2026年人工智能算法工程師面試題及解析一、編程能力測(cè)試（3題，每題10分，共30分）1.題目：實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù)，輸入一個(gè)整數(shù)數(shù)組，返回其中所有和為給定目標(biāo)值的三元組。要求不重復(fù)的三元組，且三元組內(nèi)的數(shù)字按升序排列。示例：輸入：`nums=[-1,0,1,2,-1,-4]`,目標(biāo)值`target=0`輸出：`[[-1,-1,2],[-1,0,1]]`解析：-方法一：暴力枚舉，時(shí)間復(fù)雜度O(n3)，空間復(fù)雜度O(1)。-方法二：先排序，時(shí)間復(fù)雜度O(nlogn)，然后使用雙指針，時(shí)間復(fù)雜度O(n2)，空間復(fù)雜度O(1)。-優(yōu)化點(diǎn)：排序后去重，避免重復(fù)三元組。答案：pythondefthree_sum(nums,target):nums.sort()n=len(nums)res=[]foriinrange(n):ifi>0andnums[i]==nums[i-1]:continueleft,right=i+1,n-1whileleft<right:total=nums[i]+nums[left]+nums[right]iftotal==target:res.append([nums[i],nums[left],nums[right]])whileleft<rightandnums[left]==nums[left+1]:left+=1whileleft<rightandnums[right]==nums[right-1]:right-=1left+=1right-=1eliftotal<target:left+=1else:right-=1returnres2.題目：實(shí)現(xiàn)一個(gè)LRU（LeastRecentlyUsed）緩存，支持`get`和`put`操作。緩存容量為`capacity`，當(dāng)訪問(wèn)或插入元素時(shí)，如果緩存已滿，則刪除最久未使用的元素。示例：pythonclassLRUCache:def__init__(self,capacity:int):self.capacity=capacityself.cache={}self.order=[]defget(self,key:int)->int:passdefput(self,key:int,value:int)->None:pass解析：-使用哈希表記錄鍵值對(duì)，時(shí)間復(fù)雜度O(1)。-使用雙向鏈表記錄訪問(wèn)順序，頭部為最近使用，尾部為最久未使用。-`get`操作時(shí)，將元素移動(dòng)到頭部；`put`操作時(shí)，如果已存在則更新值并移動(dòng)到頭部，否則插入頭部并刪除尾部元素（如果超出容量）。答案：pythonclassNode:def__init__(self,key=0,value=0):self.key=keyself.value=valueself.prev=Noneself.next=NoneclassLRUCache:def__init__(self,capacity:int):self.capacity=capacityself.cache={}self.head=Node()self.tail=Node()self.head.next=self.tailself.tail.prev=self.headdef_add_node(self,node):node.prev=self.headnode.next=self.head.nextself.head.next.prev=nodeself.head.next=nodedef_remove_node(self,node):prev_node=node.prevnext_node=node.nextprev_node.next=next_nodenext_node.prev=prev_nodedef_move_to_head(self,node):self._remove_node(node)self._add_node(node)def_pop_tail(self):res=self.tail.prevself._remove_node(res)returnresdefget(self,key:int)->int:node=self.cache.get(key,None)ifnotnode:return-1self._move_to_head(node)returnnode.valuedefput(self,key:int,value:int)->None:node=self.cache.get(key,None)ifnode:node.value=valueself._move_to_head(node)else:newNode=Node(key,value)self.cache[key]=newNodeself._add_node(newNode)iflen(self.cache)>self.capacity:tail=self._pop_tail()delself.cache[tail.key]3.題目：實(shí)現(xiàn)一個(gè)二叉樹的層序遍歷（BFS），返回其按層排列的節(jié)點(diǎn)值列表。示例：輸入：`[3,9,20,null,null,15,7]`輸出：`[[3],[9,20],[15,7]]`解析：-使用隊(duì)列實(shí)現(xiàn)BFS，每次彈出當(dāng)前層的所有節(jié)點(diǎn)，并將它們的子節(jié)點(diǎn)加入隊(duì)列。-按層存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)值，每層一個(gè)列表。