技术研发工程师面试题集

2026年技术研发工程师面试题集一、编程基础与数据结构（5题，每题10分，共50分）题目1（10分）请用Python实现一个函数，该函数接收一个非空字符串列表，返回一个新列表，其中包含原列表中所有长度大于3的字符串，且新列表中的字符串均为大写形式。要求使用列表推导式完成。答案：pythondeffilter_uppercase(str_list):return[s.upper()forsinstr_listiflen(s)>3]解析：列表推导式是Python中简洁处理列表的常用方式。题目要求过滤和转换两个操作，通过条件表达式`iflen(s)>3`实现过滤，`s.upper()`实现大小写转换。这种方法比传统的for循环更加简洁，且易于理解。题目2（10分）给定一个整数数组，请实现一个算法，找出数组中连续的三个数，使得它们的和最大。要求返回这三个数的和。假设数组长度至少为3。答案：pythondefmax_three_sum(nums):max_sum=float('-inf')foriinrange(len(nums)-2):current_sum=nums[i]+nums[i+1]+nums[i+2]ifcurrent_sum>max_sum:max_sum=current_sumreturnmax_sum解析：这是一个典型的滑动窗口问题。通过固定三个相邻的窗口，每次移动窗口一位，计算和并更新最大值。时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(1)。这种方法比暴力解法（O(n^3)）效率高得多。题目3（10分）请实现一个函数，接收两个正整数n和m，返回n的二进制表示中，从最低位到最高位，第一个1出现的位置（位置从1开始计数）。例如，5的二进制为101，返回2。答案：pythondeffirst_one_position(n):pos=1whilen&1==0:n>>=1pos+=1returnpos解析：通过位运算解决。每次右移一位，判断最低位是否为1，如果是则返回当前位数。这种方法比转换为字符串处理更加高效，时间复杂度为O(logn)，空间复杂度为O(1)。题目4（10分）请实现一个函数，判断一个字符串是否为有效的括号组合。例如，输入"()[]{}",返回True；输入"(]",返回False。答案：pythondefisValid(s):stack=[]mapping={')':'(',']':'[','}':'{'}forcharins:ifcharinmapping.values():stack.append(char)elifcharinmapping:ifnotstackormapping[char]!=stack.pop():returnFalseelse:returnFalsereturnnotstack解析：使用栈结构处理括号匹配问题。遍历字符串，遇到左括号入栈，遇到右括号时检查栈顶是否为对应左括号。最后栈应为空。这种方法时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(n)。题目5（10分）请实现一个函数，将一个字符串中的所有空格替换为"%20"。假设字符串有足够的空间存储转换后的结果。答案：pythondefreplace_spaces(s):returns.replace('','%20')解析：Python的字符串replace方法可以直接完成替换操作，非常高效。如果要求手动实现，可以使用双指针法，一个从前向后遍历，一个从后向前填充，时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(1)。二、算法设计（4题，每题15分，共60分）题目6（15分）设计一个LRU（最近最少使用）缓存系统。它应该支持以下操作：get(key)-获取键key对应的值，如果键不存在返回-1；put(key,value)-向缓存中添加一个键值对。当缓存容量满时，应该删除最近最少使用的项目。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：LRU缓存的核心是维护一个有序列表来记录访问顺序。get操作时将访问的键移动到列表末尾，put操作时如果键已存在则移动，如果超出容量则删除最旧的元素。这种方法使用列表和字典实现，时间复杂度为get和put均为O(1)。题目7（15分）设计一个算法，找出数组中和最大的三个不重复的数。例如，给定[1,2,-1,3,5,4,3,2,1]，返回1,2,5。答案：pythondeftop_three_sum(nums):first,second,third=float('-inf'),float('-inf'),float('-inf')fornuminnums:ifnum>first:third=secondsecond=firstfirst=numelifnum>secondandnum!=first:third=secondsecond=numelifnum>thirdandnum!=secondandnum!=first:third=numreturn[first,second,third]解析：维护三个变量记录最大的三个数。遍历数组时更新这三个变量。这种方法只需要遍历一次数组，时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(1)。题目8（15分）设计一个算法，找出二叉树中所有路径和等于给定值pathSum的路径。例如，给定根节点为5，路径和为8的路径有5->3->2和5->4。答案：pythondefpathSum(root,sum):result=[]defdfs(node,current_sum,path):ifnotnode:returncurrent_sum+=node.valpath.append(node.val)ifcurrent_sum==sumandnotnode.leftandnotnode.right:result.append(path.copy())dfs(node.left,current_sum,path)dfs(node.right,current_sum,path)path.pop()dfs(root,0,[])returnresult解析：使用深度优先搜索（DFS）遍历二叉树。在遍历过程中累加路径和，当找到和等于目标值且当前节点为叶子节点时，记录路径。这种方法时间复杂度为O(n^2)，因为每个节点都可能需要复制路径。题目9（15分）设计一个算法，找出字符串中的最长回文子串。例如，给定"babad"，最长回文子串为"bab"或"aba"。答案：pythondeflongestPalindrome(s:str)->str:ifnots:return""start,end=0,0foriinrange(len(s)):len1=expandAroundCenter(s,i,i)len2=expandAroundCenter(s,i,i+1)max_len=max(len1,len2)ifmax_len>end-start:start=i-(max_len-1)//2end=i+max_len//2returns[start:end+1]defexpandAroundCenter(s:str,left:int,right:int)->int:whileleft>=0andright<len(s)ands[left]==s[right]:left-=1right+=1returnright-left-1解析：通过中心扩展法解决。遍历每个字符作为中心，分别检查奇数长度和偶数长度的回文。时间复杂度为O(n^2)，空间复杂度为O(1)。三、系统设计与架构（2题，每题20分，共40分）题目10（20分）设计一个简单的微博系统，需要支持以下功能：1.用户注册和登录2.发布微博（包含文字和图片）3.关注/取消关注用户4.获取关注用户的最新微博答案：plaintext系统架构：1.数据库设计：-users:id,username,password,email-tweets:id,user_id,content,image_urls,created_at-followships:follower_id,following_id-likes:tweet_id,user_id2.API设计：-用户相关：POST/register:注册用户POST/login:登录-微博相关：POST/tweets:发布微博GET/tweets:获取关注用户的最新微博-关注相关：POST/follow:关注用户DELETE/follow:取消关注3.关键实现：-登录：使用JWT生成token-发布微博：支持文字和图片上传（可使用云存储）-获取关注用户的最新微博：需要实现微博时间倒序和分页-关注关系：使用双向关系存储解析：微博系统需要考虑的核心是用户关系和内容发布。数据库设计应包含用户表、微博表、关注关系表和点赞表。API设计应简洁明了，符合RESTful风格。实现时需注意性能优化，如使用索引加速查询。题目11（20分）设计一个高并发的短链接系统，需要支持以下功能：1.将长链接转换为短链接2.通过短链接跳转到对应的长链接3.支持自定义短链接（可选）答案：plaintext系统架构：1.数据库设计：-links:id,long_url,short_code,created_at2.关键技术：-短链接生成：使用Base62编码（a-z,A-Z,0-9）-缓存：使用Redis缓存热点短链接-高并发处理：