2026年高級(jí)軟件工程師招聘面試題及答案一、編程實(shí)現(xiàn)題（共3題，每題20分）1.編程實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的LRU（最近最少使用）緩存機(jī)制（15分）+時(shí)間復(fù)雜度分析（5分）題目描述：設(shè)計(jì)一個(gè)LRU緩存機(jī)制，支持get和put操作。緩存容量為固定值`capacity`。當(dāng)訪問一個(gè)鍵時(shí)，如果鍵存在，返回其值，并將該鍵移動(dòng)到緩存的最前面（表示最近使用過）；如果鍵不存在，返回-1。當(dāng)插入一個(gè)新鍵值對(duì)時(shí)，如果緩存已滿，需要?jiǎng)h除最久未使用（LRU）的鍵值對(duì)，以騰出空間。要求：-使用Python或Java實(shí)現(xiàn)。-時(shí)間復(fù)雜度要求為O(1)的get和put操作。-可使用哈希表和雙向鏈表結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)。參考答案（Python）：pythonclassLRUCache:def__init__(self,capacity:int):self.capacity=capacityself.cache={}self.head=Node(0,0)self.tail=Node(0,0)self.head.next=self.tailself.tail.prev=self.headclassNode:def__init__(self,key,value):self.key=keyself.value=valueself.prev=Noneself.next=Nonedefget(self,key:int)->int:ifkeyinself.cache:node=self.cache[key]self._remove(node)self._add(node)returnnode.valuereturn-1defput(self,key:int,value:int)->None:ifkeyinself.cache:self._remove(self.cache[key])node=Node(key,value)self.cache[key]=nodeself._add(node)iflen(self.cache)>self.capacity:lru=self.tail.prevself._remove(lru)delself.cache[lru.key]def_remove(self,node:'Node')->None:delself.cache[node.key]node.prev.next=node.nextnode.next.prev=node.prevdef_add(self,node:'Node')->None:node.next=self.head.nextnode.next.prev=nodeself.head.next=nodenode.prev=self.head時(shí)間復(fù)雜度分析：-`get`操作：哈希表O(1)查找，雙向鏈表O(1)刪除和添加。-`put`操作：哈希表O(1)查找和刪除，雙向鏈表O(1)添加和刪除。-整體滿足LRU的時(shí)間復(fù)雜度要求。2.實(shí)現(xiàn)一個(gè)二叉樹的最大深度（最大高度）計(jì)算函數(shù)（15分）+邊界情況討論（5分）題目描述：給定一個(gè)二叉樹，計(jì)算其最大深度（即從根節(jié)點(diǎn)到最遠(yuǎn)葉子節(jié)點(diǎn)的最長(zhǎng)路徑上的節(jié)點(diǎn)數(shù)）。假設(shè)樹的節(jié)點(diǎn)定義如下：pythonclassTreeNode:def__init__(self,val=0,left=None,right=None):self.val=valself.left=leftself.right=right要求：-使用遞歸或迭代方式實(shí)現(xiàn)。-處理空樹、單節(jié)點(diǎn)樹、完全不平衡樹等邊界情況。參考答案（Python遞歸）：pythondefmaxDepth(root:TreeNode)->int:ifnotroot:return0left_depth=maxDepth(root.left)right_depth=maxDepth(root.right)return1+max(left_depth,right_depth)邊界情況討論：1.空樹：返回0，因?yàn)椴淮嬖诠?jié)點(diǎn)。2.單節(jié)點(diǎn)樹：返回1，因?yàn)樯疃葹?。3.完全不平衡樹（左深或右深）：遞歸計(jì)算左右子樹的最大深度，最終加1。4.完全平衡樹：同樣遞歸計(jì)算左右子樹，最終加1。3.編寫一個(gè)函數(shù)，將32位無符號(hào)整數(shù)的二進(jìn)制表示翻轉(zhuǎn)（10分）+空間復(fù)雜度分析（10分）題目描述：給定一個(gè)32位無符號(hào)整數(shù)`n`，返回其二進(jìn)制表示翻轉(zhuǎn)后的整數(shù)。假設(shè)二進(jìn)制表示用32位補(bǔ)碼表示，翻轉(zhuǎn)后超出32位的部分需要丟棄。示例：-輸入：`n=43261596`，二進(jìn)制表示為`000000000000000000000000100001110010110100000000000`，翻轉(zhuǎn)后為`00000000000000000000000100011110100101110000000000000000`，即`964176192`。要求：-不能使用內(nèi)置函數(shù)。-時(shí)間復(fù)雜度要求為O(1)。參考答案（Python）：pythondefreverse_bits(n:int)->int:result=0for_inrange(32):result=(result<<1)|(n&1)n>>=1returnresult&0xFFFFFFFF空間復(fù)雜度分析：-算法僅使用常數(shù)個(gè)額外變量（`result`、`n`和循環(huán)計(jì)數(shù)器），因此空間復(fù)雜度為O(1)。