2026年程序員面試筆試寶典與答案一、編程語言基礎(chǔ)（共5題，每題6分）1.1（6分）請用Python編寫一個函數(shù)，接收一個字符串作為輸入，返回該字符串中所有唯一字符及其出現(xiàn)次數(shù)的字典。例如，輸入"hello"，輸出應(yīng)為`{'h':1,'e':1,'l':2,'o':1}`。1.2（6分）使用Java實現(xiàn)一個方法，接收一個整數(shù)數(shù)組，返回該數(shù)組中所有奇數(shù)的平方和。例如，輸入`[1,2,3,4,5]`，輸出應(yīng)為`1+9+25=35`。1.3（6分）請用C++編寫一個類`Fraction`，包含兩個私有成員變量`numerator`和`denominator`，以及一個公有成員函數(shù)`reduce()`，用于將分?jǐn)?shù)約簡為最簡形式。例如，輸入`Fractionf(10,20)`，調(diào)用`f.reduce()`后應(yīng)輸出`1/2`。1.4（6分）用JavaScript實現(xiàn)一個函數(shù)，接收一個數(shù)組，返回一個新數(shù)組，其中包含原數(shù)組中所有非重復(fù)的元素。例如，輸入`[1,2,2,3,4,4,5]`，輸出應(yīng)為`[1,3,5]`。1.5（6分）請用Go編寫一個程序，讀取標(biāo)準(zhǔn)輸入中的若干整數(shù)，統(tǒng)計并輸出出現(xiàn)次數(shù)最多的整數(shù)及其出現(xiàn)次數(shù)。例如，輸入`3122334`，輸出應(yīng)為`33`。二、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法（共7題，每題8分）2.1（8分）請解釋快速排序的平均時間復(fù)雜度、最壞時間復(fù)雜度，并說明如何優(yōu)化最壞情況下的性能。2.2（8分）用Python實現(xiàn)一個二叉搜索樹的插入操作，并編寫一個函數(shù)檢查該樹是否為平衡二叉樹。2.3（8分）請用Java實現(xiàn)一個LRU（LeastRecentlyUsed）緩存，要求支持get和put操作，并說明其時間復(fù)雜度。2.4（8分）給定一個字符串，請編寫一個算法找出其中最長的無重復(fù)字符子串。例如，輸入"abcabcbb"，輸出"abc"。2.5（8分）請解釋Dijkstra算法的原理，并說明其適用于求解哪些問題。2.6（8分）用C++實現(xiàn)一個哈希表，使用鏈地址法解決沖突，并說明其負(fù)載因子與沖突的關(guān)系。2.7（8分）請用JavaScript編寫一個函數(shù)，將一個數(shù)組分成多個子數(shù)組，每個子數(shù)組的長度為`n`。例如，輸入`[1,2,3,4,5,6]`，`n=3`，輸出`[[1,2,3],[4,5,6]]`。三、系統(tǒng)設(shè)計與數(shù)據(jù)庫（共4題，每題10分）3.1（10分）設(shè)計一個簡單的微博系統(tǒng)，需要支持用戶注冊、發(fā)帖、關(guān)注、點贊等功能。請說明核心數(shù)據(jù)表的設(shè)計，并解釋如何實現(xiàn)關(guān)注功能的高效查詢。3.2（10分）請解釋數(shù)據(jù)庫事務(wù)的ACID特性，并說明在什么情況下需要使用事務(wù)。3.3（10分）請用SQL編寫一個查詢，找出所有訂單金額大于平均訂單金額的客戶及其訂單金額。假設(shè)表名為`orders`，字段有`customer_id`和`amount`。3.4（10分）設(shè)計一個秒殺系統(tǒng)，需要支持高并發(fā)訪問，請說明如何保證庫存扣減的一致性。四、網(wǎng)絡(luò)與操作系統(tǒng)（共6題，每題9分）4.1（9分）請解釋TCP三次握手的過程，并說明為什么不能是兩次握手。4.2（9分）請說明操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理方式，包括分頁和分段，并比較兩者的優(yōu)缺點。4.3（9分）請解釋DNS解析的流程，并說明為什么需要緩存DNS記錄。4.4（9分）請用Python編寫一個函數(shù)，模擬客戶端向服務(wù)器發(fā)送HTTP請求，并接收響應(yīng)。假設(shè)服務(wù)器地址為``，路徑為`/api/data`。4.5（9分）請說明Linux中的`fork()`系統(tǒng)調(diào)用，并解釋父子進(jìn)程的內(nèi)存關(guān)系。4.6（9分）請解釋Linux中的`iptables`的作用，并說明如何配置一個簡單的防火墻規(guī)則。五、編程題（共3題，每題12分）5.1（12分）請用Java編寫一個程序，模擬一個簡單的生產(chǎn)者-消費者問題，使用`Semaphore`或`CyclicBarrier`實現(xiàn)線程同步。5.2（12分）請用Python編寫一個函數(shù)，接收一個正整數(shù)`n`，返回所有小于等于`n`的素數(shù)的列表。要求使用埃拉托斯特尼篩法。5.3（12分）請用C++編寫一個程序，實現(xiàn)一個簡單的文件壓縮工具，支持將一個文本文件的所有空格替換為`%20`。要求讀取文件并輸出到新文件，不能使用外部庫。答案與解析1.1答案（Python）：pythondefcount_unique_chars(s):count={}forcharins:count[char]=count.get(char,0)+1return{k:vfork,vincount.items()ifv==1}解析：使用字典統(tǒng)計字符出現(xiàn)次數(shù)，最后篩選出出現(xiàn)次數(shù)為1的字符。