答案：pythonfromcollectionsimportdequefromtypingimportList,OptionalclassTreeNode:def__init__(self,val=0,left:Optional['TreeNode']=None,right:Optional['TreeNode']=None):self.val=valself.left=leftself.right=rightdeflevelOrder(root:Optional[TreeNode])->List[List[int]]:ifnotroot:return[]res=[]queue=deque([root])whilequeue:level_size=len(queue)level_nodes=[]for_inrange(level_size):node=queue.popleft()level_nodes.append(node.val)ifnode.left:queue.append(node.left)ifnode.right:queue.append(node.right)res.append(level_nodes)returnres二、算法設(shè)計(jì)（3題，每題10分，共30分）1.題目：設(shè)計(jì)一個(gè)算法，給定一個(gè)包含重復(fù)元素的數(shù)組，返回所有不重復(fù)的全排列。示例：輸入：`[1,1,2]`輸出：`[[1,1,2],[1,2,1],[2,1,1]]`解析：-使用回溯算法，剪枝去重：-當(dāng)選擇一個(gè)數(shù)字時(shí)，跳過(guò)與上一個(gè)相同的數(shù)字，避免重復(fù)排列。-時(shí)間復(fù)雜度O(n!)，空間復(fù)雜度O(n)。答案：pythondefpermuteUnique(nums:List[int])->List[List[int]]:defbacktrack(path,used,res):iflen(path)==len(nums):res.append(path.copy())returnforiinrange(len(nums)):ifused[i]:continueifi>0andnums[i]==nums[i-1]andnotused[i-1]:continueused[i]=Truepath.append(nums[i])backtrack(path,used,res)path.pop()used[i]=Falsenums.sort()used=[False]len(nums)res=[]backtrack([],used,res)returnres2.題目：設(shè)計(jì)一個(gè)算法，給定一個(gè)字符串`s`和一個(gè)字符集`charSet`，返回所有可能的子集，其中每個(gè)子集的字符都不在`charSet`中。示例：`s="abc"`,`charSet={"a"}`輸出：`["","b","c","bc"]`解析：-使用回溯算法，遍歷所有可能的子集，跳過(guò)包含`charSet`中的字符的子集。-時(shí)間復(fù)雜度O(2^n)，空間復(fù)雜度O(n)。答案：pythondefsubsetsWithDup(s:str,charSet:set)->List[str]:defbacktrack(path,res):res.append("".join(path))foriinrange(len(s)):ifs[i]incharSet:continuepath.append(s[i])backtrack(path,res)path.pop()s.sort()res=[]backtrack([],res)returnres3.題目：設(shè)計(jì)一個(gè)算法，給定一個(gè)二維網(wǎng)格`grid`，每個(gè)格子表示一個(gè)房間，`1`表示可以通過(guò)，`0`表示障礙。返回從起點(diǎn)`(0,0)`到終點(diǎn)`(m-1,n-1)`的最短路徑長(zhǎng)度。示例：`grid=[[1,0,0],[1,1,0],[1,1,1]]`輸出：`2`解析：-使用BFS算法，從起點(diǎn)開(kāi)始遍歷，記錄每一步的路徑長(zhǎng)度。-時(shí)間復(fù)雜度O(mn)，空間復(fù)雜度O(mn)。答案：pythonfromcollectionsimportdequedefshortestPathBinaryMatrix(grid:List[List[int]])->int:ifgrid[0][0]!=1orgrid[-1][-1]!=1:return-1m,n=len(grid),len(grid[0])queue=deque([(0,0,1)])#(x,y,steps)directions=[(-1,-1),(-1,0),(-1,1),(0,-1),(0,1),(1,-1),(1,0),(1,1)]whilequeue:x,y,steps=queue.popleft()ifx==m-1andy==n-1:returnstepsfordx,dyindirections:nx,ny=x+dx,y+dyif0<=nx<mand0<=ny<nandgrid[nx][ny]==1:grid[nx][ny]=0#markasvisitedqueue.append((nx,ny,steps+1))return-1三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)（2題，每題20分，共40分）1.題目：設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)時(shí)推薦系統(tǒng)，用戶訪問(wèn)商品時(shí)，系統(tǒng)需要根據(jù)用戶的歷史行為和商品信息，在1秒內(nèi)返回Top5相似商品。解析：-數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：-使用倒排索引（InvertedIndex）存儲(chǔ)商品特征與相似商品的映射關(guān)系。-使用Trie樹優(yōu)化特征查詢。-算法：-用戶訪問(wèn)商品時(shí)，提取其特征向量，計(jì)算與數(shù)據(jù)庫(kù)中所有商品的相似度（如余弦相似度）。-使用Top-K算法（如堆或快速選擇）返回Top5相似商品。-性能優(yōu)化：-緩存熱門商品的特征向量，減少計(jì)算次數(shù)。-使用分布式計(jì)算框架