2026年微軟件工程師筆試題目解析一、編程基礎（共5題，每題4分，合計20分）考察內容：數(shù)據結構、算法、編程語言基礎（C++/Java/Python）題目1（4分）：編寫一個函數(shù)，實現(xiàn)將32位無符號整數(shù)反轉。例如，輸入`123456789`，輸出`987654321`。假設環(huán)境不允許存儲64位整數(shù)。答案：pythondefreverse_int(x:int)->int:INT_MAX=231-1INT_MIN=-231result=0whilex!=0:pop=x%10x//=10ifresult>INT_MAX//10or(result==INT_MAX//10andpop>7):return0ifresult<INT_MIN//10or(result==INT_MIN//10andpop<-8):return0result=result10+popreturnresult解析：-防止溢出：32位整數(shù)范圍為`-2^31~2^31-1`，反轉過程中需判斷是否越界。-取余和除法：通過`x%10`獲取最后一位，`x//=10`移除最后一位。-乘10加余數(shù)：逐步構建反轉后的數(shù)字，注意前導零不影響結果。題目2（4分）：給定一個字符串`s`，判斷其是否為有效的括號字符串（只包含`'('`和`')'`，且括號匹配）。答案：pythondefis_valid(s:str)->bool:stack=[]forcharins:ifchar=='(':stack.append(char)elifchar==')':ifnotstack:returnFalsestack.pop()returnnotstack解析：-棧的應用：左括號入棧，右括號時彈出對應左括號。-最終棧為空則匹配，否則不匹配。-時間復雜度O(n)，空間復雜度O(n)。題目3（4分）：實現(xiàn)一個`LRU緩存`（LeastRecentlyUsed）。支持`get`和`put`操作，容量為`capacity`。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：-哈希表+雙向鏈表：哈希表存儲`key-value`，雙向鏈表維護訪問順序。-`get`操作：命中則移動到鏈表尾部，未命中返回-1。-`put`操作：已存在則更新并移動到尾部；若超出容量，刪除鏈表頭部（最久未使用）。題目4（4分）：給定一個數(shù)組`nums`，返回所有和為`target`的`nums[i]+nums[j]`組合（不重復）。答案：pythondeftwo_sum(nums:List[int],target:int)->List[List[int]]:seen={}res=[]fori,numinenumerate(nums):complement=target-numifcomplementinseen:res.append([complement,num])seen[num]=ireturnres解析：-哈希表記錄已遍歷數(shù)字，避免重復計算。-時間復雜度O(n)，空間復雜度O(n)。-題目要求不重復組合，因此遍歷時僅添加`[complement,num]`（確保`complement`在前）。題目5（4分）：實現(xiàn)快速排序算法，要求使用遞歸方式。答案：pythondefquick_sort(arr:List[int])->List[int]: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：-選擇中位數(shù)作為基準（pivot），將數(shù)組分為`<pivot`、`==pivot`、`>pivot`三部分。-遞歸排序左右子數(shù)組，合并后返回。-平均時間復雜度O(nlogn)，最壞O(n^2)（基準選擇不當）。二、系統(tǒng)設計（共3題，每題10分，合計30分）考察內容：分布式系統(tǒng)、數(shù)據庫、緩存、負載均衡題目6（10分）：設計一個高并發(fā)的短鏈接系統(tǒng)。要求：1.輸入長鏈接，輸出短鏈接（如`/abc123`）。2.支持快速跳轉（短鏈接解析為長鏈接）。3.高可用、分布式支持。答案：1.短鏈接生成：-使用`base62`編碼（`a-z`、`A-Z`、`0-9`），將長鏈接哈希后映射為6位短碼。-哈希算法：先用MD5/SHA256，再取前6位或映射到62進制。2.分布式存儲：-使用Redis/ZooKeeper存儲`short_code->long_url`映射，支持高并發(fā)讀寫。-每個節(jié)點獨立處理請求，負載均衡器分發(fā)流量。3.解析跳轉：-接收短鏈接，解析`short_code`，查詢Redis返回長鏈接，重定向301。4.高可用：-Redis集群化部署，使用主從復制或哨兵機制。-短鏈接使用分布式ID生成器（如TwitterSnowflake）。解析：-base62編碼：減少短鏈接長度，提高可讀性。-Redis：高性能鍵值存儲，適合高并發(fā)場景。-負載均衡：Nginx/HAProxy分發(fā)請求，避免單點瓶頸。