2026年阿里巴程序員面試指南：編程題目及答案詳解一、算法設(shè)計(jì)（共3題，每題15分）1.題目：給定一個(gè)非負(fù)整數(shù)數(shù)組`nums`，返回其中范圍在`[lower,upper]`之間的所有唯一整數(shù)對(duì)的數(shù)量。數(shù)組中的數(shù)字可能重復(fù)，但只計(jì)算不同的整數(shù)對(duì)。例如，`nums=[1,1,2,2,3]`，`lower=2`，`upper=3`，唯一整數(shù)對(duì)為`(2,2)`和`(2,3)`，返回?cái)?shù)量為2。要求：-時(shí)間復(fù)雜度不超過`O(nlogn)`。-輸出數(shù)量，無(wú)需具體輸出對(duì)數(shù)。2.題目：實(shí)現(xiàn)一個(gè)`LRU緩存`（最近最少使用緩存）的`get`和`put`操作。`LRU緩存`支持以下操作：-`get(key)`：如果存在鍵`key`，返回其值，并將其設(shè)為最近最常使用；否則返回-1。-`put(key,value)`：如果`key`已存在，更新其值并設(shè)為最近最常使用；如果不存在，添加`key`并設(shè)為最近最常使用，如果緩存已滿，則刪除最近最少使用的項(xiàng)。要求：-使用哈希表和雙向鏈表實(shí)現(xiàn)，時(shí)間復(fù)雜度為`O(1)`。-示例：pythonlru=LRUCache(2)lru.put(1,1)lru.put(2,2)lru.get(1)#返回1lru.put(3,3)#原本1應(yīng)被刪除，緩存變?yōu)閧2:2,3:3}lru.get(2)#返回-1（未找到）3.題目：給定一個(gè)字符串`s`，找到其中最長(zhǎng)的`平衡`子字符串。平衡子字符串指由兩個(gè)不同字符交替組成的子串，如`"ABAB"`或`"AABB"`。返回最長(zhǎng)平衡子字符串的長(zhǎng)度。要求：-時(shí)間復(fù)雜度為`O(n)`。-示例：pythons="AABBABABB"#最長(zhǎng)平衡子串為"AABBABAB"，長(zhǎng)度為6二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)（共2題，每題20分）1.題目：設(shè)計(jì)一個(gè)高并發(fā)的短鏈接系統(tǒng)。要求：-輸入長(zhǎng)URL，返回短URL（如`/abc123`）。-短URL需唯一且易于生成（如使用62進(jìn)制編碼）。-支持高并發(fā)訪問和快速跳轉(zhuǎn)回原URL。要求：-描述系統(tǒng)架構(gòu)（數(shù)據(jù)庫(kù)、緩存、負(fù)載均衡等）。-解釋如何保證唯一性和高可用性。2.題目：設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)時(shí)消息推送系統(tǒng)（如微信、抖音的即時(shí)消息）。要求：-支持百萬(wàn)級(jí)用戶，消息延遲不超過100ms。-實(shí)現(xiàn)用戶訂閱、消息推送和離線緩存功能。-描述關(guān)鍵組件（消息隊(duì)列、數(shù)據(jù)庫(kù)、推送服務(wù)等）及其作用。三、數(shù)據(jù)庫(kù)（共2題，每題15分）1.題目：設(shè)計(jì)一個(gè)電商訂單表`orders`，包含以下字段：-`order_id`（主鍵，自增），-`user_id`（用戶ID，關(guān)聯(lián)用戶表），-`product_id`（商品ID，關(guān)聯(lián)商品表），-`quantity`（數(shù)量），-`price`（單價(jià)），-`status`（訂單狀態(tài)，如"待支付"、"已發(fā)貨"等），-`create_time`（創(chuàng)建時(shí)間）。要求：-說(shuō)明字段類型選擇（如`INT`、`VARCHAR`等）。-編寫SQL查詢：-查詢總銷售額按月分組。-查詢未支付訂單數(shù)按狀態(tài)分組。2.題目：實(shí)現(xiàn)分頁(yè)查詢優(yōu)化。假設(shè)有`users`表（`id`,`name`,`create_time`），編寫SQL查詢：sqlSELECTid,nameFROMusersORDERBYcreate_timeDESCLIMIT10OFFSET100;要求：-解釋`LIMIT`和`OFFSET`的效率問題。-提出優(yōu)化方案（如使用游標(biāo)、緩存熱門頁(yè)等）。四、代碼實(shí)現(xiàn)（共3題，每題10分）1.題目：實(shí)現(xiàn)一個(gè)`LruCache`的Python版本，支持`get`和`put`操作。2.題目：給定一個(gè)鏈表，反轉(zhuǎn)其前`k`個(gè)節(jié)點(diǎn)。例如：python輸入：1->2->3->4->5,k=2輸出：2->1->4->3->53.題目：實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的LRU緩存，使用Python的`collections.OrderedDict`。