2026年后端開發(fā)面試題及數(shù)據(jù)庫知識含答案一、編程語言基礎(chǔ)（15分）題目1（5分）請用Java實現(xiàn)一個簡單的LRU（最近最少使用）緩存，要求支持以下功能：1.初始化緩存容量為固定值2.`get(key)`：獲取鍵對應(yīng)的值，如果不存在返回-13.`put(key,value)`：添加或更新鍵值對，如果超出容量，需要刪除最久未使用的鍵題目2（10分）用Python實現(xiàn)一個線程安全的計數(shù)器，要求：1.支持多線程同時讀取和寫入2.確保計數(shù)的一致性3.提供一個方法返回當(dāng)前計數(shù)值二、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法（20分）題目1（10分）給定一個整數(shù)數(shù)組，設(shè)計一個算法找到數(shù)組中未出現(xiàn)的最小正整數(shù)。要求時間復(fù)雜度O(n)，空間復(fù)雜度O(1)。題目2（10分）實現(xiàn)二叉樹的深度優(yōu)先遍歷（前序、中序、后序）和廣度優(yōu)先遍歷，要求用遞歸和非遞歸兩種方式實現(xiàn)。三、數(shù)據(jù)庫知識（25分）題目1（10分）解釋ACID特性，并說明在哪些場景下可能需要犧牲某些ACID特性以換取性能。題目2（15分）設(shè)計一個簡單的電商系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)，包含以下功能：1.用戶表（id,username,password,email）2.商品表（id,name,price,category）3.訂單表（id,user_id,total_amount,order_date）4.訂單明細(xì)表（id,order_id,product_id,quantity,price）要求：1.設(shè)計主外鍵關(guān)系2.添加必要的索引3.編寫SQL語句實現(xiàn)：-查詢某個用戶的消費總額-查詢某個分類的商品數(shù)量-查詢最近一周的訂單數(shù)量及平均訂單金額四、系統(tǒng)設(shè)計（20分）題目1（10分）設(shè)計一個高并發(fā)的短鏈接生成系統(tǒng)，要求：1.支持高并發(fā)訪問2.鏈接具有唯一性3.鏈接長度盡可能短題目2（10分）設(shè)計一個簡單的消息隊列系統(tǒng)，要求：1.支持消息的發(fā)布和訂閱2.保證消息的可靠傳遞3.提供至少兩種消費者模式五、分布式系統(tǒng)（20分）題目1（10分）解釋CAP理論，并說明在哪些場景下需要采用最終一致性架構(gòu)。題目2（10分）設(shè)計一個分布式鎖的解決方案，要求：1.支持高可用2.防止死鎖3.能在分布式環(huán)境中正常工作答案與解析一、編程語言基礎(chǔ)（15分）題目1（5分）答案javaimportjava.util.HashMap;importjava.util.Map;importjava.util.LinkedList;publicclassLRUCache<K,V>{privatefinalintcapacity;privateMap<K,Node<K,V>>cache;privateLinkedList<Node<K,V>>list;publicLRUCache(intcapacity){this.capacity=capacity;this.cache=newHashMap<>();this.list=newLinkedList<>();}publicVget(Kkey){if(!cache.containsKey(key)){return-1;}Node<K,V>node=cache.get(key);moveToHead(node);returnnode.value;}publicvoidput(Kkey,Vvalue){if(cache.containsKey(key)){Node<K,V>node=cache.get(key);node.value=value;moveToHead(node);}else{Node<K,V>newNode=newNode<>(key,value);if(cache.size()>=capacity){Node<K,V>tail=list.removeLast();cache.remove(tail.key);}cache.put(key,newNode);list.addFirst(newNode);}}privatevoidmoveToHead(Node<K,V>node){list.remove(node);list.addFirst(node);}privatestaticclassNode<K,V>{Kkey;Vvalue;Node<K,V>next;Node<K,V>prev;publicNode(Kkey,Vvalue){this.key=key;this.value=value;}}}題目2（10分）答案pythonimportthreadingclassThreadSafeCounter:def__init__(self,initial=0):self.value=initialself.lock=threading.Lock()defincrement(self):withself.lock:self.value+=1defdecrement(self):withself.lock:self.value-=1defget_value(self):withself.lock:returnself.value二、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法（20分）題目1（10分）答案pythondeffirst_missing_positive(nums):n=len(nums)foriinrange(n):while1<=nums[i]<=nandnums[nums[i]-1]!=nums[i]:nums[nums[i]-1],nums[i]=nums[i],nums[nums[i]-1]foriinrange(n):ifnums[i]!