2026年軟件開發(fā)面試技術難題及解答一、算法與數據結構（共5題，每題20分，總分100分）題目1（20分）問題描述：給定一個包含重復元素的數組，請找出數組中所有出現超過一半的數字。要求時間復雜度為O(n)，空間復雜度為O(1)。示例輸入：[1,2,2,3,3,3,4,3,3,3]示例輸出：[3]提示：可以使用摩爾投票算法解決此問題。題目2（20分）問題描述：實現一個LRU（LeastRecentlyUsed）緩存，支持get和put操作。LRU緩存應該按照最近最少使用順序刪除元素。要求get和put操作的時間復雜度均為O(1)。示例輸入：-put(1,1)//緩存是{1=1}-put(2,2)//緩存是{1=1,2=2}-get(1)//返回1-put(3,3)//去除鍵2，緩存是{1=1,3=3}-get(2)//返回-1(未找到)-put(4,4)//去除鍵1，緩存是{4=4,3=3}示例輸出：1,-1題目3（20分）問題描述：給定一個二叉樹，判斷它是否是高度平衡的二叉樹。一棵高度平衡二叉樹滿足每個節(jié)點的左右兩個子樹的高度差的絕對值不超過1。示例輸入：3/\920/\157示例輸出：true題目4（20分）問題描述：實現快速排序算法，要求在最好、平均、最壞情況下都能保持較高的效率。請描述你的實現思路并給出代碼。題目5（20分）問題描述：給定一個字符串，找到其中不重復的最長子串的長度。例如，輸入"abcabcbb"，輸出"abcbb"的長度3。二、系統設計與架構（共4題，每題25分，總分100分）題目6（25分）問題描述：設計一個支持百萬級用戶的短鏈接系統。請說明系統架構、主要組件、數據存儲方案以及如何處理高并發(fā)請求。題目7（25分）問題描述：設計一個微博系統的用戶關注功能。要求支持：1.用戶關注/取消關注其他用戶2.獲取用戶的關注列表和粉絲列表3.支持批量操作以提高性能4.說明如何處理數據一致性問題題目8（25分）問題描述：設計一個高可用、可擴展的分布式消息隊列系統。請說明系統架構、如何保證消息不丟失、如何處理消息積壓問題。題目9（25分）問題描述：設計一個秒殺系統。要求支持高并發(fā)請求，防止超賣，并保證系統穩(wěn)定運行。三、數據庫與SQL（共5題，每題20分，總分100分）題目10（20分）問題描述：假設有一個訂單表orders(id,user_id,product_id,price,order_time)，請寫SQL查詢最近一個月內每個用戶的總消費金額，并按消費金額降序排列。題目11（20分）問題描述：假設有一個學生表students(id,name,age,grade)和一個成績表scores(student_id,subject,score)，請寫SQL查詢每個學生的平均成績，只顯示平均分大于80的學生。題目12（20分）問題描述：假設有一個商品表products(id,name,category,price)和一個訂單明細表order_items(order_id,product_id,quantity)，請寫SQL查詢每個商品類別的總銷售額，并按銷售額降序排列。題目13（20分）問題描述：請解釋數據庫事務的ACID特性，并說明在實際應用中如何保證事務的原子性。題目14（20分）問題描述：假設有一個用戶表users(id,username,email)和一個訂單表orders(id,user_id,order_date)，請寫SQL查詢2025年每個用戶的訂單數量，并顯示訂單數量最多的前5個用戶。四、編程語言與框架（共5題，每題20分，總分100分）題目15（20分）問題描述：在JavaScript中，請解釋事件循環(huán)機制，并說明Promise和async/await的區(qū)別和使用場景。題目16（20分）問題描述：在Java中，請解釋線程池的工作原理，并說明如何創(chuàng)建一個固定大小的線程池以及如何處理拒絕的請求。題目17（20分）問題描述：在Python中，請解釋裝飾器的原理，并給出一個自定義裝飾器的示例，該裝飾器可以記錄函數執(zhí)行時間。題目18（20分）問題描述：在Go中，請解釋goroutine和channel的用法，并給出一個使用goroutine和channel實現生產者消費者模式的示例。題目19（20分）問題描述：在React中，請解釋組件的生命周期方法，并說明在React18中新的并發(fā)特性和Hooks的使用優(yōu)勢。五、網絡安全（共3題，每題33分，總分99分）題目20（33分）問題描述：請解釋常見的跨站腳本攻擊（XSS）類型及其防御方法。請給出一個實際場景中如何防止XSS攻擊的示例。題目21（33分）問題描述：請解釋SQL注入攻擊的原理及其防御方法。請給出一個實際場景中如何防止SQL注入攻擊的示例。題目22（33分）問題描述：請解釋HTTPS的工作原理，包括TLS握手過程和證書驗證機制。說明在實際應用中如何配置安全的HTTPS連接。答案與解析答案1（算法與數據結構）摩爾投票算法：1.初始化candidate為0，count為02.遍歷數組：-如果count為0，將當前元素設為candidate，count設為1-否則如果當前元素等于candidate，count加1-否則count減13.驗證candidate是否為超過一半的數字pythondefmajority_element(nums):candidate=Nonecount=0fornuminnums:ifcount==0:candidate=numcount+=(1ifnum==candidateelse-1)驗證count=0fornuminnums:ifnum==candidate:count+=1returncandidateifcount>len(nums)//2elseNone答案2（LRU緩存）使用雙向鏈表和哈希表的組合：-哈希表用于O(1)時間復雜度的get操作-雙向鏈表用于記錄訪問順序，最近訪問的元素在鏈表頭部pythonclassListNode: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=ListNode()self.tail=ListNode()self.head.next=self.tailself.tail.prev=self.headdef_add_node(self,node):添加到頭部node.prev=self.headnode