2026年軟件工程師專業(yè)面試題及答案一、編程實(shí)現(xiàn)題（共3題，每題15分，總計(jì)45分）題目1（15分）：實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù)`mergeSortedArrays`，輸入兩個(gè)已排序的整數(shù)數(shù)組`arr1`和`arr2`，返回合并后的排序數(shù)組。要求時(shí)間復(fù)雜度為O(n)，空間復(fù)雜度為O(1)。示例輸入：plaintextarr1=[1,3,5],arr2=[2,4,6]示例輸出：plaintext[1,2,3,4,5,6]答案與解析：pythondefmergeSortedArrays(arr1,arr2):merged=[]i,j=0,0whilei<len(arr1)andj<len(arr2):ifarr1[i]<arr2[j]:merged.append(arr1[i])i+=1else:merged.append(arr2[j])j+=1merged.extend(arr1[i:])merged.extend(arr2[j:])returnmerged示例測(cè)試arr1=[1,3,5]arr2=[2,4,6]print(mergeSortedArrays(arr1,arr2))#輸出:[1,2,3,4,5,6]解析：-使用雙指針?lè)?，分別遍歷兩個(gè)數(shù)組，按順序?qū)⑤^小值加入結(jié)果數(shù)組。-時(shí)間復(fù)雜度：O(n)，因?yàn)槊總€(gè)元素被訪問(wèn)一次。-空間復(fù)雜度：O(1)（若不計(jì)算返回結(jié)果的空間）。實(shí)際實(shí)現(xiàn)中返回結(jié)果需額外空間，但可優(yōu)化為原地修改輸入數(shù)組（若允許）。題目2（15分）：實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù)`topKFrequent`，輸入一個(gè)整數(shù)數(shù)組`nums`和整數(shù)`k`，返回出現(xiàn)頻率最高的`k`個(gè)元素。要求時(shí)間復(fù)雜度為O(n)，空間復(fù)雜度為O(n)。示例輸入：plaintextnums=[1,1,1,2,2,3],k=2示例輸出：plaintext[1,2]答案與解析：pythonfromcollectionsimportCounterdeftopKFrequent(nums,k):count=Counter(nums)return[numfornum,freqincount.most_common(k)]示例測(cè)試nums=[1,1,1,2,2,3]k=2print(topKFrequent(nums,k))#輸出:[1,2]解析：-使用`Counter`統(tǒng)計(jì)頻率，然后按頻率降序排列并取前`k`個(gè)。-時(shí)間復(fù)雜度：O(n)，因?yàn)榻y(tǒng)計(jì)和排序的時(shí)間復(fù)雜度均為O(n)。-空間復(fù)雜度：O(n)，用于存儲(chǔ)頻率映射。題目3（15分）：實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù)`reverseWords`，輸入一個(gè)字符串`s`，反轉(zhuǎn)字符串中的每個(gè)單詞，但保持單詞順序不變。單詞由空格分隔。示例輸入：plaintexts="theskyisblue"示例輸出：plaintext"blueisskythe"答案與解析：pythondefreverseWords(s):words=s.split()return''.join(word[::-1]forwordinwords)示例測(cè)試s="theskyisblue"print(reverseWords(s))#輸出:"blueisskythe"解析：-先按空格拆分字符串，再反轉(zhuǎn)每個(gè)單詞，最后重新拼接。-時(shí)間復(fù)雜度：O(n)，因?yàn)槊總€(gè)字符被訪問(wèn)一次。-空間復(fù)雜度：O(n)，用于存儲(chǔ)拆分后的單詞。二、算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)題（共3題，每題15分，總計(jì)45分）題目1（15分）：給定一個(gè)二叉樹(shù)，判斷其是否為平衡二叉樹(shù)（即任意節(jié)點(diǎn)的左右子樹(shù)高度差不超過(guò)1）。示例輸入：plaintext樹(shù)結(jié)構(gòu)：3/\920/\157示例輸出：plaintextTrue答案與解析：pythonclassTreeNode:def__init__(self,val=0,left=None,right=None):self.val=valself.left=leftself.right=rightdefisBalanced(root):defcheckHeight(node):ifnotnode:return0left_height=checkHeight(node.left)ifleft_height==-1:return-1right_height=checkHeight(node.right)ifright_height==-1orabs(left_height-right_height)>1:return-1returnmax(left_height,right_height)+1returncheckHeight(root)!=-1示例測(cè)試root=TreeNode(3)root.left=TreeNode(9)root.right=TreeNode(20)root.right.left=TreeNode(15)root.right.right=TreeNode(7)print(isBalanced(root))#輸出:True解析：-采用后序遍歷（左-右-根）計(jì)算子樹(shù)高度，若發(fā)現(xiàn)不平衡則提前返回。-時(shí)間復(fù)雜度：O(n)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)一次。-空間復(fù)雜度：O(h)，遞歸棧的深度。題目2（15分）：實(shí)現(xiàn)一個(gè)LRU（LeastRecentlyUsed）緩存，支持`get`和`put`操作。要求`get`操作時(shí)間復(fù)雜度為O(1)，`put`操作時(shí)間復(fù)雜度為O(1)。