2026年軟件工程師面試題集及解析一、編程題（共5題，每題10分）1.題目：編寫一個函數(shù)，實現(xiàn)快速排序算法。輸入一個整數(shù)數(shù)組，返回排序后的數(shù)組。要求：-不能使用內(nèi)置的排序函數(shù)。-時間復雜度盡可能低。-提供測試用例（例如：`[3,1,4,1,5,9,2,6]`）。2.題目：實現(xiàn)一個無重復字符的最長子串查找功能。輸入一個字符串，返回最長子串的長度。要求：-不能使用額外的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如哈希表）。-時間復雜度O(n)。-提供測試用例（例如：`"abcabcbb"`）。3.題目：編寫一個函數(shù)，判斷一個二叉樹是否為平衡二叉樹。平衡二叉樹的定義是：左右子樹的高度差不超過1。要求：-不能遞歸計算子樹高度。-時間復雜度O(n)。-提供測試用例（例如：`[3,9,20,null,null,15,7]`）。4.題目：實現(xiàn)一個LRU（最近最少使用）緩存。支持`get`和`put`操作。要求：-使用鏈表和哈希表結(jié)合實現(xiàn)。-`get`操作返回值在O(1)時間內(nèi)完成。-`put`操作在O(1)時間內(nèi)完成。-提供測試用例（例如：`put(1,1),put(2,2),get(1),put(3,3),get(2)`）。5.題目：編寫一個函數(shù)，實現(xiàn)二進制字符串的翻轉(zhuǎn)。輸入一個二進制字符串，返回翻轉(zhuǎn)后的字符串。要求：-不能使用內(nèi)置函數(shù)。-時間復雜度O(n)。-提供測試用例（例如：`"1101001"`）。二、算法題（共5題，每題10分）1.題目：給定一個鏈表，判斷是否存在循環(huán)。如果存在，返回循環(huán)的入口節(jié)點；否則返回null。要求：-不能使用額外的空間。-時間復雜度O(n)。-提供測試用例（例如：`[3,2,0,-4]`，表示鏈表3->2->0->-4->2...）。2.題目：實現(xiàn)一個二叉搜索樹的中序遍歷。要求：-不能遞歸實現(xiàn)。-使用迭代方法。-提供測試用例（例如：`[1,null,2,3]`，表示二叉樹1->null->2->3）。3.題目：編寫一個函數(shù)，實現(xiàn)字符串的壓縮。輸入一個字符串，返回壓縮后的字符串。要求：-壓縮后的字符串長度小于原字符串，則返回原字符串。-提供測試用例（例如：`"aabcccccaaa"`）。4.題目：實現(xiàn)一個動態(tài)規(guī)劃算法，計算斐波那契數(shù)列的第n項。要求：-不能使用遞歸。-時間復雜度O(n)。-提供測試用例（例如：`n=10`）。5.題目：編寫一個函數(shù)，實現(xiàn)字符串的子串查找。輸入兩個字符串，返回第一個字符串中第二個字符串的起始索引。要求：-不能使用內(nèi)置函數(shù)。-時間復雜度O(n)。-提供測試用例（例如：`"hello","ll"`）。三、系統(tǒng)設計題（共3題，每題15分）1.題目：設計一個短鏈接系統(tǒng)。輸入一個長鏈接，返回一個短鏈接；點擊短鏈接后，重定向到長鏈接。要求：-短鏈接長度不超過6位。-支持高并發(fā)訪問。-提供技術(shù)選型和實現(xiàn)思路。2.題目：設計一個微博系統(tǒng)。用戶可以發(fā)布、評論、點贊。要求：-支持分頁加載。-支持實時消息推送。-提供數(shù)據(jù)庫表設計。3.題目：設計一個分布式限流系統(tǒng)。要求：-支持按IP或用戶ID限流。-限流策略可以是固定窗口或滑動窗口。-提供技術(shù)選型和實現(xiàn)思路。四、數(shù)據(jù)庫題（共3題，每題10分）1.題目：編寫SQL查詢：表：`orders`（`order_id,customer_id,order_date,status`）查詢：返回最近30天已完成的訂單數(shù)量，按客戶ID分組。2.題目：解釋SQL優(yōu)化：SQL：sqlSELECTFROMusersWHEREnameLIKE'%a%'ANDage>20;問題：如何優(yōu)化這條查詢？3.題目：設計數(shù)據(jù)庫表：需求：-用戶表（`user_id,username,email,register_date`）-訂單表（`order_id,user_id,amount,order_date`）要求：-建立外鍵約束。-索引哪些字段？五、面試官提問（共5題，每題5分）1.題目：請描述你在項目中遇到的最復雜的Bug，以及如何解決的？2.題目：解釋RESTfulAPI的設計原則。3.題目：為什么選擇學習軟件工程？你的職業(yè)規(guī)劃是什么？4.題目：解釋TCP三次握手的過程。5.題目：如何優(yōu)化一個慢查詢？答案及解析一、編程題答案及解析1.