.next=self.head.nextself.head.next.prev=nodeself.head.next=nodedef_remove_node(self,node):刪除節(jié)點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)ifnotnode:newNode=ListNode(key,value)self.cache[key]=newNodeself._add_node(newNode)iflen(self.cache)>self.capacity:tail=self._pop_tail()delself.cache[tail.key]else:node.value=valueself._move_to_head(node)答案3（高度平衡二叉樹）遞歸判斷每個節(jié)點的左右子樹高度差不超過1，且左右子樹都是高度平衡的：pythonclassTreeNode:def__init__(self,val=0,left=None,right=None):self.val=valself.left=leftself.right=rightdefis_balanced(root:TreeNode)->bool:defcheck(node):ifnotnode:return0,Trueleft_height,left_balanced=check(node.left)ifnotleft_balanced:return0,Falseright_height,right_balanced=check(node.right)ifnotright_balanced:return0,Falsereturnmax(left_height,right_height)+1,abs(left_height-right_height)<=1returncheck(root)[1]答案4（快速排序）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)優(yōu)化版本使用原地分區(qū)：pythondefquick_sort_inplace(arr,low,high):iflow<high:pivot_index=partition(arr,low,high)quick_sort_inplace(arr,low,pivot_index-1)quick_sort_inplace(arr,pivot_index+1,high)defpartition(arr,low,high):pivot=arr[high]i=low-1forjinrange(low,high):ifarr[j]<=pivot:i+=1arr[i],arr[j]=arr[j],arr[i]arr[i+1],arr[high]=arr[high],arr[i+1]returni+1答案5（不重復最長子串）滑動窗口方法：pythondeflength_of_longest_substring(s:str)->int:char_set=set()left=0max_length=0forrightinrange(len(s)):whiles[right]inchar_set:char_set.remove(s[left])left+=1char_set.add(s[right])max_length=max(max_length,right-left+1)returnmax_length答案6（短鏈接系統）系統架構：1.前端服務：接收用戶請求，轉發(fā)到后端2.后端服務：處理業(yè)務邏輯，包括生成短鏈接、查詢短鏈接3.數據庫：存儲短鏈接映射關系4.緩存：緩存熱點短鏈接，提高查詢效率5.負載均衡器：分發(fā)請求到多個后端服務數據存儲方案：-使用自增ID生成短鏈接-哈希算法將ID映射到短鏈接-使用Redis緩存熱點短鏈接高并發(fā)處理：-使用消息隊列異步處理創(chuàng)建短鏈接的請求-使用分布式鎖防止并發(fā)創(chuàng)建相同的短鏈接答案7（用戶關注功能）系統設計：1.數據模型：-用戶表：user_id,username,...-關注關系表：follower_id,followee_id,follow_time2.主要接口：-關注/取消關注：POST/follow/{user_id}-獲取關注列表：GET/users/{user_id}/followees-獲取粉絲列表：GET/users/{user_id}/followers3.批量操作：-使用事務保證數據一致性-使用批量插入提高性能4.數據一致性問題：-使用分布式鎖防止并發(fā)關注同一個用戶-使用消息隊列異步處理關注關系變更答案8（分布式消息隊列）系統架構：1.生產者：發(fā)送消息到隊列2.消費者：從隊列獲取消息3.隊列服務：存儲消息，處理路由4.緩存：緩存熱點消息5.監(jiān)控系統：監(jiān)控隊列狀態(tài)保證消息不丟失：-生產者確認機制-消息持久化到磁盤-消息重復消費處理處理消息積壓：-調整隊列容量-使用優(yōu)先級隊列-擴展消費者數量答案9（秒殺系統）系統設計：1.前端：-預減庫存，防止超賣-防止重復提交2.后端：-使用分布式鎖-使用Redis緩存庫存3.數據庫：-使用事務保證數據一致性-使用樂觀鎖或悲觀鎖4.負載均衡：-分散請求到多個服務器關鍵點：-使用Redis設置分布式鎖-使用事務保證庫存更新和訂單創(chuàng)建的一致性-設置請求超時時間防止惡意操作答案10（SQL查詢）sqlSELECTuser_id,SUM(price)AStotal_spentFROMordersWHEREorder_time>=DATE_SUB(CURRENT_DATE,INTERVAL1MONTH)GROUPBYuser_idORDERBYtotal_spentDESC;答案11（SQL查詢）sqlSELECTs.id,,AVG(sc.score)ASavg_scoreFROMstudentssJOINscoresscONs.id=sc.student_idGROUPBYs.id,HAVINGAVG(sc.score)>80;答案12（SQL查詢）sqlSELECTp.category,SUM(p.priceoi.quantity)AStotal_salesFROMproductspJOINorder_itemsoiONp