2026年軟件開發(fā)工程師面試題目與解析一、編程語(yǔ)言與基礎(chǔ)算法（共5題，每題10分，總分50分）1.題目：給定一個(gè)非空字符串`s`，最多刪除`1`個(gè)字符后，判斷能否使字符串成為回文字符串。例如，`"aba"`和`"abca"`都是回文，但`"abca"`刪除`'b'`后可成為回文。請(qǐng)實(shí)現(xiàn)該功能。2.題目：設(shè)計(jì)一個(gè)函數(shù)，將一個(gè)非負(fù)整數(shù)`n`轉(zhuǎn)換為羅馬數(shù)字。羅馬數(shù)字由`'I'`,`'V'`,`'X'`,`'L'`,`'C'`,`'D'`,`'M'`組成，其中`'I'`=1,`'V'`=5,`'X'`=10,`'L'`=50,`'C'`=100,`'D'`=500,`'M'`=1000。例如，`3`轉(zhuǎn)換為`'III'`，`4`轉(zhuǎn)換為`'IV'`，`9`轉(zhuǎn)換為`'IX'`。3.題目：給定一個(gè)整數(shù)數(shù)組`nums`和一個(gè)目標(biāo)值`target`，返回?cái)?shù)組中和為目標(biāo)值的三元組數(shù)量。例如，`nums=[-1,0,1,2]`，`target=0`，則解為`[(-1,0,1),(-1,2,1)]`。4.題目：實(shí)現(xiàn)一個(gè)LRU（最近最少使用）緩存，使用哈希表和雙向鏈表結(jié)合。提供`get`和`put`方法，`get(key)`返回`key`對(duì)應(yīng)的值，如果不存在返回`-1`；`put(key,value)`插入或更新鍵值對(duì)，如果容量已滿，則刪除最久未使用的元素。5.題目：給定一個(gè)鏈表，判斷鏈表是否存在環(huán)。如果存在，返回入環(huán)的起始節(jié)點(diǎn)；否則返回`null`。例如，`1->2->3->4->2`（`2`重復(fù)，存在環(huán)）。二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)（共3題，每題15分，總分45分）1.題目：設(shè)計(jì)一個(gè)高并發(fā)的短鏈接系統(tǒng)。要求：-輸入任意長(zhǎng)度的URL，返回固定長(zhǎng)度的短鏈接（如`/abcde`）。-支持高并發(fā)訪問(wèn)，秒級(jí)響應(yīng)。-支持自定義短鏈接前綴和有效期。-要求說(shuō)明數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法、分布式部署方案及負(fù)載均衡策略。2.題目：設(shè)計(jì)一個(gè)消息隊(duì)列系統(tǒng)（如Kafka的簡(jiǎn)化版），要求：-支持至少`1000`TPS的消息吞吐量。-保證消息的至少一次傳遞。-提供消息重試機(jī)制和死信隊(duì)列。-說(shuō)明核心組件（生產(chǎn)者、消費(fèi)者、Broker、Topic）、數(shù)據(jù)一致性協(xié)議（如ISR）及故障恢復(fù)方案。3.題目：設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)時(shí)推薦系統(tǒng)，輸入用戶行為日志（如點(diǎn)擊、購(gòu)買），輸出個(gè)性化推薦結(jié)果。要求：-支持`10萬(wàn)`并發(fā)用戶請(qǐng)求。-推薦算法需兼顧實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性（如協(xié)同過(guò)濾+深度學(xué)習(xí)）。-說(shuō)明數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案（如Redis+HBase）、計(jì)算框架（如Spark/Flink）及離線與在線結(jié)合的架構(gòu)。三、數(shù)據(jù)庫(kù)與分布式（共4題，每題15分，總分60分）1.題目：解釋MySQL中的`事務(wù)`、`隔離級(jí)別`（讀未提交、讀已提交、可重復(fù)讀、串行化）及`MVCC`（多版本并發(fā)控制）的實(shí)現(xiàn)原理。舉例說(shuō)明`臟讀`、`不可重復(fù)讀`、`幻讀`的場(chǎng)景。2.題目：設(shè)計(jì)一個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)分片方案，要求：-支持`1000`萬(wàn)用戶數(shù)據(jù)，分片鍵為`user_id`。-考慮分片鍵的哈希取模、范圍分片等方案，說(shuō)明優(yōu)缺點(diǎn)。-描述跨分片查詢的解決方案及數(shù)據(jù)一致性問(wèn)題。3.題目：如何優(yōu)化SQL查詢性能？給出至少`3`個(gè)具體方案，如：-索引設(shè)計(jì)（主鍵、外鍵、組合索引）。-查詢優(yōu)化（`EXPLAIN`分析、`JOIN`類型選擇）。-緩存策略（Redis+MySQL）。4.題目：解釋`分布式鎖`的幾種實(shí)現(xiàn)方式（基于Redis、Zookeeper、數(shù)據(jù)庫(kù)）及`Redis`分布式鎖的`Lua`腳本防死鎖方案。四、網(wǎng)絡(luò)與安全（共3題，每題15分，總分45分）1.題目：解釋TCP的三次握手和四次揮手過(guò)程，說(shuō)明每個(gè)階段的作用及可能出現(xiàn)的異常場(chǎng)景（如`TIME_WAIT`狀態(tài)）。2.題目：如何實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的HTTPS加密通信？說(shuō)明`非對(duì)稱加密`、`對(duì)稱加密`、`證書`（`CA`簽發(fā)）及`TLS`握手過(guò)程。3.