2026年軟件工程師筆試面試題庫(kù)及解析一、編程語(yǔ)言基礎(chǔ)（共5題，每題10分）1.1題目（Java）：編寫(xiě)一個(gè)Java方法，判斷一個(gè)字符串是否為有效的括號(hào)組合（只考慮`()`、`[]`、`{}`）。例如，`"()[]{}"`是有效的，而`"(]"`是無(wú)效的。1.2題目（C++）：在C++中，使用`std::vector`實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù)，返回一個(gè)整數(shù)數(shù)組的所有子集。例如，輸入`[1,2,3]`，輸出`[[],[1],[2],[3],[1,2],[1,3],[2,3],[1,2,3]]`。1.3題目（Python）：用Python實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù)，統(tǒng)計(jì)一個(gè)列表中所有重復(fù)元素的出現(xiàn)次數(shù)，返回一個(gè)字典。例如，輸入`[1,2,2,3,3,3]`，輸出`{2:2,3:3}`。1.4題目（JavaScript）：編寫(xiě)一個(gè)JavaScript函數(shù)，將一個(gè)JSON字符串解析為對(duì)象，并處理可能出現(xiàn)的`null`值，返回一個(gè)默認(rèn)對(duì)象（如`{}`）。1.5題目（Go）：在Go中，使用`slice`實(shí)現(xiàn)一個(gè)快速排序算法，對(duì)整數(shù)切片進(jìn)行排序。答案及解析1.1Java答案：javapublicbooleanisValid(Strings){Stack<Character>stack=newStack<>();for(charc:s.toCharArray()){if(c=='('||c=='['||c=='{'){stack.push(c);}elseif(c==')'&&stack.isEmpty()||c==']'&&stack.peek()!='['||c=='}'&&stack.peek()!='{'){returnfalse;}else{stack.pop();}}returnstack.isEmpty();}解析：使用棧結(jié)構(gòu)匹配括號(hào)，遍歷字符串，遇到左括號(hào)入棧，右括號(hào)時(shí)檢查棧頂是否匹配，若不匹配或棧為空則無(wú)效。最終棧為空則有效。1.2C++答案：cppinclude<vector>usingnamespacestd;vector<vector<int>>subsets(vector<int>&nums){vector<vector<int>>res;vector<int>path;backtrack(nums,0,path,res);returnres;}voidbacktrack(vector<int>&nums,intstart,vector<int>&path,vector<vector<int>>&res){res.push_back(path);for(inti=start;i<nums.size();++i){path.push_back(nums[i]);backtrack(nums,i+1,path,res);path.pop_back();}}解析：遞歸回溯法生成所有子集，`start`參數(shù)避免重復(fù)子集，`path`記錄當(dāng)前子集。1.3Python答案：pythondefcount_duplicates(lst):return{x:lst.count(x)forxinlstiflst.count(x)>1}解析：遍歷列表，用`count`統(tǒng)計(jì)每個(gè)元素出現(xiàn)次數(shù)，過(guò)濾掉唯一元素。1.4JavaScript答案：javascriptfunctionparseJSON(jsonStr){try{returnJSON.parse(jsonStr)||{};}catch(e){return{};}}解析：嘗試解析JSON，若失敗返回默認(rèn)對(duì)象。1.5Go答案：gofuncquickSort(arr[]int)[]int{iflen(arr)<=1{returnarr;}pivot:=arr[len(arr)/2];left,right:=0,len(arr)-1;fori:=rangearr{ifarr[i]<pivot{arr[i],arr[left]=arr[left],arr[i];left++;}elseifarr[i]>pivot{arr[i],arr[right]=arr[right],arr[i];right--;}}quickSort(arr[:left]);quickSort(arr[right+1:]);returnarr;}解析：標(biāo)準(zhǔn)快速排序?qū)崿F(xiàn)，分治法遞歸排序。二、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法（共6題，每題15分）2.1題目（鏈表）：設(shè)計(jì)一個(gè)單鏈表，實(shí)現(xiàn)`removeNthFromEnd`函數(shù)，刪除從尾部數(shù)第`n`個(gè)節(jié)點(diǎn)。例如，`1->2->3->4->5`，`n=2`后為`1->2->3->5`。2.2題目（樹(shù)）：給定一個(gè)二叉搜索樹(shù)，實(shí)現(xiàn)`search`函數(shù)，查找一個(gè)節(jié)點(diǎn)的值是否存在。2.3題目（哈希表）：設(shè)計(jì)一個(gè)LRU緩存機(jī)制，支持`get`和`put`操作，容量為`capacity`。2.4題目（動(dòng)態(tài)規(guī)劃）：編寫(xiě)一個(gè)函數(shù)，計(jì)算斐波那契數(shù)列的第`n`項(xiàng)（動(dòng)態(tài)規(guī)劃優(yōu)化）。