二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)題（共2題，每題25分）4.設(shè)計(jì)一個(gè)短鏈接（TinyURL）系統(tǒng)（25分）題目描述：實(shí)現(xiàn)一個(gè)短鏈接系統(tǒng)，將長(zhǎng)URL轉(zhuǎn)換為短URL，并支持從短URL還原為長(zhǎng)URL。假設(shè)系統(tǒng)需要支持以下功能：1.生成短URL：輸入長(zhǎng)URL，返回一個(gè)唯一的短URL（如`/abc123`）。2.還原長(zhǎng)URL：輸入短URL，返回對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)URL。3.高并發(fā)處理：系統(tǒng)需支持高并發(fā)訪問，響應(yīng)時(shí)間在毫秒級(jí)。4.分布式擴(kuò)展：支持水平擴(kuò)展，便于應(yīng)對(duì)流量增長(zhǎng)。要求：-短URL生成規(guī)則：可使用隨機(jī)字符串或哈希算法（如Base62編碼）。-高可用和一致性：使用分布式緩存或數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)映射關(guān)系。-處理重復(fù)短URL生成的情況。參考答案：系統(tǒng)架構(gòu)：1.短URL生成：-使用Base62編碼（`a-z`、`A-Z`、`0-9`）將ID映射為6位短碼（62^6=56.8億種組合）。-生成ID可通過自增序列+哈希碰撞處理（如布隆過濾器）。-示例：長(zhǎng)URL`/long-path`→ID`12345`→Base62編碼`abc123`→短URL`/abc123`。2.短URL還原：-解析短URL中的6位碼，通過Base62解碼獲取ID。-查詢分布式緩存（如RedisCluster）或數(shù)據(jù)庫(kù)獲取長(zhǎng)URL。3.高并發(fā)與分布式：-使用RedisCluster或分布式數(shù)據(jù)庫(kù)（如Cassandra）存儲(chǔ)映射關(guān)系，支持分片和負(fù)載均衡。-短URL生成時(shí)，使用分布式鎖或CAS算法避免ID沖突。偽代碼示例：pythondefencode_base62(num:int)->str:digits="0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"ifnum==0:returndigits[0]result=[]whilenum>0:result.append(digits[num%62])num//=62return''.join(reversed(result))defdecode_base62(s:str)->int:digits="0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"result=0forcharins:result=result62+digits.index(char)returnresultdefgenerate_tinyurl(long_url:str)->str:使用分布式ID生成器（如Snowflake算法）獲取唯一IDid=get_next_id()short_code=encode_base62(id)store_mapping(id,long_url)#存儲(chǔ)到RedisClusterreturnf"/{short_code}"defget_longurl(short_url:str)->str:short_code=short_url.split('/')[-1]id=decode_base62(short_code)returnretrieve_mapping(id)#從RedisCluster查詢5.設(shè)計(jì)一個(gè)高并發(fā)的秒殺系統(tǒng)（25分）題目描述：設(shè)計(jì)一個(gè)秒殺系統(tǒng)，要求支持高并發(fā)訪問（每秒上萬QPS），并滿足以下要求：1.庫(kù)存扣減：限制商品庫(kù)存數(shù)量，防止超賣。2.防止刷單：驗(yàn)證用戶身份，限制每個(gè)用戶購(gòu)買次數(shù)。3.高可用性：系統(tǒng)需支持分布式部署，故障隔離。4.一致性：確保庫(kù)存扣減和訂單生成的原子性。要求：-描述系統(tǒng)架構(gòu)、關(guān)鍵模塊設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案及防作弊策略。參考答案：系統(tǒng)架構(gòu)：1.流量分發(fā)層（Nginx/ALB）：負(fù)載均衡，防止單點(diǎn)過載。2.秒殺業(yè)務(wù)層（微服務(wù)）：-使用RedisCluster或分布式鎖實(shí)現(xiàn)庫(kù)存扣減的原子性。-用戶驗(yàn)證（登錄態(tài)或臨時(shí)令牌）。3.訂單服務(wù)：異步寫入數(shù)據(jù)庫(kù)，使用消息隊(duì)列（如Kafka）解耦。4.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：-庫(kù)存：RedisCluster（高并發(fā)讀寫）+分布式鎖。-訂單：關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)（如PostgreSQL）+事務(wù)保證一致性。關(guān)鍵模塊設(shè)計(jì)：-庫(kù)存預(yù)減：-用戶請(qǐng)求時(shí)，先通過Redis扣減庫(kù)存（使用SETNX或Lua腳本保證原子性）。-扣減成功后，生成訂單；失敗則返回庫(kù)存不足。lua--RedisLua腳本示例ifredis.call('setnx',KEYS[1],ARGV[1])==1thenreturn1elseiftonumber(redis.call('get',KEYS[1]))>=tonumber(ARGV[1])thenredis.call('decrby',KEYS[1],ARGV[1])return1elsereturn0end-用戶驗(yàn)證：-登錄用戶使用Token驗(yàn)證；未登錄用戶使用手機(jī)號(hào)+驗(yàn)證碼。