快速排序答案：pythondefquick_sort(arr):iflen(arr)<=1:returnarrpivot=arr[len(arr)//2]left=[xforxinarrifx<pivot]middle=[xforxinarrifx==pivot]right=[xforxinarrifx>pivot]returnquick_sort(left)+middle+quick_sort(right)解析：-遞歸分治思想：選擇基準值（pivot），將數(shù)組分為小于、等于、大于三部分。-時間復雜度：平均O(nlogn)，最壞O(n^2)。-優(yōu)化：隨機選擇pivot可降低最壞情況概率。2.最長無重復子串答案：pythondeflength_of_longest_substring(s:str)->int:max_len=0start=0char_set=set()forendinrange(len(s)):whiles[end]inchar_set:char_set.remove(s[start])start+=1char_set.add(s[end])max_len=max(max_len,end-start+1)returnmax_len解析：-滑動窗口思想：使用雙指針記錄子串范圍。-時間復雜度：O(n)，每個字符最多訪問兩次。3.平衡二叉樹答案：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：-后序遍歷檢查子樹高度差。-時間復雜度：O(n)，每個節(jié)點只訪問一次。4.LRU緩存答案：pythonclassLRUCache:def__init__(self,capacity:int):self.capacity=capacityself.cache={}self.head=Node(0,0)self.tail=Node(0,0)self.head.next=self.tailself.tail.prev=self.headdefget(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=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=nodenode.prev=self.headself.head.next=node解析：-使用雙向鏈表和哈希表結(jié)合。-`get`操作將節(jié)點移動到頭部，`put`操作淘汰最久未使用的節(jié)點。5.二進制字符串翻轉(zhuǎn)答案：pythondefreverse_binary_string(s:str)->str:returns[::-1]解析：-直接使用切片反轉(zhuǎn)字符串。-時間復雜度：O(n)，空間復雜度：O(n)。二、算法題答案及解析1.鏈表循環(huán)檢測答案：pythondefdetect_cycle(head):slow=fast=headwhilefastandfast.next:slow=slow.nextfast=fast.next.nextifslow==fast:ptr=headwhileptr!=slow:ptr=ptr.nextslow=slow.nextreturnptrreturnNone解析：-快慢指針法：fast每次走兩步，slow每次走一步。-時間復雜度：O(n)，空間復雜度：O(1)。2.二叉樹中序遍歷答案：pythondefinorder_traversal(root):stack,node=[],rootwhilestackornode:whilenode:stack.append(node)node=node.leftnode=stack.pop()yieldnode.valnode=node.right解析：-迭代法：使用棧模擬遞歸。-時間復雜度：O(n)，空間復雜度：O(h)。3.字符串壓縮答案：pythondefstring_compression(s:str)->str:ifnots:return""compressed=[]count=1foriinrange(1,len(s)):ifs[i]==s[i-1]:count+=1else:compressed.append(s[i-1]+str(count))count=1compressed.append(s[-1]+str(count))return''.join(compressed)iflen(compressed)<len(s)elses解析：-遍歷字符串統(tǒng)計連續(xù)字符數(shù)量。-時間復雜度：O(n)，空間復雜度：O(n)。4.斐波那契數(shù)列答案：pythondeffib(n:int)->int:a,b=0,1for_inrange(n):a,b=b,a+breturna解析：-動態(tài)規(guī)劃：使用兩個變量存儲前兩個數(shù)。-時間復雜度：O(n)，空間復雜度：O(1)。5.字符串子串查找答案：pythondefsubstring_search(s:str,sub:str)->int:ifnotsub:return0foriinrange(len(s)-len(sub)+1):ifs[i:i+len(sub)]==sub:returnireturn-1解析：-暴力匹配：遍歷所有可能的起始位置。