題目7（10分）：設計一個高并發(fā)的新聞推薦系統(tǒng)。要求：1.用戶實時點擊新聞后更新推薦。2.支持個性化推薦（基于用戶歷史行為）。3.分布式架構，支持水平擴展。答案：1.數(shù)據存儲：-用戶行為：Redis存`user_id->click_history`（LIFO隊列）。-新聞數(shù)據：Elasticsearch索引新聞內容，支持分詞搜索。2.推薦算法：-協(xié)同過濾：基于用戶相似度（如Jaccard相似度）。-內容推薦：新聞TF-IDF向量化，用戶歷史向量匹配。3.實時更新：-使用Kafka消息隊列收集用戶點擊事件，流處理引擎（Flink/SparkStreaming）實時更新推薦結果。4.分布式架構：-推薦服務分片（按用戶ID哈希），負載均衡器分發(fā)請求。-數(shù)據庫使用分庫分表（如MySQLCluster）。解析：-Redis：高性能存取用戶行為。-Elasticsearch：全文檢索加速新聞匹配。-流處理：實時更新推薦邏輯，避免冷啟動延遲。題目8（10分）：設計一個分布式計數(shù)器系統(tǒng)，要求：1.支持高并發(fā)自增。2.分布式部署，不依賴中心節(jié)點。3.異常恢復機制。答案：1.基于Redis：-使用Redis`INCR`命令（原子操作），但單點依賴Redis。2.基于Raft/Paxos：-分布式共識算法保證計數(shù)器一致性，但實現(xiàn)復雜。3.基于本地存儲+最終一致性：-每個節(jié)點本地計數(shù)（如文件/本地變量），定時異步同步到中心存儲（如HBase/Cassandra）。-使用SnowflakeID生成唯一計數(shù)（結合時間戳和機器ID）。解析：-Redis：簡單但依賴中心節(jié)點。-Raft：強一致性但工程成本高。-最終一致性：犧牲實時性換取可用性，適合非強一致性場景。三、數(shù)據庫與SQL（共4題，每題5分，合計20分）考察內容：SQL查詢、數(shù)據庫設計題目9（5分）：給定表`Orders`（`order_id,customer_id,order_date,total_amount`），查詢2023年每月總銷售額。答案：sqlSELECTDATE_FORMAT(order_date,'%Y-%m')ASmonth,SUM(total_amount)AStotal_salesFROMOrdersWHEREYEAR(order_date)=2023GROUPBYmonthORDERBYmonth;解析：-`DATE_FORMAT`提取年月，`SUM`聚合銷售額。-`GROUPBY`按月份分組，`ORDERBY`排序。題目10（5分）：表`Employees`（`id,name,department,salary`），查詢各部門平均工資，并按平均工資降序排列。答案：sqlSELECTdepartment,AVG(salary)ASavg_salaryFROMEmployeesGROUPBYdepartmentORDERBYavg_salaryDESC;解析：-`AVG`計算部門平均工資，`ORDERBYDESC`降序。題目11（5分）：表`Students`（`id,name,course,score`），查詢每門課程不及格（分數(shù)<60）的學生人數(shù)。答案：sqlSELECTcourse,COUNT()ASfail_countFROMStudentsWHEREscore<60GROUPBYcourse;解析：-`WHERE`篩選不及格學生，`COUNT()`統(tǒng)計人數(shù)。題目12（5分）：表`Products`（`id,name,category,price`），查詢價格最高的3個產品。答案：sqlSELECTid,name,category,priceFROMProductsORDERBYpriceDESCLIMIT3;解析：-`ORDERBYDESC`排序，`LIMIT3`取前三。四、綜合編程（共2題，每題10分，合計20分）考察內容：編碼能力、問題解決題目13（10分）：實現(xiàn)一個簡單的LRU緩存，要求：1.支持`get(key)`和`put(key,value)`。2.容量限制為3，超出時淘汰最久未使用項。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：-與編程基礎中的題目3類似，但容量固定為3。-關鍵在于維護`order`列表的更新順序。題目14（10分）：給定一個數(shù)組`nums`，返回所有`nums[i]+nums[j]`組合（不重復），且和小于目標`target`。答案：pythondeftwo_sum_less_than_target(nums:List[int],target:int)->List[List[int]]:nums.sort()res=[]left,right=0,len(nums)-1whileleft<right:total=nums[left]+nums[right]iftotal<target:res.extend([[nums[left],