程序员编程面试题库代码与算法的较量

2026年程序员编程面试题库：代码与算法的较量一、编程语言基础（5题，每题6分）考察方向：基础语法、数据类型、面向对象、异常处理、内存管理。1.Java题目（6分）题目：编写Java代码，实现一个自定义的`ArrayStack`类，支持动态扩容。要求：-使用`Object[]`存储数据，初始容量为10，满时自动扩容为原来的2倍。-提供`push`、`pop`、`isEmpty`方法。-若栈为空时调用`pop`，抛出`NoSuchElementException`异常。答案与解析：javapublicclassArrayStack{privateObject[]elements;privateintsize;privatestaticfinalintDEFAULT_CAPACITY=10;publicArrayStack(){elements=newObject[DEFAULT_CAPACITY];}publicvoidpush(Objecte){ensureCapacity(size+1);elements[size++]=e;}publicObjectpop(){if(size==0){thrownewNoSuchElementException("Stackisempty");}returnelements[--size];}publicbooleanisEmpty(){returnsize==0;}privatevoidensureCapacity(intminCapacity){if(minCapacity>elements.length){intnewCapacity=elements.length2;if(newCapacity<minCapacity){newCapacity=minCapacity;}elements=Arrays.copyOf(elements,newCapacity);}}}解析：-`ensureCapacity`方法用于检查数组容量是否足够，若不足则扩容。-`push`和`pop`操作需注意索引边界和异常处理。-Java的`Object[]`可存储任意类型，但类型检查需在调用时完成。2.Python题目（6分）题目：使用Python实现一个装饰器`retry`，用于自动重试被装饰的函数。要求：-若函数执行失败（抛出异常），自动重试3次。-重试间隔为1秒（使用`time.sleep`）。答案与解析：pythonimporttimedefretry(max_attempts=3,delay=1):defdecorator(func):defwrapper(args,kwargs):attempts=0whileattempts<max_attempts:try:returnfunc(args,kwargs)exceptExceptionase:print(f"Attempt{attempts+1}failed:{e}")time.sleep(delay)attempts+=1raiseException(f"Functionfailedafter{max_attempts}attempts")returnwrapperreturndecorator@retrydeftest_func():print("Tryingtoexecute...")SimulatefailureraiseValueError("Testfailure")解析：-装饰器嵌套实现参数化（可自定义重试次数和间隔）。-使用`while`循环和异常捕获控制重试逻辑。-`time.sleep`实现延迟，避免连续失败。3.JavaScript题目（6分）题目：编写JavaScript代码，实现一个`Promise`队列，确保按顺序执行多个异步任务。要求：-输入数组`tasks`，每个任务返回`Promise`。-使用`async/await`实现串行执行。答案与解析：javascriptasyncfunctionexecuteQueue(tasks){for(consttaskoftasks){awaittask();}}//Exampleusageconsttasks=[()=>newPromise(resolve=>setTimeout(()=>console.log("Task1"),1000)),()=>newPromise(resolve=>setTimeout(()=>console.log("Task2"),500))];executeQueue(tasks);解析：-`async/await`简化`Promise`链的串行处理。-`setTimeout`模拟异步任务，实际场景可替换为API调用。4.C++题目（6分）题目：使用C++实现一个简单的`LRUCache`（最近最少使用缓存），支持`get`和`put`操作。要求：-使用`unordered_map`存储键值对，`list`维护访问顺序。-`get`操作返回值并移动元素到头部，`put`操作先删除重复键再插入。答案与解析：cppinclude<unordered_map>include<list>classLRUCache{private:intcapacity;std::unordered_map<int,std::pair<int,std::list<int>::iterator>>cache;std::list<int>order;voidtouch(intkey){if(cache.find(key)!=cache.end()){order.erase(cache[key].second);order.push_front(key);cache[key].second=order.begin();}}public:LRUCache(intcapacity_):capacity(capacity_){}intget(intkey){if(cache.find(key)==cache.end())return-1;touch(key);returncache[key].first;}voidput(intkey,intvalue){if(cache.find(key)!