2026年微軟技術(shù)專家面試題庫及答案一、編程題（共5題，每題20分）1.題目：實現(xiàn)一個函數(shù)，輸入一個非負(fù)整數(shù)數(shù)組，返回數(shù)組中所有可能的子集。子集不能重復(fù)。例如：輸入`[1,2,3]`，輸出`[[],[1],[2],[1,2],[3],[1,3],[2,3],[1,2,3]]`。答案：pythondefsubsets(nums):result=[]subset=[]defbacktrack(index):result.append(subset.copy())foriinrange(index,len(nums)):subset.append(nums[i])backtrack(i+1)subset.pop()backtrack(0)returnresult解析：使用回溯算法（遞歸），通過遍歷所有可能的組合，避免重復(fù)。每層遞歸中，選擇當(dāng)前數(shù)字加入子集，或跳過，確保不遺漏任何組合。時間復(fù)雜度O(2^n)，空間復(fù)雜度O(n)。2.題目：給定一個字符串，判斷是否可以通過刪除一些字符使其變?yōu)榛匚拇Ｈ绻梢?，返回任意一種刪除方案。例如：輸入`"abca"`，輸出`"aba"`（刪除`c`）。答案：pythondefvalid_palindrome(s):left,right=0,len(s)-1delete_chars=[]whileleft<right:ifs[left]!=s[right]:delete_chars.append(s[left])ifs[left]notindelete_charselseNonedelete_chars.append(s[right])ifs[right]notindelete_charselseNoneright-=1else:left+=1right-=1return''.join([cforcinsifcnotindelete_chars])解析：雙指針法，從兩端向中間遍歷，當(dāng)字符不匹配時，記錄需要刪除的字符（保留先出現(xiàn)的）。最終返回刪除后形成的回文串。時間復(fù)雜度O(n)，空間復(fù)雜度O(n)。3.題目：實現(xiàn)一個Trie（前綴樹），支持插入、搜索和前綴搜索操作。例如：-`insert("apple")`-`search("apple")`→`True`-`search("app")`→`False`-`startsWith("app")`→`True`答案：pythonclassTrieNode:def__init__(self):self.children={}self.is_end=FalseclassTrie:def__init__(self):self.root=TrieNode()definsert(self,word):node=self.rootforcharinword:ifcharnotinnode.children:node.children[char]=TrieNode()node=node.children[char]node.is_end=Truedefsearch(self,word):node=self._find(word)returnnodeisnotNoneandnode.is_enddefstartsWith(self,prefix):returnself._find(prefix)isnotNonedef_find(self,word):node=self.rootforcharinword:ifcharnotinnode.children:returnNonenode=node.children[char]returnnode解析：Trie樹通過節(jié)點和子節(jié)點映射實現(xiàn)高效前綴搜索。插入時逐字符創(chuàng)建節(jié)點，搜索時逐字符匹配。時間復(fù)雜度O(m)，空間復(fù)雜度O(m)，其中m為單詞長度。4.題目：給定一個二叉樹，判斷其是否為平衡二叉樹（左右子樹高度差不超過1）。例如：3/\920/\157輸出`True`。答案：pythonclassTreeNode:def__init__(self,val=0,left=None,right=None):self.val=valself.left=leftself.right=rightdefis_balanced(root):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：遞歸計算左右子樹高度，同時判斷平衡性。若任意子樹不平衡或高度差超過1，則整棵樹不平衡。時間復(fù)雜度O(n)，空間復(fù)雜度O(h)，其中h為樹高度。5.題目：實現(xiàn)一個LRU（最近最少使用）緩存，支持`get`和`put`操作。例如：-`put(1,1)`→緩存為`{1:1}`-`put(2,2)`→緩存為`{1:1,2:2}`-`get(1)`→`1`-`put(3,3)`→哈希表更新為`{1:1,2:2,3:3}`，刪除最久未使用的`1`-`get(4)`→`-1`（未找到）答案：pythonclassLRUCache:def__init__(self,capacity:int):self.capacity=capacityself.cache={}self.order=[]defget(self,key:int)->int:ifkeyinself.cache:self.order.remove(key)self.order.append(key)returnself.cache[key]return-1defput(self,key:int,value:int)->None:ifkeyinself.cache:self.order.remove(key)self.cache[key]=valueself.order.append(key)iflen(self.cache)>self.capacity:oldest_key=self.order.pop(0)delself.cache[oldest_key]解析：使用哈希表存儲鍵值對，雙向列表維護(hù)使用順序。`get`操作將訪問的鍵移到末尾，`put`操作同樣將鍵移到末尾，若超出容量則刪除最久未使用的鍵。時間復(fù)雜度O(1)，空間復(fù)雜度O(capacity)。二、系統(tǒng)設(shè)計題（共3題，每題40分）1.題目：設(shè)計一個高并發(fā)的短鏈接生成服務(wù)。要求：-支持秒級訪問（如`/abc123`）-支持分布式部署-高可用性-支持鏈路追蹤（記錄訪問日志）答案：架構(gòu)設(shè)計：1.短鏈接生成：-使用自增ID+哈希算法（如Base62）將長鏈接轉(zhuǎn)換為短鏈接。