2026年程序員編程競賽面試題含答案一、編程語言基礎(chǔ)（共3題，每題10分）1.題目（10分）：請用Python編寫一個函數(shù)，實(shí)現(xiàn)將輸入的十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制字符串。如果輸入不是正整數(shù)，則返回錯誤信息“輸入必須為正整數(shù)”。答案：pythondefdecimal_to_binary(n):ifnotisinstance(n,int)orn<0:return"輸入必須為正整數(shù)"returnbin(n)[2:]測試用例print(decimal_to_binary(10))#輸出:1010print(decimal_to_binary(-5))#輸出:輸入必須為正整數(shù)print(decimal_to_binary(0))#輸出:0解析：-`isinstance(n,int)`檢查輸入是否為整數(shù)。-`n<0`確保輸入為正數(shù)。-`bin(n)[2:]`將十進(jìn)制轉(zhuǎn)為二進(jìn)制字符串，并去掉前綴`0b`。2.題目（10分）：請用Java實(shí)現(xiàn)一個方法，接收一個字符串，返回該字符串中所有字符的頻率統(tǒng)計(jì)（字符為鍵，頻率為值）。例如，輸入`"hello"`，輸出`{'h':1,'e':1,'l':2,'o':1}`。答案：javaimportjava.util.HashMap;importjava.util.Map;publicclassFrequencyCounter{publicstaticMap<Character,Integer>countFrequency(Strings){Map<Character,Integer>freq=newHashMap<>();for(charc:s.toCharArray()){freq.put(c,freq.getOrDefault(c,0)+1);}returnfreq;}publicstaticvoidmain(String[]args){System.out.println(countFrequency("hello"));//輸出:{h=1,e=1,l=2,o=1}}}解析：-使用`HashMap`存儲字符和頻率。-`getOrDefault(c,0)`避免鍵不存在時的異常。3.題目（10分）：請用C++編寫一個函數(shù)，實(shí)現(xiàn)刪除字符串中的所有重復(fù)字符，并返回新字符串。例如，輸入`"abracadabra"`，輸出`"acdr"`。答案：cppinclude<iostream>include<string>include<unordered_set>std::stringremoveDuplicates(conststd::string&s){std::unordered_set<char>seen;std::stringresult;for(charc:s){if(seen.insert(c).second){//如果插入成功（即未重復(fù)），則添加到結(jié)果result+=c;}}returnresult;}intmain(){std::cout<<removeDuplicates("abracadabra")<<std::endl;//輸出:acdrreturn0;}解析：-`unordered_set`用于記錄已見字符，`insert().second`返回是否插入成功。-只有首次出現(xiàn)的字符被添加到結(jié)果中。二、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法（共4題，每題15分）1.題目（15分）：請用Java實(shí)現(xiàn)快速排序算法，并對數(shù)組`{8,3,1,7,0,10,5}`進(jìn)行排序。答案：javapublicclassQuickSort{publicstaticvoidquickSort(int[]arr,intlow,inthigh){if(low<high){intpivotIndex=partition(arr,low,high);quickSort(arr,low,pivotIndex-1);quickSort(arr,pivotIndex+1,high);}}privatestaticintpartition(int[]arr,intlow,inthigh){intpivot=arr[high];inti=low-1;for(intj=low;j<high;j++){if(arr[j]<pivot){i++;swap(arr,i,j);}}swap(arr,i+1,high);returni+1;}privatestaticvoidswap(int[]arr,inti,intj){inttemp=arr[i];arr[i]=arr[j];arr[j]=temp;}publicstaticvoidmain(String[]args){int[]arr={8,3,1,7,0,10,5};quickSort(arr,0,arr.length-1);for(intnum:arr){System.out.print(num+"");//輸出:01357810}}}解析：-快速排序通過分治思想實(shí)現(xiàn)，核心是`partition`函數(shù)。-每次選擇一個基準(zhǔn)值（這里取末尾），將小于它的放左邊，大于它的放右邊。2.題目（15分）：請用Python實(shí)現(xiàn)二叉樹的層序遍歷（廣度優(yōu)先遍歷），并輸出節(jié)點(diǎn)值列表。例如，輸入如下樹：1/\23/\\456輸出：`[1,2,3,4,5,6]`。答案：pythonfromcollectionsimportdequeclassTreeNode:def__init__(self,val=0,left=None,right=None):self.val=valself.left=leftself.right=rightdeflevelOrder(root):ifnotroot:return[]result=[]queue=deque([root])whilequeue:level_size=len(queue)for_inrange(level_size):node=queue.popleft()result.append(node.val)ifnode.left:queue.append(node.left)ifnode.right:queue.append(node.right)returnresult構(gòu)建示例樹root=TreeNode(1)root.left=TreeNode(2)root.right=TreeNode(3)root.left.left=TreeNode(4)root.left.right=TreeNode(5)root.right.right=TreeNode(6)print(levelOrder(root))#輸出:[1,2,3,4,5,6]解析：-使用隊(duì)列實(shí)現(xiàn)BFS，按層級遍歷節(jié)點(diǎn)。-每次處理當(dāng)前層級的所有節(jié)點(diǎn)，并將其子節(jié)點(diǎn)加入隊(duì)列。3.題目（15分）：請用C++實(shí)現(xiàn)一個函數(shù)，檢測鏈表中是否存在環(huán)（可以使用快慢指針法）。答案：cppinclude<iostream>structListNode{intval;ListNodenext;ListNode(intx):val(x),next(nullptr){}};boolhasCycle(ListNodehead){if(!head||!head->next)returnfalse;ListNodeslow=head;ListNodefast=head->next;while(slow!=fast){if(!fast||!fast->next)returnfalse;slow=slow->next;fast=fast->next->next;}returntrue;}intmain(){ListNodehead=newListNode(1);head->next=newListNode(2);head->next->next=newListNode(3);head->next->next->next=head->next;//形成環(huán)std::cout<<(hasCycle(head)?"