2026年微軟計(jì)算機(jī)技術(shù)工程師面試題及答案解析一、編程題（共5題，每題20分，總分100分）1.編寫(xiě)一個(gè)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)快速排序算法。輸入：一個(gè)無(wú)序整數(shù)數(shù)組。輸出：對(duì)該數(shù)組進(jìn)行快速排序，返回排序后的數(shù)組。示例：輸入：`[3,1,4,1,5,9,2,6,5,3,5]`輸出：`[1,1,2,3,3,4,5,5,5,6,9]`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：快速排序的核心思想是分治法，選擇一個(gè)基準(zhǔn)值（pivot），將數(shù)組分為三部分：小于基準(zhǔn)值的、等于基準(zhǔn)值的、大于基準(zhǔn)值的。然后遞歸地對(duì)左右兩部分進(jìn)行排序。時(shí)間復(fù)雜度為O(nlogn)，最壞情況下為O(n2)，但實(shí)際應(yīng)用中通過(guò)隨機(jī)選擇基準(zhǔn)值可以避免最壞情況。2.實(shí)現(xiàn)一個(gè)LRU（最近最少使用）緩存。要求：-支持get和put操作。-get(key)返回key對(duì)應(yīng)的值，如果不存在返回-1。-put(key,value)將鍵值對(duì)插入緩存中，如果緩存已滿(mǎn)，則刪除最近最少使用的元素。示例：LRU=LRUCache(2)LRU.put(1,1)LRU.put(2,2)LRU.get(1)→1LRU.put(3,3)#原本1最少使用，被刪除LRU.get(2)→2LRU.put(4,4)#原本2最少使用，被刪除LRU.get(1)→-1LRU.get(3)→3LRU.get(4)→4答案：pythonclassLRUCache:def__init__(self,capacity:int):self.capacity=capacityself.cache={}self.order=[]defget(self,key:int)->int:ifkeyinself.cache:self.order.remove(key)self.order.append(key)returnself.cache[key]return-1defput(self,key:int,value:int)->None:ifkeyinself.cache:self.order.remove(key)eliflen(self.cache)>=self.capacity:oldest=self.order.pop(0)delself.cache[oldest]self.cache[key]=valueself.order.append(key)解析：LRU緩存的核心是維護(hù)一個(gè)有序列表（order）記錄訪(fǎng)問(wèn)順序，以及一個(gè)哈希表（cache）記錄鍵值對(duì)。get操作時(shí)，如果存在則將鍵移到末尾表示最近使用；put操作時(shí)，如果鍵已存在則更新值并移到末尾，如果不存在則刪除最舊的元素并插入新元素。3.編寫(xiě)一個(gè)函數(shù)，檢查一個(gè)字符串是否是有效的括號(hào)組合。示例：輸入：`"()"`→輸出：`True`輸入：`"()[]{}"`→輸出：`True`輸入：`"(]"`→輸出：`False`答案：pythondefisValid(s:str)->bool:stack=[]mapping={')':'(',']':'[','}':'{'}forcharins:ifcharinmapping:top_element=stack.pop()ifstackelse'#'ifmapping[char]!=top_element:returnFalseelse:stack.append(char)returnnotstack解析：使用棧結(jié)構(gòu)解決，遍歷字符串：1.遇到左括號(hào)（'(','[','{'）入棧。2.遇到右括號(hào)（')',']','}'）時(shí)，檢查棧頂是否為對(duì)應(yīng)左括號(hào)，是則出棧，否則無(wú)效。3.最后棧為空則有效，否則無(wú)效。4.實(shí)現(xiàn)一個(gè)二叉樹(shù)的最大深度（最大高度）計(jì)算。示例：輸入：3/\920/\157輸出：`3`答案：pythonclassTreeNode:def__init__(self,val=0,left=None,right=None):self.val=valself.left=leftself.right=rightdefmaxDepth(root:TreeNode)->int:ifnotroot:return0return1+max(maxDepth(root.left),maxDepth(root.right))解析：遞歸計(jì)算左右子樹(shù)的最大深度，取較大值加1。空樹(shù)深度為0，非空樹(shù)深度為左右子樹(shù)深度的最大值加1。5.編寫(xiě)一個(gè)函數(shù)，合并兩個(gè)排序鏈表，返回合并后的排序鏈表。示例：輸入：l1:1->2->4l2:1->3->4輸出：`1->1->2->3->4->4`答案：pythonclassListNode:def__init__(self,val=0,next=None):self.val=valself.next=nextdefmergeTwoLists(l1:ListNode,l2:ListNode)->ListNode:dummy=ListNode(0)current=dummywhilel1andl2:ifl1.val<=l2.val:current.next=l1l1=l1.nextelse:current.next=l2l2=l2.nextcurrent=current.nextcurrent.next=l1orl2returndummy.next解析：使用虛擬頭節(jié)點(diǎn)（dummy）簡(jiǎn)化邊界處理。遍歷兩個(gè)鏈表，按順序?qū)⑤^小值節(jié)點(diǎn)拼接到結(jié)果鏈表，最后將剩余部分直接連接。時(shí)間復(fù)雜度為O(n)，空間復(fù)雜度為O(1)。