2.5題目（貪心算法）：給定一個(gè)非負(fù)整數(shù)數(shù)組，每次可以選擇一個(gè)元素減半（如`[1,2,3]`），最少操作次數(shù)使所有元素為1。2.6題目（圖）：實(shí)現(xiàn)一個(gè)無(wú)向圖的深度優(yōu)先搜索（DFS），返回遍歷順序。答案及解析2.1鏈表答案：javapublicListNoderemoveNthFromEnd(ListNodehead,intn){ListNodedummy=newListNode(0);dummy.next=head;ListNodefast=dummy,slow=dummy;for(inti=0;i<n;++i){fast=fast.next;}while(fast!=null){fast=fast.next;slow=slow.next;}slow.next=slow.next.next;returndummy.next;}解析：雙指針?lè)?，`fast`先走`n`步，`slow`與`fast`同步移動(dòng)，刪除`slow`的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。2.2樹(shù)答案：pythonclassTreeNode:def__init__(self,val=0,left=None,right=None):self.val=valself.left=leftself.right=rightdefsearch(root,target):ifnotroot:returnFalseifroot.val==target:returnTruereturnsearch(root.left,target)orsearch(root.right,target)解析：遞歸遍歷BST，左子樹(shù)值小于根，右子樹(shù)值大于根，高效查找。2.3LRU緩存答案：pythonclassLRUCache:def__init__(self,capacity:int):self.capacity=capacityself.cache={}self.order=[]defget(self,key:int)->int:ifkeynotinself.cache:return-1self.order.remove(key)self.order.append(key)returnself.cache[key]defput(self,key:int,value:int)->None:ifkeyinself.cache:self.order.remove(key)eliflen(self.cache)==self.capacity:self.cache.pop(self.order.pop(0))self.cache[key]=valueself.order.append(key)解析：哈希表記錄鍵值，列表維護(hù)訪問(wèn)順序，`get`時(shí)移動(dòng)鍵，`put`時(shí)淘汰最久未使用鍵。2.4斐波那契答案：javapublicintfib(intn){if(n<=1)returnn;int[]dp=newint[n+1];dp[0]=0;dp[1]=1;for(inti=2;i<=n;++i){dp[i]=dp[i-1]+dp[i-2];}returndp[n];}解析：動(dòng)態(tài)規(guī)劃記錄前兩項(xiàng)，避免重復(fù)計(jì)算。2.5貪心算法答案：pythondefhalveArray(nums):total=sum(nums)count=0nums.sort(reverse=True)fornuminnums:total-=num/2count+=1iftotal<=0:breakreturncount解析：每次減半最大數(shù)，累加操作次數(shù)，直到總和≤0。2.6圖DFS答案：javascriptfunctiondfs(graph,start,visited=newSet()){visited.add(start);console.log(start);for(letneighborofgraph[start]){if(!visited.has(neighbor)){dfs(graph,neighbor,visited);}}}解析：遞歸遍歷鄰接表，標(biāo)記已訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)，按深度順序輸出。三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)（共4題，每題20分）3.1題目：設(shè)計(jì)一個(gè)高并發(fā)的短鏈接服務(wù)，要求支持實(shí)時(shí)生成短鏈接、快速跳轉(zhuǎn)、數(shù)據(jù)備份。3.2題目：實(shí)現(xiàn)一個(gè)實(shí)時(shí)消息推送系統(tǒng)，支持多用戶訂閱、離線消息存儲(chǔ)、消息分發(fā)給訂閱者。3.3題目：設(shè)計(jì)一個(gè)分布式計(jì)數(shù)器服務(wù)，要求支持高并發(fā)、原子更新、數(shù)據(jù)一致性。3.4題目：實(shí)現(xiàn)一個(gè)秒殺系統(tǒng)，要求支持限流、分布式鎖、冪等性。答案及解析3.1短鏈接服務(wù)答案：1.生成短鏈接：使用`hashing`（如MD5+base62）將長(zhǎng)URL映射為短碼，如`/a1b2`。2.跳轉(zhuǎn)：前端查數(shù)據(jù)庫(kù)（Redis緩存+關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)持久化）映射短碼到長(zhǎng)URL。3.備份：定時(shí)將Redis數(shù)據(jù)同步到磁盤(pán)，使用`Sharding`（如Consul+etcd）實(shí)現(xiàn)高可用。