2026年軟件工程師技術(shù)面試題及解答指南一、編程語言基礎(chǔ)（3題，每題10分，共30分）題目1：請用Python編寫一個函數(shù)，接收一個字符串列表，返回其中所有包含重復(fù)字符的字符串。例如，輸入`["abc","aab","xyz","aabb"]`，輸出`["aab","aabb"]`。要求不使用額外的庫函數(shù)，時間復(fù)雜度盡可能低。題目2：在Java中，編寫一個方法，接收一個整數(shù)數(shù)組，返回一個新數(shù)組，其中包含原數(shù)組中所有奇數(shù)的平方。例如，輸入`[1,2,3,4,5]`，輸出`[1,9,25]`。要求原地修改數(shù)組時，不使用額外的數(shù)組空間。題目3：用C++實現(xiàn)一個類`UniqueVector`，繼承自`std::vector`，并重寫`push_back`方法，確保插入的元素在向量中唯一（即不允許重復(fù)）。如果嘗試插入重復(fù)元素，則不添加并返回`false`，否則添加并返回`true`。要求使用標(biāo)準(zhǔn)庫，不使用第三方庫。二、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法（4題，每題15分，共60分）題目4：設(shè)計一個LRU（最近最少使用）緩存，容量為`capacity`。支持`get(key)`和`put(key,value)`操作。要求使用雙向鏈表和哈希表實現(xiàn)，`get`和`put`操作的時間復(fù)雜度為O(1)。題目5：給定一個整數(shù)數(shù)組，返回所有和為`target`的三個不同索引的組合。例如，輸入`[2,7,11,15,-2]`，`target=9`，輸出`[[0,1,2],[2,3,4]]`。要求不使用重復(fù)的組合，可以假設(shè)數(shù)組中元素唯一。題目6：編寫一個函數(shù)，判斷一個二叉樹是否是平衡二叉樹（即任意節(jié)點的左右子樹高度差不超過1）。要求使用后序遍歷實現(xiàn)，時間復(fù)雜度為O(n)。題目7：實現(xiàn)一個字符串的子串搜索算法，要求不使用KMP或Boyer-Moore算法，而是手動實現(xiàn)樸素算法。例如，輸入`text="ABCDABCDABDE"`，`pattern="ABCDABD"`，輸出`6`（子串從第6個字符開始匹配）。三、系統(tǒng)設(shè)計與架構(gòu)（3題，每題20分，共60分）題目8：設(shè)計一個簡單的短鏈接服務(wù)（如`t.co`）。要求支持：1.將長URL轉(zhuǎn)換為短URL，短URL長度不超過6位。2.通過短URL快速解析回原始長URL。3.考慮高并發(fā)場景下的性能和可用性，簡述主要技術(shù)選型（如數(shù)據(jù)庫、緩存、負載均衡）。題目9：設(shè)計一個消息隊列系統(tǒng)（如Kafka的簡化版），要求支持：1.生產(chǎn)者發(fā)送消息，消費者拉取消息。2.消息持久化到磁盤，防止數(shù)據(jù)丟失。3.實現(xiàn)至少一次傳遞（at-least-oncedelivery）的機制。簡述如何避免重復(fù)消費。題目10：設(shè)計一個高并發(fā)的秒殺系統(tǒng)，要求：1.支持高并發(fā)請求（如每秒10萬+）。2.防止超賣和重復(fù)購買。3.簡述數(shù)據(jù)庫選型、緩存策略和限流方案。四、數(shù)據(jù)庫與存儲（2題，每題25分，共50分）題目11：設(shè)計一個電商訂單表`orders`，要求：1.包含`id`（主鍵）、`user_id`、`product_id`、`price`、`status`（如待支付、已支付）、`create_time`。2.`status`字段需要支持快速查詢（如統(tǒng)計“已支付”訂單數(shù)量）。3.說明如何優(yōu)化查詢性能（如索引設(shè)計、分區(qū)策略）。題目12：假設(shè)你需要存儲大量的用戶行為日志（如點擊、瀏覽），設(shè)計一個合適的存儲方案：1.選擇合適的數(shù)據(jù)庫類型（關(guān)系型、NoSQL或混合）。2.說明數(shù)據(jù)模型設(shè)計（如表結(jié)構(gòu)或文檔結(jié)構(gòu)）。3.如何應(yīng)對數(shù)據(jù)量增長帶來的挑戰(zhàn)（如分表、分庫）。五、網(wǎng)絡(luò)與安全（2題，每題25分，共50分）題目13：解釋HTTP/2與HTTP/1.1的主要區(qū)別，并說明為什么HTTP/2能提升網(wǎng)站性能。要求結(jié)合TCP連接、頭部壓縮、多路復(fù)用等概念。題目14：設(shè)計一個防止SQL注入的方案，要求：1.說明常見的SQL注入攻擊方式。2.如何通過參數(shù)化查詢或ORM框架防御。3.簡述其他安全措施（如WAF、權(quán)限控制）。