答案與解析一、算法設(shè)計(jì)1.答案：思路：-排序數(shù)組，去重后使用雙指針法統(tǒng)計(jì)滿足`lower<=a+b<=upper`的對(duì)數(shù)。-時(shí)間復(fù)雜度：`O(nlogn)`（排序）+`O(n)`（雙指針）。代碼：pythondefcount_pairs(nums,lower,upper):nums=sorted(set(nums))n=len(nums)count=0left,right=0,0whileright<n:ifnums[left]+nums[right]<lower:right+=1elifnums[left]+nums[right]>upper:count+=n-rightleft+=1else:count+=n-rightleft+=1returncount//2解析：-排序去重后，雙指針`left`和`right`分別從左向右移動(dòng)。-當(dāng)`nums[left]+nums[right]`在范圍內(nèi)時(shí)，所有`right`后面的數(shù)都滿足條件，因此`count+=n-right`。2.答案：思路：-使用哈希表記錄節(jié)點(diǎn)，雙向鏈表維護(hù)最近使用順序。-`get`時(shí)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)到鏈表頭部，`put`時(shí)判斷是否存在并更新位置。代碼：pythonclassNode:def__init__(self,key=0,value=0):self.key=keyself.value=valueself.prev=Noneself.next=NoneclassLRUCache:def__init__(self,capacity:int):self.capacity=capacityself.cache={}self.head,self.tail=Node(),Node()self.head.next=self.tailself.tail.prev=self.headdef_remove(self,node):node.prev.next=node.nextnode.next.prev=node.prevdef_add(self,node):node.prev=self.headnode.next=self.head.nextself.head.next.prev=nodeself.head.next=nodedefget(self,key:int)->int:ifkeynotinself.cache:return-1node=self.cache[key]self._remove(node)self._add(node)returnnode.valuedefput(self,key:int,value:int)->None:ifkeyinself.cache:self._remove(self.cache[key])node=Node(key,value)self.cache[key]=nodeself._add(node)iflen(self.cache)>self.capacity:node=self.tail.prevself._remove(node)delself.cache[node.key]解析：-`head`和`tail`是哨兵節(jié)點(diǎn)，簡(jiǎn)化插入和刪除操作。-`get`時(shí)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)到頭部，`put`時(shí)先刪除舊節(jié)點(diǎn)（如果存在），再添加新節(jié)點(diǎn)。3.答案：思路：-使用狀態(tài)機(jī)判斷當(dāng)前字符與前一個(gè)字符是否交替。-用哈希表記錄每個(gè)狀態(tài)的出現(xiàn)位置，計(jì)算最長(zhǎng)交替子串。代碼：pythondeflongest_balanced_substring(s:str)->int:state={}max_len=0prev,prev_len=None,0fori,cinenumerate(s):ifprevisNoneorc!=prev:state[(prev,c)]=iprev,prev_len=c,1else:prev_len+=1if(prev,c)instate:max_len=max(max_len,i-state[(prev,c)])else:state[(prev,c)]=iprev,prev_len=c,1returnmax_len解析：-狀態(tài)`(prev,c)`表示前一個(gè)字符和當(dāng)前字符的組合。-如果遇到重復(fù)狀態(tài)，更新最大長(zhǎng)度。二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.答案：系統(tǒng)架構(gòu)：1.URL編碼模塊：-使用62進(jìn)制（`a-z`,`A-Z`,`0-9`）將長(zhǎng)URL映射為短碼（如`abc123`）。