=i+1:returni+1returnn+1題目2（10分）答案python遞歸方式classTreeNode:def__init__(self,val=0,left=None,right=None):self.val=valself.left=leftself.right=rightdefpreorder_recursive(root):ifnotroot:return[]return[root.val]+preorder_recursive(root.left)+preorder_recursive(root.right)definorder_recursive(root):ifnotroot:return[]returninorder_recursive(root.left)+[root.val]+inorder_recursive(root.right)defpostorder_recursive(root):ifnotroot:return[]returnpostorder_recursive(root.left)+postorder_recursive(root.right)+[root.val]defbfs(root):ifnotroot:return[]result,queue=[],[root]whilequeue:node=queue.pop(0)result.append(node.val)ifnode.left:queue.append(node.left)ifnode.right:queue.append(node.right)returnresult非遞歸方式defpreorder_non_recursive(root):ifnotroot:return[]result,stack=[],[root]whilestack:node=stack.pop()result.append(node.val)ifnode.right:stack.append(node.right)ifnode.left:stack.append(node.left)returnresultdefinorder_non_recursive(root):result,stack,current=[],[],rootwhilestackorcurrent:whilecurrent:stack.append(current)current=current.leftcurrent=stack.pop()result.append(current.val)current=current.rightreturnresultdefpostorder_non_recursive(root):ifnotroot:return[]result,stack=[],[(root,False)]whilestack:node,visited=stack.pop()ifnode:ifvisited:result.append(node.val)else:stack.append((node,True))stack.append((node.right,False))stack.append((node.left,False))returnresult三、數(shù)據(jù)庫知識（25分）題目1（10分）答案ACID特性解釋：1.原子性（Atomicity）：一個事務(wù)中的所有操作要么全部完成，要么全部不做，不會處于中間狀態(tài)2.一致性（Consistency）：事務(wù)必須保證數(shù)據(jù)庫從一個一致性狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個一致性狀態(tài)3.隔離性（Isolation）：一個事務(wù)的執(zhí)行不能被其他事務(wù)干擾，即一個事務(wù)內(nèi)部的操作及使用的數(shù)據(jù)對并發(fā)的其他事務(wù)是隔離的4.持久性（Durability）：一個事務(wù)一旦提交，它對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的改變就是永久性的犧牲ACID的場景：1.性能需求高時可能犧牲隔離性（如使用可重復(fù)讀隔離級別）2.實時性要求高時可能犧牲一致性（如最終一致性架構(gòu)）3.大量寫入場景下可能犧牲原子性（如本地寫入，異步提交）4.分布式事務(wù)場景下可能犧牲持久性（如兩階段提交協(xié)議）題目2（15分）答案sql--用戶表CREATETABLEusers(idINTAUTO_INCREMENTPRIMARYKEY,usernameVARCHAR(50)NOTNULLUNIQUE,passwordVARCHAR(255)NOTNULL,emailVARCHAR(100));--商品表CREATETABLEproducts(idINTAUTO_INCREMENTPRIMARYKEY,nameVARCHAR(255)NOTNULL,priceDECIMAL(10,2)NOTNULL,categoryVARCHAR(100),INDEXidx_category(category));--訂單表CREATETABLEorders(idINTAUTO_INCREMENTPRIMARYKEY,user_idINTNOTNULL,total_amountDECIMAL(10,2)NOTNULL,order_dateDATETIMEDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP,FOREIGNKEY(user_id)REFERENCESusers(id));--訂單明細(xì)表CREATETABLEorder_items(idINTAUTO_INCREMENTPRIMARYKEY,order_idINTNOTNULL,product_idINTNOTNULL,quantityINTNOTNULL,priceDECIMAL(10,2)NOTNULL,FOREIGNKEY(order_id)REFERENCESorders(id),FOREIGNKEY