-分布式ID生成器（如Snowflake算法）確保ID唯一性。2.緩存層：-Redis緩存熱點短鏈接，減少數(shù)據(jù)庫壓力。-設(shè)置過期時間（如5分鐘）。3.數(shù)據(jù)庫層：-分片存儲（按ID范圍分片），支持水平擴(kuò)展。-主從復(fù)制，保證高可用。4.鏈路追蹤：-Kafka消息隊列記錄訪問日志，Elasticsearch存儲。-可按短鏈接聚合統(tǒng)計訪問量。5.負(fù)載均衡：-Nginx分發(fā)請求，支持多副本部署。解析：短鏈接系統(tǒng)需兼顧性能和可擴(kuò)展性。自增ID+哈希算法高效生成短碼；Redis緩存熱點數(shù)據(jù)；分布式ID生成器解決并發(fā)問題；Kafka+Elasticsearch實現(xiàn)日志追蹤。分片和主從復(fù)制提升可用性。2.題目：設(shè)計一個支持百萬級用戶的實時消息通知系統(tǒng)。要求：-支持單聊、群聊、廣播-支持消息離線存儲-低延遲（秒級）-高并發(fā)處理答案：架構(gòu)設(shè)計：1.消息存儲：-MySQL存儲歷史消息（按用戶/群組分表）。-Redis緩存熱消息，加速讀取。2.消息隊列：-Kafka分發(fā)消息，支持消息重試。-消息抵達(dá)成批處理（如每100條）。3.實時推送：-WebSocket長連接（低延遲）。-FCM/APNS推送離線設(shè)備。4.同步機(jī)制：-分布式鎖（Redis）防止并發(fā)寫入沖突。-群聊使用Trie樹快速匹配成員。5.監(jiān)控與告警：-Prometheus+Grafana監(jiān)控延遲、錯誤率。解析：實時消息系統(tǒng)需平衡性能和可靠性。Kafka解決高并發(fā)寫入；WebSocket保證低延遲；MySQL+Redis存儲歷史數(shù)據(jù)；FCM/APNS處理離線設(shè)備。分布式鎖和Trie樹優(yōu)化同步和群聊性能。3.題目：設(shè)計一個支持百萬級用戶的在線音樂播放器。要求：-支持并發(fā)播放-支持個性化推薦-支持歌詞同步-高可用性答案：架構(gòu)設(shè)計：1.音視頻處理：-轉(zhuǎn)碼服務(wù)（FFmpeg）支持多種格式。-CDN分發(fā)音頻文件，減少服務(wù)器壓力。2.播放服務(wù)：-gRPC服務(wù)處理播放請求（高性能）。-WebSocket實時同步歌詞和進(jìn)度。3.個性化推薦：-Elasticsearch索引用戶行為（播放歷史、評分）。-協(xié)同過濾算法（如ALS）生成推薦列表。4.緩存層：-Redis緩存熱門歌曲和用戶畫像。-分片存儲用戶播放記錄（按ID范圍）。5.監(jiān)控與擴(kuò)容：-Hystrix實現(xiàn)服務(wù)降級。-Kubernetes動態(tài)擴(kuò)容播放節(jié)點。解析：在線音樂播放器需兼顧用戶體驗和系統(tǒng)擴(kuò)展性。CDN降低訪問延遲；gRPC和WebSocket優(yōu)化實時交互；Elasticsearch+協(xié)同過濾實現(xiàn)個性化推薦。分片存儲和Kubernetes提升可用性。三、數(shù)據(jù)庫題（共2題，每題30分）1.題目：設(shè)計一個電商平臺的訂單表，要求：-支持高并發(fā)寫入-支持按用戶、時間、商品查詢-支持事務(wù)性操作答案：sqlCREATETABLEorders(order_idBIGINTAUTO_INCREMENTPRIMARYKEY,user_idBIGINTNOTNULL,product_idBIGINTNOTNULL,amountDECIMAL(10,2)NOTNULL,order_timeTIMESTAMPDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP,statusENUM('pending','paid','shipped','completed','cancelled')NOTNULL,FOREIGNKEY(user_id)REFERENCESusers(user_id),FOREIGNKEY(product_id)REFERENCESproducts(product_id),INDEXidx_user_time(user_id,order_time),INDEXidx_product_time(product_id,order_time));解析：訂單表需支持高并發(fā)寫入和復(fù)雜查詢。自增主鍵+外鍵約束保證數(shù)據(jù)一致性；多索引優(yōu)化查詢性能（按用戶/商品/時間）；ENUM狀態(tài)字段限制枚舉值。2.題目：優(yōu)化以下SQL查詢：sqlSELECTproduct_id,COUNT()ASorder_countFROMordersWHEREorder_timeBETWEEN'2023-01-01'AND'2023-12-31'GROUPBYproduct_idORDERBYorder_countDESCLIMIT10;答案：1.分庫分表：-按`product_id`分表，減少單表數(shù)據(jù)量。2.物化視圖：-創(chuàng)建按月統(tǒng)計的物化視圖，預(yù)聚合數(shù)據(jù)。3.查詢優(yōu)化：sql--使用物化視圖SELECTproduct_id,order_countFROMmonthly_order_statsORDERBYorder_countDESCLIMIT10;4.緩存：-Redis緩存熱點查詢結(jié)果（如每日Top10商品）。解析：原始查詢執(zhí)行成本高，通過分庫分表、物化視圖和緩存優(yōu)化性能。物化視圖預(yù)計算聚合結(jié)果，減少實時計算開銷；Redis緩存高頻查詢結(jié)果。四、算法題（共2題，每題25分）1.題目：給定一個數(shù)組，返回所有和為target的4元組。例如：輸入`[1,2,3,4,5]`，target=10，輸出`[[1,2,3,4],[1,2,5,2]]`。答案：pythondeffour_sum(nums,target):nums.sort()result=[]n=len(nums)foriinrange(n-3):ifi>0andnums[i]==nums[i-1]:continueforjinrange(i+1,n-2):ifj>i+1andnums[j]==nums[j-1]:continueleft,right=j+1,n-1whileleft<right:s=nums[i]+nums[j]+nums[left]+nums[right]ifs==target:result.append([nums[i],num