-例如：`1000`→`a`，`1000+1`→`b`，循環(huán)到`z`后繼續(xù)`A-Z`。2.數(shù)據(jù)庫(kù)：-使用哈希表存儲(chǔ)`short_code`→`long_url`，支持快速查找。-使用自增ID生成短碼，避免沖突。3.緩存：-高頻短URL緩存到Redis，減少數(shù)據(jù)庫(kù)訪問。4.負(fù)載均衡：-多臺(tái)節(jié)點(diǎn)處理請(qǐng)求，使用DNS輪詢或Nginx均衡。唯一性和高可用性：-短碼生成算法確保唯一性。-數(shù)據(jù)庫(kù)主從復(fù)制+讀寫分離保證高可用。2.答案：系統(tǒng)架構(gòu)：1.消息隊(duì)列（Kafka/RabbitMQ）：-消息異步發(fā)送，支持削峰填谷。2.數(shù)據(jù)庫(kù)（Redis/Memcached）：-緩存用戶在線狀態(tài)和離線消息。3.推送服務(wù)（WebSocket/Server-SentEvents）：-實(shí)時(shí)推送消息給客戶端。4.離線緩存：-用戶離線時(shí)保存消息，上線后補(bǔ)發(fā)。關(guān)鍵組件作用：-消息隊(duì)列解耦服務(wù)，Redis緩存熱點(diǎn)數(shù)據(jù)，推送服務(wù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信。三、數(shù)據(jù)庫(kù)1.答案：表設(shè)計(jì)：sqlCREATETABLEorders(order_idINTAUTO_INCREMENTPRIMARYKEY,user_idINTNOTNULL,product_idINTNOTNULL,quantityINTDEFAULT1,priceDECIMAL(10,2)NOTNULL,statusVARCHAR(20)DEFAULT'待支付',create_timeTIMESTAMPDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP,INDEXidx_status(status),INDEXidx_create_time(create_time));SQL查詢：sql--總銷售額按月分組SELECTDATE_FORMAT(create_time,'%Y-%m')ASmonth,SUM(quantityprice)AStotal_salesFROMordersWHEREstatus='已完成'GROUPBYmonthORDERBYmonth;--未支付訂單數(shù)按狀態(tài)分組SELECTstatus,COUNT()AScountFROMordersGROUPBYstatus;解析：-`DECIMAL`用于價(jià)格，避免浮點(diǎn)誤差。-索引`status`和`create_time`加速查詢。2.答案：優(yōu)化方案：-使用`id`索引：sqlSELECTid,nameFROMusersORDERBYidDESCLIMIT10OFFSET100;這樣MySQL可以利用索引跳過前100條。-緩存熱點(diǎn)頁(yè)：sql--使用Redis緩存分頁(yè)結(jié)果SETusers_page_1JSON.stringify([result_list]);-避免大`OFFSET`：改用游標(biāo)（但需注意事務(wù)和鎖）。四、代碼實(shí)現(xiàn)1.答案：pythonfromcollectionsimportOrderedDictclassLRUCache:def__init__(self,capacity:int):self.cache=OrderedDict()self.capacity=capacitydefget(self,key:int)->int:ifkeynotinself.cache:return-1self.cache.move_to_end(key)returnself.cache[key]defput(self,key:int,value:int)->None:self.cache[key]=valueself.cache.move_to_end(key)iflen(self.cache)>self.capacity:self.cache.popitem(last=False)2.答案：pythonclassListNode:def__init__(self,val=0,next=None):self.val=valself.next=nextdefreverse_k_group(head:ListNode,k:int)->ListNode:dummy=ListNode(0)dummy.next=headprev_group_end=dummywhileTrue:kth=get_kth_node(prev_group_end,k)ifnotkth:breakgroup_start=prev_group_end.nextnext_group_start=kth.nextprev,curr=kth.next,group_startwhilecurr!=next_group_start:tmp=curr.nextcurr.next=prevprev=currcurr