=cache.end()){cache[key].first=value;touch(key);}else{if(cache.size()==capacity){intevict=order.back();order.pop_back();cache.erase(evict);}order.push_front(key);cache[key]={value,order.begin()};}}};解析：-`unordered_map`存储键到值的映射和迭代器，实现O(1)访问。-`list`维护访问顺序，头部为最近使用。-`touch`方法更新访问顺序。5.Go题目（6分）题目：编写Go代码，实现一个简单的`RateLimiter`（速率限制器），限制每秒请求次数不超过10次。要求：-使用`channel`或`time`实现节流。答案与解析：gopackagemainimport("fmt""sync""time")typeRateLimiterstruct{capacityintbucketchantime.Timelocksync.Mutex}funcNewRateLimiter(capacityint)RateLimiter{return&RateLimiter{capacity:capacity,bucket:make(chantime.Time,capacity),}}func(rlRateLimiter)Allow()bool{rl.lock.Lock()deferrl.lock.Unlock()now:=time.Now()iflen(rl.bucket)==rl.capacity{first:=<-rl.bucketifnow.Sub(first)<time.Second{returnfalse}}rl.bucket<-nowreturntrue}funcmain(){rl:=NewRateLimiter(10)fori:=0;i<20;i++{ifrl.Allow(){fmt.Println("Requestallowed:",i)}else{fmt.Println("Requestdenied:",i)}time.Sleep(100time.Millisecond)}}解析：-使用`channel`作为桶，限制容量为10。-满时比较最早请求时间，若间隔小于1秒则拒绝。-`sync.Mutex`保证并发安全。二、算法与数据结构（8题，每题8分）考察方向：排序、查找、动态规划、图算法、链表、树。6.排序算法题目（8分）题目：给定一个包含重复元素的数组，使用快速排序（不重复）的变种实现稳定排序，要求：-时间复杂度O(nlogn)，空间复杂度O(1)。答案与解析：pythondefstable_quick_sort(arr):iflen(arr)<=1:returnarrpivot=arr[len(arr)//2]left=[xforxinarrifx<pivot]middle=[xforxinarrifx==pivot]right=[xforxinarrifx>pivot]returnstable_quick_sort(left)+middle+stable_quick_sort(right)Exampleprint(stable_quick_sort([3,3,1,2,3,4,3]))解析：-快速排序通过分区实现排序，但普通版本不稳定。-通过添加`middle`数组保持相等元素的相对顺序。-空间复杂度仍为O(logn)（递归栈），但实际使用额外空间。7.动态规划题目（8分）题目：给定一个字符串，返回最长的回文子串的长度。要求：-时间复杂度O(n^2)，空间复杂度O(n)。答案与解析：pythondeflongest_palindrome(s):n=len(s)ifn==0:return0dp=[[False]nfor_inrange(n)]max_len=1foriinrange(n):dp[i][i]=Trueforiinrange(n-1):ifs[i]==s[i+1]:dp[i][i+1]=Truemax_len=2forlengthinrange(3,n+1):foriinrange(n-length+1):j=i+length-1ifs[i]==s[j]anddp[i+1][j-1]:dp[i][j]=Truemax_len=lengthreturnmax_lenExampleprint(longest_palindrome("babad"))解析：-`dp[i][j]`表示`s[i..j]`是否为回文。-从长度1到n遍历，更新最长回文。-时间复杂度O(n^2)，空间复杂度O(n^2)，可优化为O(n)。8.图算法题目（8分）题目：给定一个无向图，判断是否存在环。要求：-使用深度优先搜索（DFS）实现。答案与解析：pythondefhas_cycle(graph):visited=set()rec_stack=set()defdfs(node):visited.add(node)rec_stack.add(node)forneighboringraph[node]:ifneighbornotinvisited:ifdfs(neighbor):returnTrueelifneighborinrec_stack:returnTruerec_stack.remove(node)returnFalsefornodeingraph:ifnodenotinvisited:ifdfs(node):returnTruereturnFalseExamplegraph={0:[1,2],1:[2],2:[3],3:[4],4:[1]#Cycle}print(has_cycle(graph))解析：-使用`visited`记录已访问节点，`rec_stack`记录递归栈。