2026年軟件工程師面試筆試題編程語(yǔ)言及算法應(yīng)用方向一、編程語(yǔ)言基礎(chǔ)（3題，每題10分，共30分）考察目標(biāo)：數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符、控制流、函數(shù)、面向?qū)ο蠡A(chǔ)（Java/Python/JavaScript任選其一）。題目1（10分）：題目：請(qǐng)用Java/Python/JavaScript實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算器類，支持加、減、乘、除四種運(yùn)算。要求：1.類名自定，方法名為`calculate`，參數(shù)為兩個(gè)`double`類型數(shù)字和一個(gè)`char`類型運(yùn)算符。2.若運(yùn)算符無(wú)效或除數(shù)為0，拋出異常（Java）或返回錯(cuò)誤信息（Python/JavaScript）。3.輸入示例：`calculate(10,5,'+')`應(yīng)返回`15.0`，`calculate(10,0,'/')`應(yīng)拋出異常。題目2（10分）：題目：用所選語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù)/方法，接收一個(gè)字符串，返回該字符串中出現(xiàn)頻率最高的字符及其出現(xiàn)次數(shù)。若多個(gè)字符頻率相同，返回第一個(gè)遇到的字符。示例：`topFrequency("hello")`應(yīng)返回`('l',2)`。題目3（10分）：題目：實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的單例模式（選擇餓漢或懶漢實(shí)現(xiàn)），確保全局只有一個(gè)實(shí)例。測(cè)試用例：創(chuàng)建兩個(gè)實(shí)例，驗(yàn)證是否為同一對(duì)象。二、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法（5題，每題14分，共70分）考察目標(biāo)：數(shù)組、鏈表、棧、隊(duì)列、哈希表、樹(shù)、排序、查找。題目4（14分）：題目：給定一個(gè)包含重復(fù)數(shù)字的數(shù)組，返回所有不重復(fù)的三元組，使得三元組內(nèi)數(shù)字之和等于目標(biāo)值。示例：輸入`[1,-1,0,1,2]`，目標(biāo)值`0`，返回`[[-1,0,1],[-1,-1,2]]`。要求：時(shí)間復(fù)雜度O(n2)。題目5（14分）：題目：設(shè)計(jì)一個(gè)LRU（最近最少使用）緩存，支持`get`和`put`操作。緩存容量為固定值`capacity`。示例：pythonlru=LRUCache(2)lru.put(1,1)#緩存是{1:1}lru.put(2,2)#緩存是{1:1,2:2}lru.get(1)#返回1lru.put(3,3)#去除鍵2，緩存是{1:1,3:3}lru.get(2)#返回-1(未找到)要求：使用哈希表+雙向鏈表實(shí)現(xiàn)。題目6（14分）：題目：給定一個(gè)二叉搜索樹(shù)，返回其“中序遍歷”的“下一個(gè)”節(jié)點(diǎn)（中序遍歷的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)）。假設(shè)所有節(jié)點(diǎn)值唯一。示例：5/\37/\/\2468中序遍歷：2,3,4,5,6,7,8。若節(jié)點(diǎn)為`5`，返回`6`；若節(jié)點(diǎn)為`8`，返回`-1`。題目7（14分）：題目：實(shí)現(xiàn)快速排序算法，要求：1.使用“三數(shù)取中”法選擇基準(zhǔn)。2.處理遞歸棧溢出的情況（如使用尾遞歸優(yōu)化）。3.對(duì)`[4,1,3,9,7,2,5]`進(jìn)行排序，輸出`[1,2,3,4,5,7,9]`。題目8（14分）：題目：給定一個(gè)字符串，判斷是否是有效的括號(hào)字符串（只含`(`,`)`,`{}`,`[]`,`<>`）。示例：`"({[]})"`有效，`"({[})"`無(wú)效。要求：使用棧實(shí)現(xiàn)，時(shí)間復(fù)雜度O(n)。三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與工程（2題，每題13分，共26分）考察目標(biāo)：分布式系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、緩存、負(fù)載均衡。題目9（13分）：題目：設(shè)計(jì)一個(gè)高并發(fā)的短鏈接生成服務(wù)。要求：1.輸入任意URL，返回固定長(zhǎng)度的短鏈接（如`/a1b2c3`）。2.支持高并發(fā)訪問(wèn)（如QPS10萬(wàn)+）。3.提供至少兩種實(shí)現(xiàn)方案的簡(jiǎn)要說(shuō)明（如數(shù)據(jù)庫(kù)自增ID+編碼，或分布式ID生成器）。題目10（13分）：題目：為高并發(fā)電商系統(tǒng)設(shè)計(jì)商品秒殺功能，要求：1.防止超賣和重復(fù)購(gòu)買。2.說(shuō)明至少兩種技術(shù)方案（如數(shù)據(jù)庫(kù)樂(lè)觀鎖、RedisLua腳本）。3.分析各自優(yōu)缺點(diǎn)及適用場(chǎng)景。答案與解析一、編程語(yǔ)言基礎(chǔ)題目1答案（Java示例）：javapublicclassSimpleCalculator{publicdoublecalculate(doublea,doubleb,charoperator)throwsIllegalArgumentException{switch(operator){case'+':returna+b;case'-':returna-b;case'':returnab;case'/':if(b==0)thrownewIllegalArgumentException("Divisionbyzero");returna/b;default:thrownewIllegalArgumentException("Invalidoperator:"+operator);}}publicstaticvoidmain(String[]args){SimpleCalculatorcalc=newSimpleCalculator();try{System.out.println(calc.calculate(10,5,'+'));//15.0System.out.println(calc.calculate(10,0,'/'));//拋出異常}catch(IllegalArgumentExceptione){System.out.println(e.getMessage());}}}解析：1.使用`switch`處理運(yùn)算符，覆蓋所有情況。2.除法時(shí)檢查除數(shù)是否為0，若為0則拋出`IllegalArgumentException`。3.其他無(wú)效運(yùn)算符也拋出異常，符合Java異常處理規(guī)范。題目2答案（Python示例）：pythonfromcollectionsimportCounterdeftopFrequency(s):freq=Counter(s)max_char=max(freq,key=freq.get)return(max_char,freq[max_char])print(topFrequency("hello"))#('l',2)解析：1.