題目：列舉常見的Web安全漏洞（如`XSS`、`CSRF`、`SQL注入`），并給出防護(hù)措施。例如，`XSS`可通過(guò)`HTML實(shí)體編碼`、`CSP`（內(nèi)容安全策略）防御。五、編程題（共3題，每題20分，總分60分）1.題目：用Python或Java實(shí)現(xiàn)快速排序算法，要求：-手寫代碼，不得使用庫(kù)函數(shù)。-說(shuō)明遞歸與迭代兩種實(shí)現(xiàn)方式，并分析時(shí)間復(fù)雜度。2.題目：實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的LRU緩存類，支持`get`和`put`方法。要求：-使用`HashMap`和`LinkedList`實(shí)現(xiàn)。-提供`put`時(shí)刪除最久未使用節(jié)點(diǎn)的邏輯。3.題目：設(shè)計(jì)一個(gè)算法，輸入一個(gè)`n`層二叉樹，輸出所有從根到葉子的路徑。例如，`n=3`的二叉樹，輸出`["1->2->4","1->3"]`。答案與解析一、編程語(yǔ)言與基礎(chǔ)算法1.回文刪除題代碼示例（Python）：pythondefvalid_palindrome(s:str)->bool:defis_palindrome(i,j):whilei<j:ifs[i]!=s[j]:returnFalsei+=1j-=1returnTruei,j=0,len(s)-1whilei<j:ifs[i]!=s[j]:returnis_palindrome(i+1,j)oris_palindrome(i,j-1)i+=1j-=1returnTrue解析：-雙指針從兩端向中間遍歷，遇到不匹配時(shí)嘗試刪除左或右字符，任一子串為回文即返回`True`。-時(shí)間復(fù)雜度：`O(n)`，`is_palindrome`函數(shù)最多調(diào)用`O(n)`次。2.整數(shù)轉(zhuǎn)羅馬數(shù)字代碼示例（Python）：pythondefint_to_roman(num:int)->str:val=[1000,900,500,400,100,90,50,40,10,9,5,4,1]syms=["M","CM","D","CD","C","XC","L","XL","X","IX","V","IV","I"]roman=''foriinrange(len(val)):whilenum>=val[i]:roman+=syms[i]num-=val[i]returnroman解析：-列表`val`和`syms`按從大到小排列，貪心算法從高位到低位匹配羅馬數(shù)字符號(hào)。-時(shí)間復(fù)雜度：`O(1)`，最多循環(huán)12次。3.三數(shù)之和代碼示例（Python）：pythondefthree_sum(nums,target):nums.sort()n=len(nums)res=[]foriinrange(n):ifi>0andnums[i]==nums[i-1]:continueleft,right=i+1,n-1whileleft<right:total=nums[i]+nums[left]+nums[right]iftotal==target:res.append([nums[i],nums[left],nums[right]])whileleft<rightandnums[left]==nums[left+1]:left+=1whileleft<rightandnums[right]==nums[right-1]:right-=1left+=1right-=1eliftotal<target:left+=1else:right-=1returnres解析：-先排序，雙指針`left`和`right`從兩端向中間移動(dòng)，避免重復(fù)解。-時(shí)間復(fù)雜度：`O(n^2)`。4.LRU緩存代碼示例（Python）：pythonclassLRUCache:def__init__(self,capacity:int):self.cache={}self.capacity=capacityself.head,self.tail=Node(0,0),Node(0,0)self.head.next=self.tailself.tail.prev=self.headclassNode:def__init__(self,key,value):self.key=keyself.value=valueself.prev,self.next=None,Nonedefget(self,key:int)->int:ifkeyinself.cache:node=self.cache[key]self._remove(node)self._add(node)returnnode.valuereturn-1defput(self,key:int,value:int)->None:ifkeyinself.cache:self._remove(self.cache[key])node=self.Node(key,value)self.cache[key]=nodeself._add(node)iflen(self.cache)>self.capacity:lru=self.tail.prevself._remove(lru)delself.cache[lru.key]def_remove(self,node):delself.cache[node.key]node.prev.next=node.nextnode.next.prev=node.prevdef_add(self,node):node.next=self.head.nextnode.next.prev=nodeself.head.next=nodenode.prev=self.head解析：-雙向鏈表+哈希表實(shí)現(xiàn)，`get`時(shí)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)到頭部，`put`時(shí)刪除最久未使用節(jié)點(diǎn)。