-若节点在栈中再次出现，则存在环。-时间复杂度O(V+E)，空间复杂度O(V)。9.链表题目（8分）题目：合并两个有序链表，返回合并后的头节点。要求：-时间复杂度O(n)，空间复杂度O(1)。答案与解析：pythonclassListNode:def__init__(self,val=0,next=None):self.val=valself.next=nextdefmerge_two_lists(l1,l2):dummy=ListNode(0)current=dummywhilel1andl2:ifl1.val<l2.val:current.next=l1l1=l1.nextelse:current.next=l2l2=l2.nextcurrent=current.nextifl1:current.next=l1ifl2:current.next=l2returndummy.nextExampledeflist_to_nodes(arr):dummy=ListNode(0)current=dummyfornuminarr:current.next=ListNode(num)current=current.nextreturndummy.nextl1=list_to_nodes([1,2,4])l2=list_to_nodes([1,3,4])merged=merge_two_lists(l1,l2)whilemerged:print(merged.val,end="->")merged=merged.next解析：-使用虚拟头节点简化边界处理。-逐个比较节点，合并到新链表。-空间复杂度O(1)，仅修改指针。10.树题目（8分）题目：给定二叉树，判断是否为完全二叉树。要求：-从左到右遍历，第一个不完整的节点后所有节点必须为叶子节点。答案与解析：pythonclassTreeNode:def__init__(self,val=0,left=None,right=None):self.val=valself.left=leftself.right=rightdefis_complete_binary_tree(root):ifnotroot:returnTruequeue=[root]end=Falsewhilequeue:node=queue.pop(0)ifnotnode:end=Trueelse:ifend:returnFalsequeue.append(node.left)queue.append(node.right)returnTrueExampleroot=TreeNode(1)root.left=TreeNode(2)root.right=TreeNode(3)root.left.left=TreeNode(4)root.left.right=TreeNode(5)print(is_complete_binary_tree(root))#True解析：-层序遍历，若遇到空节点后仍有非空节点，则不完整。-使用`end`标记第一个空节点后的状态。11.堆题目（8分）题目：给定一个数组，使用最小堆实现TopKFrequentElements（前K个高频元素）。要求：-时间复杂度O(nlogk)。答案与解析：pythonfromcollectionsimportCounterimportheapqdeftop_k_frequent(nums,k):count=Counter(nums)heap=[]fornum,freqincount.items():heapq.heappush(heap,(freq,num))iflen(heap)>k:heapq.heappop(heap)return[numforfreq,numinsorted(heap,reverse=True)]Exampleprint(top_k_frequent([1,1,1,2,2,3],2))#[1,2]解析：-使用`Counter`统计频率，堆维护前K个高频。-`heapq`实现最小堆，保持堆大小为k。-时间复杂度O(nlogk)，空间复杂度O(n)。12.双指针题目（8分）题目：给定两个排序数组，合并为一个新的排序数组。要求：-时间复杂度O(n)，空间复杂度O(1)。答案与解析：pythondefmerge_sorted_arrays(nums1,m,nums2,n):p1,p2=m-1,n-1p=m+n-1whilep1>=0andp2>=0:ifnums1[p1]>nums2[p2]:nums1[p]=nums1[p1]p1-=1else:nums1[p]=nums2[p2]p2-=1p-=1nums1[:p2+1]=nums2[:p2+1]Examplenums1=[1,2,3,0,0,0]nums2=[2,5,6]merge_sorted_arrays(nums1,3,nums2,3)print(nums1)#[1,2,2,3,5,6]解析：-从后向前合并，避免覆盖nums1的元素。-双指针分别从两个数组末尾开始比较，填入nums1的末尾。三、系统设计（5题，每题10分）考察方向：分布式系统、缓存、负载均衡、数据库设计、消息队列。13.缓存设计题目（10分）题目：设计一个分布式缓存系统，支持多节点写入和读取，要求：-高可用（节点宕机不影响服务）。-低延迟（读取热点数据快速响应）。答案与解析：-架构：-使用`RedisCluster`或`MemcachedCluster`实现分片，支持多节点写入。-节点宕机时自动故障转移（RedisCluster内置）。-使用`read-replica`模式提高读取性能。-策略：-热点数据写入主节点，读取时从主节点或副本节点获取。-设置合理的`TTL`避免过时数据。14.负载均衡题目（10分）题目：设计一个高可用负载均衡器，支持动态添加/删除节点。要求：-节点宕机自动剔除。-均衡策略为轮询或最少连接。答案与解析：-架构：-使用`Nginx`或`HAProxy`作为负载均衡器。-配置健康