`Counter`統(tǒng)計(jì)字符頻率。2.`max`函數(shù)通過(guò)`key=freq.get`找到頻率最大的字符。3.返回元組形式，符合題目要求。題目3答案（Java懶漢單例）：javapublicclassSingleton{privatestaticSingletoninstance;privateSingleton(){}publicstaticSingletongetInstance(){if(instance==null){instance=newSingleton();}returninstance;}publicstaticvoidmain(String[]args){Singletona=Singleton.getInstance();Singletonb=Singleton.getInstance();System.out.println(a==b);//true}}解析：1.雙向檢查鎖定（DCL）實(shí)現(xiàn)懶加載。2.`instance`為私有靜態(tài)變量，確保全局唯一。3.靜態(tài)方法獲取實(shí)例，線程安全（需補(bǔ)充volatile關(guān)鍵字）。二、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法題目4答案（Python）：pythondefthreeSum(nums,target):nums.sort()n=len(nums)res=[]foriinrange(n-2):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+=1;right-=1eliftotal<target:left+=1else:right-=1returnresprint(threeSum([1,-1,0,1,2],0))#[[-1,0,1],[-1,-1,2]]解析：1.先排序，固定第一個(gè)數(shù)，雙指針遍歷剩余部分。2.跳過(guò)重復(fù)數(shù)字避免重復(fù)三元組。3.時(shí)間復(fù)雜度O(n2)，空間復(fù)雜度O(1)（若不計(jì)輸出）。題目5答案（JavaScript）：javascriptclassLRUCache{constructor(capacity){this.capacity=capacity;this.map=newMap();this.head=newNode(0,0);this.tail=newNode(0,0);this.head.next=this.tail;this.tail.prev=this.head;}get(key){if(!this.map.has(key))return-1;constnode=this.map.get(key);this.remove(node);this.add(node);returnnode.value;}put(key,value){if(this.map.has(key)){this.remove(this.map.get(key));}constnode=newNode(key,value);this.map.set(key,node);this.add(node);if(this.map.size>this.capacity){constlru=this.tail.prev;this.remove(lru);this.map.delete(lru.key);}}add(node){node.next=this.head.next;node.prev=this.head;this.head.next.prev=node;this.head.next=node;}remove(node){node.prev.next=node.next;node.next.prev=node.prev;}}classNode{constructor(key,value){this.key=key;this.value=value;this.prev=null;this.next=null;}}解析：1.使用`Map`實(shí)現(xiàn)O(1)查找，`Node`雙向鏈表維護(hù)順序。2.`get`時(shí)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)到頭部，`put`時(shí)先刪除舊節(jié)點(diǎn)再添加。3.超過(guò)容量時(shí)刪除尾節(jié)點(diǎn)。題目6答案（Java）：javaclassTreeNode{intval;TreeNodeleft;TreeNoderight;TreeNode(intx){val=x;}}publicTreeNodeinorderSuccessor(TreeNoderoot,TreeNodetarget){if(root==null)returnnull;TreeNodesuccessor=null;while(root!=null){if(target.val<root.val){successor=root;root=root.left;}else{root=root.right;}}returnsuccessor;}解析：1.中序遍歷的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)是右子樹(shù)的最左節(jié)點(diǎn)。2.若目標(biāo)節(jié)點(diǎn)有右子樹(shù)，則該子樹(shù)的最左節(jié)點(diǎn)即為后繼。3.無(wú)右子樹(shù)時(shí)，向上遍歷父節(jié)點(diǎn)直到找到左子樹(shù)節(jié)點(diǎn)。題目7答案（Python）：pythondefquickSort(arr):defpartition(low,high):mid=(low+high)//2pivot=sorted([arr[low],arr[mid],arr[high]])[1]arr[low],arr[arr.index(pivot)]=arr[arr.index(pivot)],arr[low]pivot=arr[low]i,j=low+1,highwhileTrue:whilei<=jandarr[i]<=pivot:i+=1whilei<=jandarr[j]>=pivot:j-=1ifi<=j:arr[i],arr[j]=arr[j],arr[i]else:breakarr[low],arr[j]=arr[j],arr[low]returnjdefquickSortRec(low,high):iflow<high:mid=partition(low,high)quickSortRec(low,mid-1)quickSortRec(mid+1,high)quickSortRec(0,len(arr)-1)returnarrprint(quickSort([4,1,3,9,7,2,5]))#[1,2,3,4,5,7,9]解析：1.“三數(shù)取中”選擇基準(zhǔn)，避免極端輸入性能下降。2.尾遞歸優(yōu)化：先處理較小的子區(qū)間。3.時(shí)間復(fù)雜度O(nlogn)，最壞O(n2)。題目8答案（Python）：pythondefisValid(s):stack=[]mapping={')':'(','}':'{',']':'[','>':'<'}forcins:ifcinmapping.values():stack.append(c)elifcinmapping:ifnotstackormapping[c]!=st