2026年程序員面試寶典：編程題及答案一、算法設(shè)計題（共5題，每題10分）1.字符串反轉(zhuǎn)（10分）編寫一個函數(shù)，將輸入的字符串反轉(zhuǎn)，并返回反轉(zhuǎn)后的結(jié)果。例如，輸入`"hello"`，返回`"olleh"`。要求：-不使用內(nèi)置的反轉(zhuǎn)函數(shù)或庫方法。-時間復(fù)雜度為O(n)，空間復(fù)雜度為O(1)。2.字符串匹配（10分）實(shí)現(xiàn)一個簡單的字符串匹配算法，判斷模式串`pattern`是否出現(xiàn)在文本串`text`中。例如，`text="abcde"`，`pattern="ace"`，返回`true`；`pattern="acd"`，返回`false`。要求：-使用暴力匹配算法。-不使用KMP等高級算法。3.排序算法優(yōu)化（10分）給定一個包含重復(fù)元素的整數(shù)數(shù)組，編寫一個函數(shù)對其進(jìn)行排序，要求時間復(fù)雜度為O(nlogn)，空間復(fù)雜度為O(1)。示例：輸入`[3,1,2,3,3,4,2]`，返回`[1,2,2,3,3,3,4]`。要求：-不能使用額外的數(shù)組或列表。-可選擇快速排序或歸并排序，并進(jìn)行優(yōu)化。4.數(shù)組去重（10分）給定一個整數(shù)數(shù)組，返回一個去重后的數(shù)組，其中相同的元素只保留一個。例如，輸入`[1,2,2,3,4,4,5]`，返回`[1,2,3,4,5]`。要求：-不能使用額外的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如集合或字典）。-時間復(fù)雜度為O(n)。5.矩陣旋轉(zhuǎn)（10分）給定一個n×n的二維矩陣，原地旋轉(zhuǎn)矩陣90度。例如，輸入`[[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]`，旋轉(zhuǎn)后為`[[7,4,1],[8,5,2],[9,6,3]]`。要求：-不能使用額外的矩陣。-時間復(fù)雜度為O(n2)。二、數(shù)據(jù)庫設(shè)計題（共3題，每題10分）1.用戶注冊表設(shè)計（10分）設(shè)計一個用戶注冊表`users`，包含以下字段：-`user_id`（主鍵，自增）-`username`（唯一，非空）-`password`（非空，需加密存儲）-`email`（唯一，非空）-`register_time`（注冊時間，默認(rèn)當(dāng)前時間）-`last_login`（上次登錄時間，可為空）要求：-說明字段的數(shù)據(jù)類型和約束。-提供創(chuàng)建表的SQL語句。2.訂單表與商品表關(guān)聯(lián)設(shè)計（10分）設(shè)計訂單表`orders`和商品表`products`的關(guān)聯(lián)關(guān)系，滿足以下需求：-一個訂單可包含多個商品，一個商品可出現(xiàn)在多個訂單中（多對多關(guān)系）。-`orders`表包含`order_id`（主鍵）、`user_id`（外鍵關(guān)聯(lián)用戶表）、`order_time`等字段。-`products`表包含`product_id`（主鍵）、`name`、`price`等字段。要求：-設(shè)計中間表`order_items`，并說明其字段。-提供創(chuàng)建表的SQL語句。3.索引優(yōu)化（10分）假設(shè)有一個銷售表`sales`，包含字段：`sale_id`（主鍵）、`product_id`（外鍵）、`sale_date`（日期）、`quantity`（數(shù)量）。要求：-說明在哪些字段上創(chuàng)建索引可以提高查詢效率，并解釋原因。-寫出創(chuàng)建索引的SQL語句。三、系統(tǒng)設(shè)計題（共3題，每題10分）1.簡單秒殺系統(tǒng)設(shè)計（10分）設(shè)計一個秒殺系統(tǒng)的核心邏輯，要求：-支持高并發(fā)場景（如每秒上千次請求）。-防止超賣和惡意刷單。-主要流程包括：用戶下單、庫存扣減、支付驗證。要求：-說明關(guān)鍵步驟的實(shí)現(xiàn)方式（如分布式鎖、Redis緩存）。-提供偽代碼或流程圖說明。2.文件上傳系統(tǒng)設(shè)計（10分）設(shè)計一個支持大文件上傳的系統(tǒng)，要求：-支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳。-分塊上傳并合并。-保證上傳的文件唯一性和安全性。要求：-說明關(guān)鍵技術(shù)（如MD5校驗、臨時存儲）。-提供主要流程的偽代碼。3.消息推送系統(tǒng)設(shè)計（10分）設(shè)計一個簡單的消息推送系統(tǒng)，要求：-支持多種推送渠道（如短信、App內(nèi)推送）。-保證消息的可靠性和順序性。-支持消息重試機(jī)制。要求：-說明消息隊列的作用。-提供架構(gòu)圖或流程圖說明。四、編程語言基礎(chǔ)題（共5題，每題5分）1.Java內(nèi)存模型（5分）簡述Java內(nèi)存模型（JMM）的三大特性（可見性、原子性、有界性），并舉例說明。2.Python裝飾器（5分）編寫一個Python裝飾器，用于記錄函數(shù)的執(zhí)行時間，并返回執(zhí)行結(jié)果。3.JavaScript閉包（5分）解釋JavaScript閉包的概念，并說明其應(yīng)用場景。4.C++內(nèi)存管理（5分）簡述C++中的智能指針（如`std::unique_ptr`和`std::shared_ptr`）的作用和區(qū)別。5.Go協(xié)程（5分）簡述Go協(xié)程（Goroutine）的特點(diǎn)，并說明其與線程的區(qū)別。答案及解析一、算法設(shè)計題1.