-時(shí)間復(fù)雜度：`O(1)`。5.判斷鏈表環(huán)代碼示例（Python）：pythonclassListNode:def__init__(self,x):self.val=xself.next=Nonedefdetect_cycle(head:ListNode)->ListNode:slow,fast=head,headwhilefastandfast.next:slow=slow.nextfast=fast.next.nextifslow==fast:slow=headwhileslow!=fast:slow=slow.nextfast=fast.nextreturnslowreturnNone解析：-快慢指針?lè)?，`slow`每次走1步，`fast`每次走2步，相遇時(shí)從頭部重新遍歷找入環(huán)點(diǎn)。-時(shí)間復(fù)雜度：`O(n)`，空間復(fù)雜度：`O(1)`。二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.短鏈接系統(tǒng)設(shè)計(jì)核心思路：-使用`hash`算法（如`MD5`+`Base62`）將長(zhǎng)URL映射為短碼，如`/a1b2c3`。-數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：Redis存儲(chǔ)短碼與長(zhǎng)URL的映射，分布式緩存熱點(diǎn)數(shù)據(jù)。-分布式部署：使用`Nginx`負(fù)載均衡，分片存儲(chǔ)到不同Broker（如Kafka），避免單點(diǎn)故障。-安全性：HTTPS加密傳輸，短鏈接有效期控制。2.消息隊(duì)列設(shè)計(jì)核心組件：-生產(chǎn)者：向Broker發(fā)送消息，支持異步發(fā)送、重試機(jī)制。-Broker：存儲(chǔ)消息（如Topic分片），使用ISR（In-SyncReplicas）保證高可用。-消費(fèi)者：拉取或推送消息，支持手動(dòng)/自動(dòng)確認(rèn)。-數(shù)據(jù)一致性：通過(guò)`冪等性`（如消息簽名）、`事務(wù)消息`（如RocketMQ）保證至少一次傳遞。3.實(shí)時(shí)推薦系統(tǒng)設(shè)計(jì)架構(gòu)：-離線：使用`Spark`計(jì)算用戶畫像、協(xié)同過(guò)濾模型。-在線：`Redis`存儲(chǔ)實(shí)時(shí)推薦結(jié)果，`Flink`處理實(shí)時(shí)流數(shù)據(jù)。-數(shù)據(jù)流：用戶行為日志→`Kafka`→`Flink`→`Redis`（推薦結(jié)果）→前端。三、數(shù)據(jù)庫(kù)與分布式1.事務(wù)與MVCC隔離級(jí)別：-讀未提交：可能出現(xiàn)臟讀（未提交數(shù)據(jù)被讀?。?。-讀已提交：避免臟讀，但不可重復(fù)讀（同一事務(wù)內(nèi)多次讀取結(jié)果不同）。-可重復(fù)讀：使用MVCC，保證同一事務(wù)內(nèi)讀取一致。-串行化：完全隔離，但性能最低。解析：-MySQL默認(rèn)`InnoDB`使用`可重復(fù)讀`，通過(guò)`ReadView`實(shí)現(xiàn)MVCC，記錄`updatetime`和`trx_id`判斷數(shù)據(jù)版本。2.分布式分片方案方案：-哈希分片：`user_id%N`，均分?jǐn)?shù)據(jù)，但跨分片查詢效率低。-范圍分片：按`user_id`范圍分片（如`1-10000`、`10001-20000`），適合有序查詢。解析：-跨分片查詢需使用`ShardingKey`關(guān)聯(lián)所有分片，如`user_id`關(guān)聯(lián)訂單表需傳遞`user_id`。3.SQL優(yōu)化方案-索引優(yōu)化：如`user_id`作為主鍵，`order_id`作為外鍵。-查詢優(yōu)化：避免`SELECT`，使用`EXPLAIN`分析執(zhí)行計(jì)劃，優(yōu)先`JOIN`類型為`indexscan`。-緩存策略：熱點(diǎn)數(shù)據(jù)如`用戶信息`存入`Redis`，減少DB查詢。4.分布式鎖實(shí)現(xiàn)Redis方案：luaifredis.call("get",KEYS[1])==ARGV[1]thenredis.call("set",KEYS[1],ARGV[1],"NX","EX",10)return1elsereturn0end解析：-使用`Lua`腳本保證原子性，`NX`表示不存在時(shí)才設(shè)置，`EX`設(shè)置過(guò)期時(shí)間防止死鎖。四、網(wǎng)絡(luò)與安全1.TCP三次握手-第一次：客戶端發(fā)送`SYN=1,seq=x`。-第二次：服務(wù)器回復(fù)`SYN=1,ACK=1,seq=y,ack=x+1`。-第三次：客戶端回復(fù)`ACK=1,ack=y+1`。解析：-建立`連接確認(rèn)`，防止歷史連接請(qǐng)求重發(fā)。2.HTTPS實(shí)現(xiàn)-非對(duì)稱加密：客戶端用`公鑰`加密數(shù)據(jù)，服務(wù)器用`私鑰`解密。-對(duì)稱加密：會(huì)話密鑰用非對(duì)稱加密傳輸，后續(xù)數(shù)據(jù)用`AES`傳輸。-證書：`CA`簽發(fā)證書，驗(yàn)證服務(wù)器身份。3.Web安全防護(hù)-`XSS`：輸入過(guò)濾（如`HTML實(shí)體編碼`）、`CSP`（限制腳本來(lái)源）。-`CSRF`：`Token`驗(yàn)證、`SameSite`