-時間復雜度：O(nm)。三、系統(tǒng)設計題答案及解析1.短鏈接系統(tǒng)答案：-技術(shù)選型：-哈希函數(shù)：`hash(s)=md5(s)%1e6`，轉(zhuǎn)換為6位數(shù)字。-數(shù)據(jù)存儲：Redis（內(nèi)存緩存）+MySQL（持久化）。-實現(xiàn)思路：1.輸入長鏈接，生成唯一ID（如UUID）。2.計算ID的哈希值，轉(zhuǎn)換為短鏈接（如`/a1b2c3`）。3.緩存短鏈接->長鏈接映射關(guān)系。4.重定向時查詢映射關(guān)系。解析：-高并發(fā)處理：Redis緩存熱點數(shù)據(jù)。-哈希沖突：可使用隨機前綴或分布式哈希。2.微博系統(tǒng)答案：-數(shù)據(jù)庫表設計：sql--用戶表CREATETABLEusers(user_idINTAUTO_INCREMENTPRIMARYKEY,usernameVARCHAR(50),emailVARCHAR(100),created_atTIMESTAMPDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP);--微博表CREATETABLEposts(post_idINTAUTO_INCREMENTPRIMARYKEY,user_idINT,contentTEXT,created_atTIMESTAMPDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP,FOREIGNKEY(user_id)REFERENCESusers(user_id));--評論表CREATETABLEcomments(comment_idINTAUTO_INCREMENTPRIMARYKEY,post_idINT,user_idINT,contentTEXT,created_atTIMESTAMPDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP,FOREIGNKEY(post_id)REFERENCESposts(post_id),FOREIGNKEY(user_id)REFERENCESusers(user_id));-技術(shù)選型：-后端：SpringBoot+MySQL。-實時消息：WebSocket（如RedisPub/Sub）。解析：-分頁加載：使用MySQL的`LIMIT`和`OFFSET`。-實時消息：Redis可做消息代理。3.分布式限流系統(tǒng)答案：-技術(shù)選型：-窗口：RedisLua腳本實現(xiàn)滑動窗口。-存儲：RedisHash表（`user_id:counter`）。-實現(xiàn)思路：1.每次請求時，更新Redis中的計數(shù)器。2.使用Lua腳本判斷當前窗口內(nèi)的請求是否超標。3.超標則拒絕請求，否則允許。解析：-滑動窗口優(yōu)于固定窗口，可動態(tài)調(diào)整。-Redis原子操作保證并發(fā)安全。四、數(shù)據(jù)庫題答案及解析1.SQL查詢答案：sqlSELECTcustomer_id,COUNT()AScompleted_ordersFROMordersWHEREstatus='completed'ANDorder_date>=DATE_SUB(CURDATE(),INTERVAL30DAY)GROUPBYcustomer_id;解析：-`DATE_SUB`計算最近30天日期。-`GROUPBY`按客戶ID分組統(tǒng)計。2.SQL優(yōu)化優(yōu)化方法：1.添加索引：`CREATEINDEXidx_name_ageONusers(name,age);`2.避免模糊查詢：使用`COLLATE`指定字符集。3.分解查詢：先篩選`age>20`，再模糊匹配。解析：-索引可加速范圍查詢和排序。-模糊查詢?nèi)頀呙瑁阅茌^差。3.數(shù)據(jù)庫表設計答案：sql--用戶表CREATETABLEusers(user_idINTAUTO_INCREMENTPRIMARYKEY,usernameVARCHAR(50)UNIQUE,emailVARCHAR(100)UNIQUE,register_dateTIMESTAMPDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP);--訂單表CREATETABLEorders(order_idINTAUTO_INCREMENTPRIMARYKEY,user_idINT,amountDECIMAL(10,2),order_dateTIMESTAMPDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP,FOREIGNKE