字符串反轉(zhuǎn)（10分）pythondefreverse_string(s:str)->str:result=['']len(s)fori,charinenumerate(s):result[len(s)-1-i]=charreturn''.join(result)示例print(reverse_string("hello"))#輸出:"olleh"解析：-使用列表`result`存儲反轉(zhuǎn)后的字符，避免修改原字符串（不可變類型）。-遍歷原字符串，將字符按倒序填充到`result`中。-時間復(fù)雜度O(n)，空間復(fù)雜度O(n)。優(yōu)化版（O(1)空間）：pythondefreverse_string_inplace(s:str)->str:s=list(s)left,right=0,len(s)-1whileleft<right:s[left],s[right]=s[right],s[left]left+=1right-=1return''.join(s)解析：-直接在原字符串上交換字符，無需額外空間。-時間復(fù)雜度O(n)，空間復(fù)雜度O(1)。2.字符串匹配（10分）pythondefcontains_pattern(text:str,pattern:str)->bool:n,m=len(text),len(pattern)ifm==0:returnTrueforiinrange(n-m+1):j=0whilej<mandtext[i+j]==pattern[j]:j+=1ifj==m:returnTruereturnFalse示例print(contains_pattern("abcde","ace"))#輸出:Trueprint(contains_pattern("abcde","acd"))#輸出:False解析：-暴力匹配：遍歷文本串，對每個可能的起始位置，逐個比較模式串。-時間復(fù)雜度O(nm)，最壞情況是n和m都很大。3.排序算法優(yōu)化（10分）選擇快速排序并優(yōu)化：pythondefquick_sort(arr:list)->list:defpartition(left,right):pivot=arr[right]i=left-1forjinrange(left,right):ifarr[j]<=pivot:i+=1arr[i],arr[j]=arr[j],arr[i]arr[i+1],arr[right]=arr[right],arr[i+1]returni+1def_quick_sort(left,right):ifleft<right:pivot_index=partition(left,right)_quick_sort(left,pivot_index-1)_quick_sort(pivot_index+1,right)_quick_sort(0,len(arr)-1)returnarr示例print(quick_sort([3,1,2,3,3,4,2]))#輸出:[1,2,2,3,3,3,4]解析：-快速排序的平均時間復(fù)雜度為O(nlogn)，空間復(fù)雜度為O(logn)（遞歸棧）。-通過三數(shù)取中或隨機(jī)化選擇樞軸優(yōu)化性能。-不能達(dá)到O(1)空間復(fù)雜度，但可使用原地排序。4.數(shù)組去重（10分）pythondefremove_duplicates(arr:list)->list:ifnotarr:return[]write_index=0forread_indexinrange(1,len(arr)):ifarr[read_index]!=arr[write_index]:write_index+=1arr[write_index]=arr[read_index]returnarr[:write_index+1]示例print(remove_duplicates([1,2,2,3,4,4,5]))#輸出:[1,2,3,4,5]解析：-雙指針法：`write_index`記錄當(dāng)前去重后的位置，`read_index`遍歷數(shù)組。-時間復(fù)雜度O(n)，空間復(fù)雜度O(1)。5.矩陣旋轉(zhuǎn)（10分）pythondefrotate_matrix(matrix:list)->None:n=len(matrix)forlayerinrange(n//2):first,last=layer,n-1-layerforiinrange(first,last):offset=i-firsttop=matrix[first][i]matrix[first][i]=matrix[last-offset][first]matrix[last-offset][first]=matrix[last][last-offset]matrix[last][last-offset]=matrix[i][last]matrix[i][last]=top示例matrix=[[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]rotate_matrix(matrix)print(matrix)#輸出:[[7,4,1],[8,5,2],[9,6,3]]解析：-將矩陣分層旋轉(zhuǎn)，每層按順時針方向交換四個元素。-時間復(fù)雜度O(n2)，空間復(fù)雜度O(1)。二、數(shù)據(jù)庫設(shè)計題1.用戶注冊表設(shè)計（10分）sqlCREATETABLEusers(user_idINTAUTO_INCREMENTPRIMARYKEY,usernameVARCHAR(50)UNIQUENOTNULL,passwordVARCHAR(255)NOTNULL,--存儲加密后的密碼emailVARCHAR(100)UNIQUENOTNULL,register_timeTIMESTAMPDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP,last_loginTIMESTAMPNULL);解析：-`user_id`自增且唯一，作為主鍵。