1.2答案（Java）：javapublicintsum_of_odds_square(int[]arr){intsum=0;for(intnum:arr){if(num%2!=0){sum+=numnum;}}returnsum;}解析：遍歷數(shù)組，判斷奇數(shù)并平方后累加。1.3答案（C++）：cppclassFraction{private:intnumerator;intdenominator;public:Fraction(intn,intd):numerator(n),denominator(d){}voidreduce(){intgcd=__gcd(numerator,denominator);numerator/=gcd;denominator/=gcd;if(denominator<0){numerator=-numerator;denominator=-denominator;}}};解析：使用歐幾里得算法計算最大公約數(shù)，約簡分?jǐn)?shù)。1.4答案（JavaScript）：javascriptfunctionuniqueElements(arr){constseen=newSet();constresult=[];for(constnumofarr){if(!seen.has(num)){seen.add(num);result.push(num);}}returnresult;}解析：使用Set記錄已見過的元素，避免重復(fù)。1.5答案（Go）：gopackagemainimport("fmt""bufio""os""strings""sort")funcmain(){scanner:=bufio.NewScanner(os.Stdin)counts:=make(map[int]int)forscanner.Scan(){num,_:=strconv.Atoi(scanner.Text())counts[num]++}iferr:=scanner.Err();err!=nil{fmt.Println(err)return}varmaxCountintvarresultintfornum,count:=rangecounts{ifcount>maxCount{maxCount=countresult=num}}fmt.Println(result,maxCount)}解析：讀取輸入統(tǒng)計頻次，找出最大頻次。2.1答案：快速排序的平均時間復(fù)雜度為`O(nlogn)`，最壞為`O(n^2)`，出現(xiàn)在每次分區(qū)選擇最壞元素時。優(yōu)化方法包括隨機選擇樞軸或三數(shù)取中法。2.2答案（Python）：pythonclassTreeNode:def__init__(self,val=0,left=None,right=None):self.val=valself.left=leftself.right=rightdefinsert(root,val):ifnotroot:returnTreeNode(val)ifval<root.val:root.left=insert(root.left,val)else:root.right=insert(root.right,val)returnrootdefis_balanced(root):defcheck(node):ifnotnode:return0,Trueleft_height,left_balanced=check(node.left)right_height,right_balanced=check(node.right)returnmax(left_height,right_height)+1,left_balancedandright_balancedandabs(left_height-right_height)<=1returncheck(root)[1]解析：插入操作遵循BST性質(zhì)，平衡檢查通過遞歸比較左右子樹高度差。2.3答案（Java）：javaimportjava.util.LinkedHashMap;importjava.util.Map;publicclassLRUCache<K,V>{privatefinalintcapacity;privatefinalMap<K,V>cache;publicLRUCache(intcapacity){this.capacity=capacity;this.cache=newLinkedHashMap<K,V>(capacity,0.75f,true){protectedbooleanremoveEldestEntry(Map.Entry<K,V>eldest){returnsize()>capacity;}};}publicVget(Kkey){returncache.getOrDefault(key,null);}publicvoidput(Kkey,Vvalue){cache.put(key,value);}}解析：使用`LinkedHashMap`實現(xiàn)LRU，`removeEldestEntry`控制淘汰。2.4答案（Python）：pythondeflongest_unique_substring(s):char_set=set()left=0max_len=0max_substr=""forrightinrange(len(s)):whiles[right]inchar_set:char_set.remove(s[left])left+=1char_set.add(s[right])ifright-left+1>max_len:max_len=right-left+1max_substr=s[left:right+1]returnmax_substr解析：滑動窗口法，`left`和`right`維護(hù)無重復(fù)子串。2.5答案：Dijkstra算法通過貪心策略找到從起點到所有點的最短路徑，適用于無負(fù)權(quán)邊的圖。