"abcabcbb"`，輸出為`3`（"abc"`）。答案：pythondeflength_of_longest_substring(s:str)->int:char_set=set()left=0max_len=0forrightinrange(len(s)):whiles[right]inchar_set:char_set.remove(s[left])left+=1char_set.add(s[right])max_len=max(max_len,right-left+1)returnmax_len解析：滑動(dòng)窗口解法。使用`left`和`right`指針維護(hù)窗口，`char_set`記錄窗口中的字符。若`right`字符已存在，則移動(dòng)`left`直到去重。時(shí)間復(fù)雜度為`O(n)`，空間復(fù)雜度為`O(min(n,m))`（`m`為字符集大小）。5.題目：給定一個(gè)二叉樹(shù)，判斷其是否為平衡二叉樹(shù)（左右子樹(shù)高度差不超過(guò)1）。例如：3/\920/\157是平衡二叉樹(shù)。答案：pythonclassTreeNode:def__init__(self,val=0,left=None,right=None):self.val=valself.left=leftself.right=rightdefis_balanced(root:TreeNode)->bool:defcheck(node):ifnotnode:return0,Trueleft_height,left_balanced=check(node.left)right_height,right_balanced=check(node.right)returnmax(left_height,right_height)+1,left_balancedandright_balancedandabs(left_height-right_height)<=1returncheck(root)[1]解析：遞歸解法。`check`函數(shù)返回子樹(shù)高度和是否平衡。若左右子樹(shù)均平衡且高度差不超過(guò)1，則當(dāng)前樹(shù)平衡。時(shí)間復(fù)雜度為`O(n)`，空間復(fù)雜度為`O(h)`（`h`為樹(shù)高度）。二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)（3題，每題30分，共90分）1.題目：設(shè)計(jì)一個(gè)支持高并發(fā)的短鏈接系統(tǒng)。要求：-輸入長(zhǎng)鏈接，輸出短鏈接（如`/abc123`）。-支持分布式存儲(chǔ)和快速跳轉(zhuǎn)。-具備一定的防攻擊能力（如限制訪(fǎng)問(wèn)頻率）。答案：1.短鏈接生成：使用哈希函數(shù)（如`hash(url)%10000`）生成6位短碼，結(jié)合隨機(jī)前綴避免沖突。2.分布式存儲(chǔ)：將短鏈接與長(zhǎng)鏈接存儲(chǔ)在Redis（熱點(diǎn)數(shù)據(jù)）和分布式文件系統(tǒng)（如HDFS）。3.防攻擊：Redis設(shè)置過(guò)期時(shí)間，限制短鏈接訪(fǎng)問(wèn)頻率（如每個(gè)IP每分鐘不超過(guò)100次）。4.跳轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)：解析短碼，查詢(xún)Redis，若未命中則查詢(xún)HDFS，返回長(zhǎng)鏈接。解析：核心在于短碼生成、分布式存儲(chǔ)和防攻擊。Redis用于高并發(fā)緩存，HDFS用于持久化存儲(chǔ)。2.題目：設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)時(shí)日志分析系統(tǒng)，要求：-支持每秒百萬(wàn)級(jí)別的日志接入。-實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)詞頻最高的Top10詞。-支持關(guān)鍵詞過(guò)濾（如禁止"error"）。答案：1.日志接入：使用Kafka（分布式隊(duì)列）接收日志，分批發(fā)送到Flume（收集器）。2.詞頻統(tǒng)計(jì)：Flume將日志寫(xiě)入HDFS，MapReduce或Spark進(jìn)行分詞和詞頻統(tǒng)計(jì)，結(jié)果存入Redis。3.