-`username`和`email`唯一，防止重復(fù)注冊。-`password`存儲加密后的哈希值（如bcrypt）。-`register_time`默認(rèn)當(dāng)前時間，`last_login`可為空。2.訂單表與商品表關(guān)聯(lián)設(shè)計（10分）sql--訂單表CREATETABLEorders(order_idINTAUTO_INCREMENTPRIMARYKEY,user_idINTNOTNULL,order_timeTIMESTAMPDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP,FOREIGNKEY(user_id)REFERENCESusers(user_id));--商品表CREATETABLEproducts(product_idINTAUTO_INCREMENTPRIMARYKEY,nameVARCHAR(100)NOTNULL,priceDECIMAL(10,2)NOTNULL);--中間表CREATETABLEorder_items(order_idINTNOTNULL,product_idINTNOTNULL,quantityINTNOTNULL,PRIMARYKEY(order_id,product_id),FOREIGNKEY(order_id)REFERENCESorders(order_id),FOREIGNKEY(product_id)REFERENCESproducts(product_id));解析：-`orders`表存儲訂單基本信息，`user_id`關(guān)聯(lián)用戶表。-`products`表存儲商品信息。-`order_items`表實(shí)現(xiàn)多對多關(guān)系，包含`order_id`和`product_id`作為復(fù)合主鍵。3.索引優(yōu)化（10分）sqlCREATEINDEXidx_product_dateONsales(product_id,sale_date);--或CREATEINDEXidx_date_productONsales(sale_date,product_id);解析：-查詢通常按`product_id`和`sale_date`組合進(jìn)行，創(chuàng)建復(fù)合索引可加速范圍查詢。-若查詢常按`sale_date`排序，則索引順序應(yīng)為`sale_date`在前。-索引可減少全表掃描，提高查詢效率。三、系統(tǒng)設(shè)計題1.簡單秒殺系統(tǒng)設(shè)計（10分）流程：1.用戶請求秒殺時，先檢查Redis緩存中的庫存是否為0，是則拒絕。2.若庫存大于0，使用分布式鎖（如RedisLua腳本）扣減庫存。3.扣減成功后，寫入訂單表，并回調(diào)支付接口。4.支付成功則完成秒殺，否則取消訂單扣回庫存。偽代碼：pythondefseckill(item_id,user_id):檢查Redis庫存stock=redis.get(f"stock:{item_id}")ifstock==0:return"庫存不足"分布式鎖lock=redis.set(f"lock:{item_id}","1",nx=True,ex=5)ifnotlock:return"請求太頻繁"try:new_stock=int(stock)-1redis.set(f"stock:{item_id}",new_stock)創(chuàng)建訂單order_id=create_order(user_id,item_id)支付ifpay(order_id):return"秒殺成功"else:redis.set(f"stock:{item_id}",new_stock+1)return"支付失敗"finally:redis.delete(f"lock:{item_id}")解析：-Redis緩存用于快速判斷庫存，避免數(shù)據(jù)庫壓力。-分布式鎖防止并發(fā)扣減庫存。-訂單和支付流程需保證原子性。2.文件上傳系統(tǒng)設(shè)計（10分）流程：1.客戶端分塊上傳文件（如1MB一塊），每個塊附帶唯一ID和總塊數(shù)。2.服務(wù)器存儲塊文件，使用臨時目錄避免沖突。3.客戶端上傳完畢后，服務(wù)器按順序合并塊文件。4.校驗MD5哈希值，確保文件完整性。偽代碼：pythondefupload_file(file_chunks,file_id,total_chunks):forchunk_id,chunkinenumerate(file_chunks):save_chunk(f"temp/{file_id}/chunk_{chunk_id}",chunk)ifverify_md5(file_id,file_chunks):merge_chunks(file_id,total_chunks)return"上傳成功"else:return"文件損壞"解析：-分塊上傳支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳，提高容錯性。-合并時按塊ID順序操作，確保文件正確。-MD5校驗保證上傳文件未被篡改。3.消息推送系統(tǒng)設(shè)計（10分）架構(gòu)：-消息生產(chǎn)者（應(yīng)用）將消息發(fā)送到消息隊列（如RabbitMQ或Kafka）。-消息隊列持久化消息，確?？煽啃?。-消息消費(fèi)者（推送服務(wù)）從隊列獲取消息，按渠道推送。-推送失敗的消息進(jìn)入重試隊列，定時重試。流程圖：應(yīng)用->消息隊列->推送服務(wù)->短信/推送||VV重試隊列->推送服務(wù)解析：-消息隊列解耦生產(chǎn)者和消費(fèi)者，支持異步推送。-重試機(jī)制提高推送成功率。-可按優(yōu)先級或渠道路由消息。四、編程語言基礎(chǔ)題1.Java內(nèi)存模型（5分）-可見性：一個線程對共享變量的修改，其他線程能立即得知。-示例