存在環(huán)":"無環(huán)")<<std::endl;//輸出:存在環(huán)return0;}解析：-快慢指針分別以不同速度移動，若相遇則存在環(huán)。-若快指針到達(dá)`nullptr`，則無環(huán)。4.題目（15分）：請用Java實(shí)現(xiàn)一個算法，找出數(shù)組中第K大的元素。例如，輸入`{3,2,1,5,6,4}`，`k=2`，輸出`5`。答案：javaimportjava.util.PriorityQueue;publicclassKthLargestElement{publicstaticintfindKthLargest(int[]nums,intk){PriorityQueue<Integer>minHeap=newPriorityQueue<>();for(intnum:nums){minHeap.offer(num);if(minHeap.size()>k){minHeap.poll();//保持堆大小為k}}returnminHeap.peek();}publicstaticvoidmain(String[]args){int[]nums={3,2,1,5,6,4};System.out.println(findKthLargest(nums,2));//輸出:5}}解析：-使用最小堆維護(hù)前`k`個最大元素。-堆大小超過`k`時彈出最小值，最終堆頂即為第`k`大元素。三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)（共2題，每題20分）1.題目（20分）：設(shè)計(jì)一個短鏈接（TinyURL）生成系統(tǒng)。要求：-輸入任意URL，返回固定長度的短鏈接。-支持反向解析，輸入短鏈接可還原原URL。-系統(tǒng)需支持高并發(fā)訪問。答案：javaimportjava.util.Random;publicclassTinyURL{privatestaticfinalStringCHAR_SET="abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789";privatestaticfinalintSHORT_URL_LENGTH=6;privateMap<String,String>urlMap=newHashMap<>();privateRandomrandom=newRandom();//生成短鏈接publicStringgenerateShortURL(StringlongURL){StringshortCode=generateRandomCode();while(urlMap.containsKey(shortCode)){//避免重復(fù)shortCode=generateRandomCode();}urlMap.put(shortCode,longURL);return"/"+shortCode;}//反向解析publicStringgetLongURL(StringshortURL){StringshortCode=shortURL.substring("/".length());returnurlMap.getOrDefault(shortCode,"URLnotfound");}privateStringgenerateRandomCode(){StringBuildersb=newStringBuilder();for(inti=0;i<SHORT_URL_LENGTH;i++){sb.append(CHAR_SET.charAt(random.nextInt(CHAR_SET.length())));}returnsb.toString();}//示例publicstaticvoidmain(String[]args){TinyURLtinyURL=newTinyURL();StringlongURL="/blog/post";StringshortURL=tinyURL.generateShortURL(longURL);System.out.println("ShortURL:"+shortURL);System.out.println("LongURL:"+tinyURL.getLongURL(shortURL));}}解析：-使用隨機(jī)字符串作為短碼，避免沖突。-`HashMap`存儲短碼與長URL的映射。-高并發(fā)可通過分布式緩存（如Redis）優(yōu)化。2.題目（20分）：設(shè)計(jì)一個簡單的微博系統(tǒng)，支持以下功能：-用戶發(fā)布微博（包含文本和發(fā)布時間）。-用戶關(guān)注/取消關(guān)注其他用戶。-用戶查看自己關(guān)注的人的微博（按時間倒序）。答案：javaimportjava.time.LocalDateTime;importjava.util.;classUser{Stringusername;Set<User>followers=newHashSet<>();Set<User>following=newHashSet<>();List<Tweet>tweets=newArrayList<>();publicUser(Stringusername){this.username=username;}publicvoidfollow(Useruser){following.add(user);user.followers.add(this);}publicvoidunfollow(Useruser){following.remove(user);user.followers.remove(this);}publicvoidpostTweet(Stringtext){tweets.add(newTweet(text,LocalDateTime.now()));}publicList<Tweet>getTimeline(){returnnewArrayList<>(tweets);//按時間倒序已存儲}}classTweet{Stringtext;LocalDateTimetimestamp;publicTweet(Stringtext,LocalDateTimetimestamp){this.text=text;this.timestamp=timestamp;}}//示例publicclassWeiboSystem{publicstaticvoidmain(String[]args){Useralice=newUser("Alice");Userbob=newUser("Bob");Usercarol=newUser("Carol");alice.follow(bob);alice.follow(carol);bob.postTweet("Helloworld!");carol.postTweet("Hi@Alice");System.out.println("Alice的微博時間線:");for(Tweettweet:alice.getTimeline()){System.out.println(tweet.text+"("+tweet.timestamp+")");}}}解析：-`User`類存儲用戶信息、關(guān)注關(guān)系和微博列表。-`follow/unfollow`維護(hù)關(guān)注關(guān)系。-`getTimeline`按時間倒序返回微博。-實(shí)際系統(tǒng)需支持?jǐn)?shù)據(jù)庫和分布式緩存。四、數(shù)據(jù)庫與存儲（共2題，每題15分）1.題目（15分）：請用SQL編寫一個查詢，統(tǒng)計(jì)每個用戶的粉絲數(shù)量，并按粉絲數(shù)量降序排列。假設(shè)表名為`users`，字段包括`user_id`（用戶ID）和`follower_id`（關(guān)注者ID）。答案：sqlSELECTuser_id,COUNT(follower_id)ASfollower_countFROM(SELECTDISTINCTuser_idASuser_id,follower_idFROMuse