答案與解析一、編程語言基礎(chǔ)題目1：pythondeffind_duplicates(strings):seen=set()duplicates=[]forsinstrings:ifany(cinseenforcins):duplicates.append(s)forcins:seen.add(c)returnduplicates解析：-使用集合`seen`記錄已遍歷的字符，遍歷每個字符串時檢查是否有重復(fù)字符。-時間復(fù)雜度O(NM)，N為字符串?dāng)?shù)量，M為字符串最大長度。可優(yōu)化為哈希表記錄字符頻率，但題目要求不使用庫函數(shù)。題目2：javapublicstaticint[]squareOdds(int[]arr){intn=0;for(intnum:arr){if(num%2!=0){arr[n++]=numnum;}}returnArrays.copyOf(arr,n);}解析：-先統(tǒng)計奇數(shù)數(shù)量`n`，然后原地修改數(shù)組，最后復(fù)制前`n`個元素。避免使用額外數(shù)組空間。題目3：cppinclude<vector>include<unordered_set>classUniqueVector:publicstd::vector<int>{public:boolpush_back(intvalue)override{if(std::find(this->begin(),this->end(),value)!=this->end()){returnfalse;}std::vector<int>::push_back(value);returntrue;}};解析：-重寫`push_back`，使用`std::find`檢查元素是否已存在。注意`std::find`的時間復(fù)雜度為O(n)，可進一步優(yōu)化為哈希表。二、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法題目4：cppclassLRUCache{private:structNode{intkey,value;Nodeprev,next;Node(intk,intv):key(k),value(v),prev(nullptr),next(nullptr){}};unordered_map<int,Node>cache;Nodehead=newNode(0,0),tail=newNode(0,0);intcapacity;public:LRUCache(intc):capacity(c){head->next=tail;tail->prev=head;}intget(intkey){autoit=cache.find(key);if(it==cache.end())return-1;Nodenode=it->second;moveToHead(node);returnnode->value;}voidput(intkey,intvalue){autoit=cache.find(key);if(it!=cache.end()){Nodenode=it->second;node->value=value;moveToHead(node);}else{if(cache.size()==capacity){removeTail();}NodenewNode=newNode(key,value);cache[key]=newNode;addToHead(newNode);}}voidmoveToHead(Nodenode){removeNode(node);addToHead(node);}voidaddToHead(Nodenode){node->next=head->next;node->prev=head;head->next->prev=node;head->next=node;}voidremoveNode(Nodenode){node->prev->next=node->next;node->next->prev=node->prev;}voidremoveTail(){NodetailPrev=tail->prev;removeNode(tailPrev);cache.erase(tailPrev->key);deletetailPrev;}};解析：-使用雙向鏈表維護LRU順序，哈希表記錄鍵值對，確保O(1)操作。`moveToHead`表示節(jié)點被訪問，`removeTail`用于淘汰最久未使用節(jié)點。題目5：pythondefthree_sum(nums,target):nums.sort()result=[]n=len(nums)foriinrange(n-2):ifi>0andnums[i]==nums[i-1]:continueleft,right=i+1,n-1whileleft<right:total=nums[i]+nums[left]+nums[right]iftotal==target:result.append([i,left,right])whileleft<rightandnums[left]==nums[left+1]:left+=1whileleft<rightandnums[right]==nums[right-1]:right-=1left+=1right-=1eliftotal<target:left+=1else:right-=1returnresult解析：-排序后使用雙指針，避免重復(fù)組合。