示例輸入：plaintextLRUCache=LRUCache(2)LRUCache.put(1,1)LRUCache.put(2,2)LRUCache.get(1)//返回1LRUCache.put(3,3)//去除鍵2LRUCache.get(2)//返回-1(未找到)答案與解析：pythonclassLRUCache:def__init__(self,capacity:int):self.capacity=capacityself.cache=OrderedDict()defget(self,key:int)->int:ifkeynotinself.cache:return-1self.cache.move_to_end(key)returnself.cache[key]defput(self,key:int,value:int)->None:ifkeyinself.cache:self.cache.move_to_end(key)self.cache[key]=valueiflen(self.cache)>self.capacity:self.cache.popitem(last=False)示例測(cè)試LRUCache=LRUCache(2)LRUCache.put(1,1)LRUCache.put(2,2)print(LRUCache.get(1))#返回1LRUCache.put(3,3)print(LRUCache.get(2))#返回-1解析：-使用`OrderedDict`維護(hù)訪問(wèn)順序，`get`時(shí)移動(dòng)元素，`put`時(shí)更新或刪除。-時(shí)間復(fù)雜度：O(1)。-空間復(fù)雜度：O(capacity)。題目3（15分）：給定一個(gè)無(wú)重復(fù)字符的字符串`s`，返回其所有子集的列表。示例輸入：plaintexts="abc"示例輸出：plaintext["","a","b","ab","c","ac","bc","abc"]答案與解析：pythondefsubsets(s):result=[]subset=[]defbacktrack(start):result.append(''.join(subset))foriinrange(start,len(s)):subset.append(s[i])backtrack(i+1)subset.pop()backtrack(0)returnresult示例測(cè)試s="abc"print(subsets(s))#輸出:["","a","b","ab","c","ac","bc","abc"]解析：-采用回溯法，遍歷所有可能的組合。-時(shí)間復(fù)雜度：O(2^n)，因?yàn)橛?^n個(gè)子集。-空間復(fù)雜度：O(n)，遞歸棧的深度。三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)題（共3題，每題15分，總計(jì)45分）題目1（15分）：設(shè)計(jì)一個(gè)短鏈接（URLShortening）服務(wù)，要求支持以下功能：1.輸入長(zhǎng)鏈接，返回短鏈接；2.訪問(wèn)短鏈接時(shí)，解析并重定向到原長(zhǎng)鏈接；3.支持高并發(fā)訪問(wèn)。約束：-短鏈接長(zhǎng)度不超過(guò)6位；-支持分布式部署。答案與解析：-核心組件：1.短鏈接生成：使用哈希算法（如Base62）將長(zhǎng)鏈接映射為短碼。2.數(shù)據(jù)庫(kù)：存儲(chǔ)長(zhǎng)鏈接與短碼的映射關(guān)系（如Redis）。3.路由：根據(jù)短碼查詢數(shù)據(jù)庫(kù)，返回長(zhǎng)鏈接。-高并發(fā)處理：-使用緩存（Redis）減少數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)；-分布式部署時(shí)，短碼生成算法需全局唯一（如UUID+哈希）。-示例偽代碼：pythondefgenerate_short_url(long_url):hash_code=hashlib.md5(long_url.encode()).hexdigest()short_code=hash_code[:6]#取前6位store_mapping(short_code,long_url)returnf"/{short_code}"defredirect(short_url):short_code=short_url.split('/')[-1]long_url=get_mapping(short_code)returnlong_urliflong_urlelse"404NotFound"題目2（15分）：設(shè)計(jì)一個(gè)消息隊(duì)列服務(wù)，要求支持以下功能：1.生產(chǎn)者（Producer）發(fā)送消息；2.消費(fèi)者（Consumer）接收消息；3.支持消息持久化（不丟失）；4.支持至少一次傳遞（即消息可能重復(fù)傳遞）。約束：-支持高可用性；-消息最大大小不超過(guò)1MB。答案與解析：-核心組件：1.消息存儲(chǔ)：使用數(shù)據(jù)庫(kù)（如Kafka）或持久化隊(duì)列；2.分區(qū)與復(fù)制：分區(qū)提高并行度，復(fù)制保證可用性；3.消費(fèi)者確認(rèn)：消費(fèi)者確認(rèn)（ACK）機(jī)制防止消息丟失。-至少一次傳遞實(shí)現(xiàn)：-消費(fèi)者處理完消息后發(fā)送ACK；-若未收到ACK，生產(chǎn)者重發(fā)消息。-高可用性：-使用集群部署；-生產(chǎn)者/消費(fèi)者故障轉(zhuǎn)移。題目3（15分）：設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的秒殺系統(tǒng)，要求支持以下功能：1.用戶點(diǎn)擊秒殺按鈕時(shí)，驗(yàn)證庫(kù)存是否充足；2.若庫(kù)存充足，扣減庫(kù)存并返回秒殺成功；3.支持防超賣（即同一商品只能秒殺一次）。約束：-每秒支持10萬(wàn)次請(qǐng)求；-數(shù)據(jù)庫(kù)響應(yīng)時(shí)間不超過(guò)100ms。答案與解析：-核心組件：1.庫(kù)存預(yù)減：使用分布式鎖（如Redis）或數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)；2.請(qǐng)求限流：限流策略（如令牌桶）防止壓垮；3.冪等性：防止重復(fù)秒殺（如使用UUID+緩存）。-高并發(fā)處理：-使用內(nèi)存緩存（Redis）存儲(chǔ)秒殺狀態(tài)；-數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化（如索引、分表）。-示例偽代碼：pythondefattempt_seckil