核心思想是每次選擇未訪問點中距離最小的點擴展。2.6答案（C++）：cppinclude<vector>include<list>classHashTable{private:std::vector<std::list<int>>table;intsize;inthash(intkey){returnkey%size;}public:HashTable(intsize):size(size),table(size){}voidinsert(intkey){intidx=hash(key);for(constauto&k:table[idx]){if(k==key)return;}table[idx].push_back(key);}boolexists(intkey){intidx=hash(key);for(constauto&k:table[idx]){if(k==key)returntrue;}returnfalse;}};解析：使用`vector`存儲鏈表，`hash`函數(shù)決定位置，沖突用鏈表解決。2.7答案（JavaScript）：javascriptfunctionsplitArray(arr,n){constresult=[];for(leti=0;i<arr.length;i+=n){result.push(arr.slice(i,i+n));}returnresult;}解析：使用`slice`按步長分割數(shù)組。3.1答案：核心表：`users`（id,username,password,...）、`posts`（id,user_id,content,timestamp,...）、`follows`（follower_id,followee_id）、`likes`（post_id,user_id）。關(guān)注查詢通過`follows`表聯(lián)合`users`表實現(xiàn)。3.2答案：ACID：原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔離性（Isolation）、持久性（Durability）。事務(wù)用于保證數(shù)據(jù)庫狀態(tài)在并發(fā)操作下仍正確。3.3答案（SQL）：sqlSELECTcustomer_id,amountFROMordersWHEREamount>(SELECTAVG(amount)FROMorders);解析：子查詢計算平均金額，外層查詢篩選大于平均值的訂單。3.4答案：秒殺系統(tǒng)設(shè)計要點：①使用分布式鎖或Redis事務(wù)保證庫存同步；②設(shè)置請求上限，防超賣；③異步處理訂單，減少阻塞。4.1答案：三次握手：①客戶端發(fā)送SYN請求；②服務(wù)器SYN-ACK響應(yīng)；③客戶端SYN-ACK確認(rèn)。不能兩次，因無法保證服務(wù)器收到請求的順序。4.2答案：分頁：將內(nèi)存劃分為固定大小塊，按頁加載；分段：按邏輯單元劃分，大小可變。分頁解決外部碎片，分段更符合邏輯結(jié)構(gòu)。4.3答案：DNS解析流程：客戶端向本地DNS服務(wù)器查詢->遞歸查詢根DNS服務(wù)器->轉(zhuǎn)發(fā)至頂級域DNS->轉(zhuǎn)發(fā)至權(quán)威DNS->返回IP。緩存減少延遲。4.4答案（Python）：pythonimportrequestsdefhttp_request(url):response=requests.get(url)returnresponse.text解析：使用`requests`庫發(fā)送HTTP請求。4.5答案：`fork()`創(chuàng)建子進(jìn)程，子進(jìn)程復(fù)制父進(jìn)程地址空間，但寫時獨占。`exec()`替換子進(jìn)程映像。4.6答案：`iptables`是Linux防火墻，通過規(guī)則控制網(wǎng)絡(luò)流量。例如：`iptables-AINPUT-ptcp--dport80-jACCEPT`允許TCP80端口入站。5.1答案（Java）：javaimportjava.util.concurrent.Semaphore;publicclassProducerConsumer{privateSemaphoremutex=newSemaphore(1);privateSemaphorefull=newSemaphore(0);privateSemaphoreempty=newSemaphore(1);privateintbuffer[]=newint[10];privateintin=0,out=0;classProducerimplementsRunnable{publicvoidrun(){for(inti=0;i<20;i++){try{empty.acquire();mutex.acquire();buffer[in]=i;in=(in+1)%10;System.out.println("Produced:"+i);mutex.release();full.release();}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}}}}classConsumerimplementsRunnable{publicvoidrun(){for(inti=0;i<20;i++){try{full.acquire();mutex.acquire();intitem=buffer[out];out=(out+1)%10;System.out.println("Consumed:"+item);mutex.release();empty.release();}catch(InterruptedExceptione){e.printSta