跳過重復(fù)值以減少無效計算。題目6：javaclassTreeNode{intval;TreeNodeleft,right;TreeNode(intx){val=x;}}publicbooleanisBalanced(TreeNoderoot){returncheckHeight(root)!=-1;}privateintcheckHeight(TreeNodenode){if(node==null)return0;intleftHeight=checkHeight(node.left);if(leftHeight==-1)return-1;intrightHeight=checkHeight(node.right);if(rightHeight==-1)return-1;if(Math.abs(leftHeight-rightHeight)>1)return-1;returnMath.max(leftHeight,rightHeight)+1;}解析：-后序遍歷檢查每個節(jié)點的左右子樹高度差，若不平衡返回-1。整體時間復(fù)雜度O(n)。題目7：pythondefnaive_substring_search(text,pattern):n,m=len(text),len(pattern)foriinrange(n-m+1):match=Trueforjinrange(m):iftext[i+j]!=pattern[j]:match=Falsebreakifmatch:returnireturn-1解析：-暴力匹配，遍歷文本中所有可能的起始位置，檢查是否匹配模式。時間復(fù)雜度O(nm)。三、系統(tǒng)設(shè)計與架構(gòu)題目8：設(shè)計短鏈接服務(wù)：1.URL轉(zhuǎn)換：-使用哈希函數(shù)（如MD5）將長URL生成固定長度的短碼（如`base62`編碼）。-例如，`MD5("")`→`5f4dcc3b5aa765d61d8327deb882cf99`→`http://t.co/abc123`。2.數(shù)據(jù)庫設(shè)計：-表結(jié)構(gòu)：`id`（自增），`short_code`（唯一，如6位字母數(shù)字組合），`long_url`（文本）。-索引：`short_code`為主鍵索引。3.緩存：-使用Redis緩存熱點短鏈接，減少數(shù)據(jù)庫查詢。4.高并發(fā)：-負載均衡分發(fā)請求，數(shù)據(jù)庫讀寫分離。-限流措施（如令牌桶算法）防止服務(wù)過載。題目9：消息隊列設(shè)計：1.生產(chǎn)者-消費者模型：-生產(chǎn)者將消息追加到持久化隊列（如RocksDB或LevelDB）。-消費者拉取消息，確認消費后刪除。2.至少一次傳遞：-消息持久化到磁盤，即使服務(wù)崩潰也能恢復(fù)。-消費者使用冪等性設(shè)計（如記錄已消費消息ID）。3.避免重復(fù)消費：-發(fā)送方添加唯一消息ID，消費方記錄ID防止重試。-狀態(tài)機控制消息狀態(tài)（待消費/已消費）。題目10：秒殺系統(tǒng)設(shè)計：1.數(shù)據(jù)庫選型：-使用MySQL+Redis緩存。Redis存儲用戶秒殺狀態(tài)。2.防超賣：-使用數(shù)據(jù)庫事務(wù)+行鎖（如`SELECT...FORUPDATE`）鎖定庫存。3.限流：-令牌桶算法限流，分布式鎖防止并發(fā)寫入。-預(yù)熱技術(shù)（如提前加載商品信息到內(nèi)存）。四、數(shù)據(jù)庫與存儲題目11：電商訂單表設(shè)計：1.表結(jié)構(gòu)：sqlCREATETABLEorders(idBIGINTAUTO_INCREMENTPRIMARYKEY,user_idBIGINT,product_idBIGINT,priceDECIMAL(10,2),statusENUM('pending','paid','shipped')NOTNULL,create_timeTIMESTAMPDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP);2.索引優(yōu)化：-`status`字段加索引：`INDEX(status)`。-聯(lián)合索引：`INDEX(user_id,status)`（用于統(tǒng)計用戶待支付訂單）。3.分區(qū)策略：-按時間分區(qū)（如按月分區(qū)），提高查詢性能。題目12：用戶行為日志存儲：1.