-使用Redis存儲(chǔ)用戶購(gòu)買次數(shù)限制（如`user:buy:count`）。-訂單異步處理：-使用Kafka或RabbitMQ傳輸訂單數(shù)據(jù)到訂單服務(wù)。-訂單服務(wù)批量寫入數(shù)據(jù)庫(kù)，提高寫入性能。防作弊策略：1.驗(yàn)證碼：防止機(jī)器人快速請(qǐng)求。2.IP限制：限制同一IP短時(shí)間內(nèi)的請(qǐng)求次數(shù)。3.分布式鎖：避免超賣（如RedisRedlock算法）。三、算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)題（共2題，每題15分）6.給定一個(gè)字符串，判斷是否可以通過重新排列字符，使其變?yōu)榛匚拇?5分）題目描述：判斷一個(gè)字符串是否可以重新排列成回文串。回文串是指正讀和反讀都相同的字符串。示例：-輸入：`"aab"`，輸出：`True`（可排列為`aba`）。-輸入：`"carerac"`，輸出：`True`（本身就是回文）。要求：-時(shí)間復(fù)雜度O(n)，空間復(fù)雜度O(1)。參考答案：pythondefcan_form_palindrome(s:str)->bool:counts=[0]256#假設(shè)字符集為ASCIIforcharins:counts[ord(char)]+=1odd_count=0forcountincounts:ifcount%2!=0:odd_count+=1ifodd_count>1:returnFalsereturnTrue解析：-回文串最多只有一個(gè)字符出現(xiàn)奇數(shù)次（如"aba"中'a'出現(xiàn)奇數(shù)次）。-遍歷字符串統(tǒng)計(jì)字符頻率，統(tǒng)計(jì)奇數(shù)頻率的字符數(shù)量。7.實(shí)現(xiàn)一個(gè)LRU緩存的高效實(shí)現(xiàn)（雙向鏈表+哈希表）（15分）題目描述：實(shí)現(xiàn)一個(gè)LRU緩存，要求：1.支持get和put操作，時(shí)間復(fù)雜度O(1)。2.使用雙向鏈表和哈希表結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)。要求：-詳細(xì)說明數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并給出關(guān)鍵操作（get、put）的偽代碼。參考答案：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：-雙向鏈表：-頭節(jié)點(diǎn)`head`和尾節(jié)點(diǎn)`tail`（啞節(jié)點(diǎn)）。-節(jié)點(diǎn)包含`key`、`value`、`prev`、`next`。-哈希表：-鍵為`key`，值為鏈表節(jié)點(diǎn)（`{key:node}`）。偽代碼：pythonclassLRUCache:def__init__(self,capacity:int):self.capacity=capacityself.cache={}self.head=Node(0,0)self.tail=Node(0,0)self.head.next=self.tailself.tail.prev=self.headdefget(self,key:int)->int:ifkeynotinself.cache:return-1node=self.cache[key]self._remove(node)self._add(node)returnnode.valuedefput(self,key:int,value:int)->None:ifkeyinself.cache:self._remove(self.cache[key])node=Node(key,value)self.cache[key]=nodeself._add(node)iflen(self.cache)>self.capacity:lru=self.tail.prevself._remove(lru)delself.cache[lru.key]def_remove(self,node:'Node')->None:delself.cache[node.key]node.prev.next=node.nextnode.next.prev=node.prevdef_add(self,node:'Node')->None:node.next=self.head.nextnode.next.prev=nodeself.head.next=nodenode.prev=self.head解析：-`get`操作：哈希表O(1)查找，雙向鏈表O(1)刪除和添加。-`put`操作：哈希表O(1)查找和刪除，雙向鏈表O(1)添加和刪除。四、數(shù)據(jù)庫(kù)與存儲(chǔ)題（共1題，15分）8.設(shè)計(jì)一個(gè)微博點(diǎn)贊系統(tǒng)（15分）題目描述：設(shè)計(jì)一個(gè)微博點(diǎn)贊系統(tǒng)，支持以下功能：1.用戶可以給微博點(diǎn)贊或取消點(diǎn)贊。2.實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)微博的點(diǎn)贊數(shù)。3.支持按時(shí)間倒序查詢微博及點(diǎn)贊記錄。要求：-關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)（如PostgreSQL），給出表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及SQL示例。-非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)（如Redis）優(yōu)化方案。參考答案：關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)：1.微博表（weibo）：sqlCREATETA