(product_id)REFERENCESproducts(id));--查詢某個用戶的消費總額SELECTuser_id,SUM(quantityprice)AStotal_spentFROMorder_itemsoiJOINordersoONoi.order_id=o.idGROUPBYuser_id;--查詢某個分類的商品數(shù)量SELECTcategory,COUNT()ASproduct_countFROMproductsGROUPBYcategory;--查詢最近一周的訂單數(shù)量及平均訂單金額SELECTCOUNT()ASorder_count,AVG(total_amount)ASavg_amountFROMordersWHEREorder_date>=NOW()-INTERVAL7DAY;四、系統(tǒng)設(shè)計（20分）題目1（10分）答案1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計：-使用hash映射存儲短鏈接與長鏈接的對應(yīng)關(guān)系-使用自增ID生成短碼，可映射為62進(jìn)制字符2.系統(tǒng)架構(gòu)：-負(fù)載均衡的前端接入層-短鏈接存儲服務(wù)（可使用Redis或內(nèi)存緩存）-原始鏈接存儲服務(wù)（數(shù)據(jù)庫或分布式文件系統(tǒng)）-錯誤處理與日志系統(tǒng)3.代碼示例：pythonimportbase64importhashlibimportredisclassShortLinkService:def__init__(self):self.redis=redis.Redis()self.base="http://short.url/"self.characters="abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789"selfcharacter_len=len(self.characters)defgenerate_short_code(self,length=6):random_bytes=os.urandom(length)hash_digest=hashlib.sha256(random_bytes).hexdigest()short_code=base64.urlsafe_b64encode(hash_digest[:length]).decode().rstrip('=')returnshort_code[:length]defcreate_short_link(self,long_url):short_code=self.generate_short_code()self.redis.setex(short_code,360024365,long_url)returnself.base+short_codedefresolve_short_link(self,short_code):long_url=self.redis.get(short_code)iflong_url:returnlong_url.decode()return"404NotFound"題目2（10分）答案1.消息隊列架構(gòu)：-生產(chǎn)者（Producer）發(fā)布消息到主題（Topic）或隊列（Queue）-消費者（Consumer）訂閱主題/隊列接收消息-消息中間件（如RabbitMQ,Kafka）2.實現(xiàn)方案：pythonimportpikaimportuuidclassMessageQueue:def__init__(self,queue_name="task_queue"):self.connection=pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters('localhost'))self.channel=self.connection.channel()self.channel.queue_declare(queue=queue_name)self.correlation_id=str(uuid.uuid4())defsend_message(self,message,queue_name="task_queue"):self.channel.basic_publish(exchange='',routing_key=queue_name,body=message,properties=pika.BasicProperties(reply_to='response_queue',correlation_id=self.correlation_id))defreceive_message(self,queue_name="task_queue"):result=self.channel.basic_consume(queue=queue_name,auto_ack=True,on_message_callback=self.on_message)self.channel.start_consuming()defon_message(self,channel,method,properties,body):print(f"Receivedmessage:{body}")處理消息response="Messageprocessed"channel.basic_publish(exchange='',routing_key=properties.reply_to,properties=pika.BasicProperties(correlation_id=properties.correlation_id),body=response)五、分布式系統(tǒng)（20分）題目1（10分）答案CAP理論解釋：-C（Consistency）：一致性-A（Availability）：可用性-P（Partitiontolerance）：分區(qū)容錯性當(dāng)網(wǎng)絡(luò)分區(qū)發(fā)生時，系統(tǒng)必須能在以下三個特性中至少滿足兩個：1.一致性：所有節(jié)