實(shí)時(shí)Top10：Redis使用`SortedSet`維護(hù)詞頻，客戶(hù)端按需查詢(xún)。4.關(guān)鍵詞過(guò)濾：Flume配置正則過(guò)濾規(guī)則，拒絕包含禁止詞的日志。解析：Kafka+Flume+Spark+Redis架構(gòu)。Kafka抗峰值，Spark處理大數(shù)據(jù)，Redis實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)。3.題目：設(shè)計(jì)一個(gè)高并發(fā)的秒殺系統(tǒng)。要求：-每秒百萬(wàn)請(qǐng)求，庫(kù)存秒殺完畢。-防止超賣(mài)和秒殺作弊。答案：1.庫(kù)存鎖：使用Redis的`SETNX`命令鎖定庫(kù)存，成功則扣減，失敗則返回庫(kù)存不足。2.分布式鎖：若單機(jī)Redis壓力過(guò)大，使用Redisson或ZooKeeper實(shí)現(xiàn)分布式鎖。3.防作弊：用戶(hù)驗(yàn)證碼、手機(jī)號(hào)綁定，限制IP和用戶(hù)購(gòu)買(mǎi)上限。4.結(jié)果通知：秒殺成功后，通過(guò)WebSocket或MQ推送結(jié)果。解析：核心是庫(kù)存鎖和防作弊。Redis`SETNX`保證原子性，分布式鎖解決多機(jī)問(wèn)題。三、數(shù)據(jù)庫(kù)與中間件（2題，每題20分，共40分）1.題目：數(shù)據(jù)庫(kù)分庫(kù)分表方案設(shè)計(jì)。假設(shè)某電商平臺(tái)訂單表`orders`數(shù)據(jù)量達(dá)10億，設(shè)計(jì)分庫(kù)分表策略。答案：1.分庫(kù)：按業(yè)務(wù)線(xiàn)分庫(kù)，如訂單庫(kù)、商品庫(kù)。使用ShardingSphere或MyCAT實(shí)現(xiàn)分庫(kù)路由。2.分表：按時(shí)間或ID分表，如`orders_2023`、`orders_2024`，或哈希分表`orders_hash`。3.索引優(yōu)化：分表后重建索引，使用多級(jí)索引（如`user_id`+`order_time`）。解析：分庫(kù)解決單庫(kù)壓力，分表提升查詢(xún)效率。分表鍵需保證數(shù)據(jù)均勻分布。2.題目：設(shè)計(jì)一個(gè)高可用消息隊(duì)列，要求：-支持毫秒級(jí)延遲。-保證消息至少傳遞一次。答案：1.消息隊(duì)列：使用RabbitMQ或RocketMQ，集群部署（如RabbitMQ3節(jié)點(diǎn)）。2.延遲消息：RabbitMQ使用死信隊(duì)列+TTL，RocketMQ支持定時(shí)消息。3.至少一次傳遞：開(kāi)啟消息確認(rèn)機(jī)制（ack），客戶(hù)端手動(dòng)ACK。解析：核心是集群部署和消息確認(rèn)。RabbitMQ適合簡(jiǎn)單場(chǎng)景，RocketMQ支持更復(fù)雜特性。四、網(wǎng)絡(luò)與安全（2題，每題15分，共30分）1.題目：HTTPS協(xié)議中，如何保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?？答案?.對(duì)稱(chēng)加密：TLS握手后使用AES加密數(shù)據(jù)。2.非對(duì)稱(chēng)加密：RSA或ECDHE交換對(duì)稱(chēng)密鑰。3.完整性校驗(yàn)：HMAC+SHA256防止篡改。4.證書(shū)認(rèn)證：CA簽發(fā)的證書(shū)驗(yàn)證服務(wù)端身份。解析：HTTPS通過(guò)混合加密保證安全，非對(duì)稱(chēng)加密交換對(duì)稱(chēng)密鑰，HMAC校驗(yàn)完整性。2.題目：設(shè)計(jì)一個(gè)防止DDoS攻擊的方案。答案：1.流量清洗：使用Cloudflare或阿里云WAF過(guò)濾異常流量。2.限流：Nginx或API網(wǎng)關(guān)限制IP請(qǐng)求頻率。3.黑白名單：配置禁止IP段，允許正常用戶(hù)請(qǐng)求。4.彈性伸縮：自動(dòng)增加服務(wù)器應(yīng)對(duì)突發(fā)流量。解析：DDoS攻擊需多層防御，流量清洗+限流+彈性伸縮是常用方案。五、項(xiàng)目與架構(gòu)（2題，每題15分，共30分）1.題目：設(shè)計(jì)一個(gè)高并發(fā)的秒殺系統(tǒng)架構(gòu)。答案：1.