.id=duct_idGROUPBYp.categoryORDERBYtotal_salesDESC;答案13（數據庫事務）ACID特性：-原子性（Atomicity）：事務中的所有操作要么全部完成，要么全部不做-一致性（Consistency）：事務必須使數據庫從一個一致性狀態(tài)轉移到另一個一致性狀態(tài)-隔離性（Isolation）：一個事務的執(zhí)行不能被其他事務干擾-持久性（Durability）：一個事務一旦提交，它對數據庫中數據的改變就是永久性的保證原子性：-使用事務隔離級別-使用數據庫提供的事務管理機制-使用鎖機制答案14（SQL查詢）sqlSELECTu.username,COUNT(o.id)ASorder_countFROMusersuJOINordersoONu.id=o.user_idWHEREYEAR(o.order_date)=2025GROUPBYu.usernameORDERBYorder_countDESCLIMIT5;答案15（JavaScript事件循環(huán)）事件循環(huán)機制：1.主線程執(zhí)行同步代碼2.將異步任務放入任務隊列3.當主線程空閑時，將任務隊列中的任務移到執(zhí)行棧4.執(zhí)行異步任務，執(zhí)行完畢后釋放資源Promise和async/await：-Promise是異步編程的解決方案，可以鏈式調用-async/await是基于Promise的語法糖，使異步代碼更像同步代碼javascript//Promisefetch(url).then(res=>res.json()).then(data=>console.log(data));//async/awaitasyncfunctionfetchData(){constres=awaitfetch(url);constdata=awaitres.json();console.log(data);}答案16（Java線程池）線程池工作原理：1.線程池維護一個線程隊列2.當提交任務時，線程池會先檢查核心線程是否都在工作3.如果核心線程都在工作，則將任務放入任務隊列4.如果任務隊列已滿，則創(chuàng)建新的線程執(zhí)行任務5.非核心線程會在執(zhí)行完任務后返回線程池等待新任務創(chuàng)建線程池：javaThreadPoolExecutorexecutor=newThreadPoolExecutor(5,//核心線程數10,//最大線程數60,//空閑線程存活時間TimeUnit.SECONDS,newArrayBlockingQueue<>(100),//任務隊列newThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()//拒絕策略);答案17（Python裝飾器）裝飾器原理：pythondefdecorator(func):defwrapper(args,kwargs):print("Beforefunctioncall")result=func(args,kwargs)print("Afterfunctioncall")returnresultreturnwrapper@decoratordeftest_func(x):returnxx記錄函數執(zhí)行時間的裝飾器：pythonimporttimedeftime_decorator(func):defwrapper(args,kwargs):start_time=time.time()result=func(args,kwargs)end_time=time.time()print(f"Function{func.__name__}took{end_time-start_time}seconds")returnresultreturnwrapper@time_decoratordeftest_func(x):time.sleep(1)returnxx答案18（Gogoroutine和channel）goroutine和channel：gopackagemainimport("fmt""time")funcproducer(chchan<-int){fori:=0;i<10;i++{ch<-itime.Sleep(time.Second)}close(ch)}funcconsumer(ch<-chanint){fornum:=rangech{fmt.Println("Received",num)time.Sleep(time.Second2)}}funcmain(){ch:=make(chanint)goproducer(ch)consumer(ch)}答案19（React生命周期）React生命周期：javascriptclassMyComponentextendsReact.Component{constructor(props){super(props);this.state={count:0};}componentDidMount(){//組件掛載后}componentDidUpdate(prevProps,prevState){//組件更新后}componentWillUnmount(){//組件將要卸載}}//React18并發(fā)特性functionMyComponent(){const[count,setCount]=useState(0);React.useEffect(()=>{//掛載時執(zhí)行},[]);return<buttononClick={()=>setCount(c=>c+1)}>Count:{count}</button>;}Hooks使用優(yōu)勢：-代碼更簡潔-邏輯可重用-狀態(tài)管理更清晰答案20（XSS攻擊）XSS攻擊類型：1.存儲型XSS：攻擊payload存儲在服務器，每次請求都會展示2.反射型XSS：攻擊payload在響應中，需要用戶主動觸發(fā)3.DOM型XSS：攻擊payload修改DOM，無需服務器參與防御方法：1.輸入驗證：限制輸入長度、類型、特殊字符2.輸出編碼：對用戶輸入進行HTML編碼3.使用CSP：限制腳本來源4.使用X-XSS-Protection頭示例：javascript//輸出編碼functionescapeHTML(str){returnstr.replace(/&/g,'&').replace(/</