3.2消息推送系統(tǒng)答案：1.訂閱：用戶ID+主題存入Redis，使用`Pub/Sub`（如RabbitMQ）。2.離線存儲(chǔ)：未在線用戶消息存入消息隊(duì)列，上線后重發(fā)。3.分發(fā)：消息隊(duì)列按訂閱關(guān)系推送到客戶端WebSocket。3.3分布式計(jì)數(shù)器答案：1.原子更新：Redis`INCR`命令或ZooKeeper`CountNode`。2.一致性：使用分布式鎖（如Redlock算法）或Raft協(xié)議保證數(shù)據(jù)同步。3.4秒殺系統(tǒng)答案：1.限流：Redis`RateLimiter`或令牌桶算法。2.分布式鎖：使用`Redis`或`ZooKeeper`實(shí)現(xiàn)互斥。3.冪等性：請(qǐng)求去重（如數(shù)據(jù)庫(kù)唯一索引或Redis`SETNX`）。四、數(shù)據(jù)庫(kù)與中間件（共5題，每題15分）4.1題目：設(shè)計(jì)一個(gè)高并發(fā)的訂單表，要求支持高并發(fā)寫(xiě)入、數(shù)據(jù)一致性和查詢優(yōu)化。4.2題目：實(shí)現(xiàn)一個(gè)消息隊(duì)列（如Kafka），如何保證消息不丟失、不重復(fù)且有序？4.3題目：優(yōu)化一個(gè)慢查詢SQL：`SELECTFROMordersWHEREstatus='pending'ANDcreated_at>NOW()-INTERVAL1HOUR;`4.4題目：設(shè)計(jì)一個(gè)分布式緩存架構(gòu)，使用Redis和Memcached，如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步？4.5題目：解釋MySQL事務(wù)的ACID特性，并舉例說(shuō)明隔離級(jí)別。答案及解析4.1訂單表設(shè)計(jì)答案：1.寫(xiě)入優(yōu)化：使用`InnoDB`引擎+`事務(wù)`，批量寫(xiě)入+`主從復(fù)制`分?jǐn)倝毫Α?.一致性：`行鎖`避免并發(fā)沖突，`樂(lè)觀鎖`（版本號(hào)）減少鎖競(jìng)爭(zhēng)。4.2Kafka保證答案：1.不丟失：生產(chǎn)者`acks=all`+`ISR`副本。2.不重復(fù)：生產(chǎn)者`冪等性`（`enable.idempotence=true`）。3.有序：?jiǎn)畏謪^(qū)保證順序，多分區(qū)需業(yè)務(wù)側(cè)聚合。4.3SQL優(yōu)化答案：sqlEXPLAINSELECTid,status,created_atFROMordersWHEREstatus='pending'ANDcreated_at>NOW()-INTERVAL1HOUR;-添加`status`和`created_at`索引。-避免`SELECT`，僅查詢必要列。4.4緩存同步答案：-Redis：通過(guò)`Pub/Sub`或`RedisStreams`同步數(shù)據(jù)變更。-Memcached：手動(dòng)同步，不推薦，優(yōu)先使用Redis。4.5事務(wù)ACID答案：-原子性：`BEGINTRANSACTION;...COMMIT;`失敗則回滾。-一致性：`外鍵約束`+`觸發(fā)器`保證數(shù)據(jù)邏輯正確。-隔離性：`隔離級(jí)別`（`REPEATABLEREAD`避免幻讀）。-持久性：`RedundantStorage`（如磁盤(pán)鏡像）。五、綜合編程（共3題，每題25分）5.1題目：實(shí)現(xiàn)一個(gè)LRU緩存，要求支持自定義過(guò)期時(shí)間（如`set(key,value,expire)`）。5.2題目：編寫(xiě)一個(gè)函數(shù)，檢測(cè)一個(gè)字符串是否為回文，忽略大小寫(xiě)和空格。5.3題目：設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的分布式任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)，支持定時(shí)任務(wù)和延遲任務(wù)。答案及解析5.1LRU緩存帶過(guò)期答案：pythonclassLRUCache:def__init__(self,capacity:int):self.capacity=capacityself.cache={}self.order=[]self.expiry={}defset(self,key,value,expire=None):ifkeyinself.cache:self.order.remove(key)eliflen(self.cache)==self.capacity:oldest_key=self.order.pop(0)ifoldest_keyinself.expiry:delself.expiry[oldest_key]delself.cache[oldest_key]self.cache[key]=valueself.order.append(key)ifexpire:self.expiry[key]=time.time()+expiredefget(self,key):ifkeynotinself.cache:return-1self.order.remove(key)self.order.append(key)ifkeyinself.expiryandtime.time()>self.expiry[key]:delself.cache[key]delself.expiry[key]return-1returnself.cache[key]解析：增加過(guò)期時(shí)間字段，`get`時(shí)檢查是否過(guò)期。5.2回文檢測(cè)答案：javapublicbool