二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)題（共3題，每題35分，總分105分）1.設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的URL短鏈接系統(tǒng)。要求：-輸入一個(gè)長(zhǎng)URL，生成一個(gè)短URL。-支持通過(guò)短URL反查長(zhǎng)URL。-高并發(fā)場(chǎng)景下能快速響應(yīng)。提示：可使用Base62編碼。答案：系統(tǒng)架構(gòu)：1.URL縮短服務(wù)：-使用自增ID作為中間鍵，如`1→"a"`。-將長(zhǎng)URL和ID關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)（如Redis）。-使用Base62編碼ID生成短URL（如`1→"/a"`）。2.URL解析服務(wù)：-接收短URL，提取ID，查詢(xún)Redis獲取長(zhǎng)URL。3.高并發(fā)優(yōu)化：-使用Redis緩存熱點(diǎn)短URL。-負(fù)載均衡分發(fā)請(qǐng)求。偽代碼：pythondefshorten_url(long_url):id=generate_unique_id()store={"id":long_url}short_url=base62_encode(id)returnf"/{short_url}"defresolve_url(short_url):id=base62_decode(short_url)returnstore.get(id,"URLnotfound")解析：核心是ID映射和編碼，Base62將ID轉(zhuǎn)換為短字符串（如`1000→"f8"`）。Redis用于快速讀寫(xiě)，負(fù)載均衡確保高并發(fā)下性能。2.設(shè)計(jì)一個(gè)微博系統(tǒng)（支持關(guān)注/取關(guān)、發(fā)布/刪除動(dòng)態(tài)）。要求：-用戶(hù)可以關(guān)注/取關(guān)其他用戶(hù)。-用戶(hù)可以發(fā)布動(dòng)態(tài)（文字+圖片），動(dòng)態(tài)包含時(shí)間戳和點(diǎn)贊數(shù)。-支持按時(shí)間倒序查看關(guān)注用戶(hù)的動(dòng)態(tài)。答案：數(shù)據(jù)模型：1.User：`id,name,followers,following`2.Post：`id,user_id,content,images,likes,timestamp`3.Follow：`follower_id,followee_id`核心功能：-關(guān)注/取關(guān)：-關(guān)注時(shí)，將用戶(hù)添加到`followee_id`列表，反之移除。-發(fā)布動(dòng)態(tài)：-將動(dòng)態(tài)存入數(shù)據(jù)庫(kù)，關(guān)聯(lián)用戶(hù)和圖片（可壓縮存儲(chǔ)）。-查看動(dòng)態(tài)：-使用Redis緩存熱門(mén)動(dòng)態(tài)，按時(shí)間倒序返回。查詢(xún)優(yōu)化：-使用Redis訂閱關(guān)注用戶(hù)的動(dòng)態(tài)更新，實(shí)時(shí)推送。解析：關(guān)注關(guān)系用圖結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)，動(dòng)態(tài)用時(shí)間戳排序。Redis用于緩存和實(shí)時(shí)推送，提高性能。3.設(shè)計(jì)一個(gè)高并發(fā)的實(shí)時(shí)聊天系統(tǒng)。要求：-支持多用戶(hù)實(shí)時(shí)發(fā)送/接收消息。-消息可靠性保證（不丟失）。-支持群聊和私聊。答案：系統(tǒng)架構(gòu)：1.WebSocket服務(wù)：-使用WebSocket保持長(zhǎng)連接，實(shí)時(shí)傳輸消息。-支持多路復(fù)用（一個(gè)連接可同時(shí)處理多個(gè)聊天室）。2.消息存儲(chǔ)：-將消息存入Redis或消息隊(duì)列（如Kafka），保證不丟失。-離線(xiàn)用戶(hù)上線(xiàn)后可拉取未讀消息。3.群聊/私聊：-群聊用房間ID區(qū)分，私聊用用戶(hù)對(duì)映射。偽代碼：pythondefsend_message(user_id,target,message,is_group):ifis_group:room_id=get_room_id(user_id,target)broadcast(room_id,message)else:store_message(user_id,target,message)notify(target,message)解析：WebSocket實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信，Redis保證消息不丟失。群聊和私聊通過(guò)ID區(qū)分，消息隊(duì)列用于離線(xiàn)存儲(chǔ)。三、算法題（共2題，每題35分，總分70分）1.給定一個(gè)數(shù)組，找到其中和最大的連續(xù)子數(shù)組，返回其和。示例：輸入：`[-2,1,-3,4,-1,2,1,-5,4]`輸出：`6`（子數(shù)組[4,-1,2,1]）答案：pythondefmax_subarray(nums):max_current=max_global=nums[0]foriinrange(1,len(nums)):max_current=max(nums[i],max_current+nums[i])ifmax_current>max_global:max_global=max_currentreturnmax_global解析：動(dòng)態(tài)規(guī)劃思想，`max_current`表示以當(dāng)前元素結(jié)尾的最大子數(shù)組和，`max_global`記錄全局最大值。時(shí)間復(fù)雜度O(n)。2.設(shè)計(jì)一個(gè)算法，找出數(shù)組中重復(fù)次數(shù)超過(guò)一半的元素。示例：輸入：`[2,2,1,1,1,2,2]`輸出：`2`答案：pyt