程序员编程竞赛面试题含答案

2026年程序员编程竞赛面试题含答案一、编程语言基础（共3题，每题10分）1.题目（10分）：请用Python编写一个函数，实现将输入的十进制数转换为二进制字符串。如果输入不是正整数，则返回错误信息“输入必须为正整数”。答案：pythondefdecimal_to_binary(n):ifnotisinstance(n,int)orn<0:return"输入必须为正整数"returnbin(n)[2:]测试用例print(decimal_to_binary(10))#输出:1010print(decimal_to_binary(-5))#输出:输入必须为正整数print(decimal_to_binary(0))#输出:0解析：-`isinstance(n,int)`检查输入是否为整数。-`n<0`确保输入为正数。-`bin(n)[2:]`将十进制转为二进制字符串，并去掉前缀`0b`。2.题目（10分）：请用Java实现一个方法，接收一个字符串，返回该字符串中所有字符的频率统计（字符为键，频率为值）。例如，输入`"hello"`，输出`{'h':1,'e':1,'l':2,'o':1}`。答案：javaimportjava.util.HashMap;importjava.util.Map;publicclassFrequencyCounter{publicstaticMap<Character,Integer>countFrequency(Strings){Map<Character,Integer>freq=newHashMap<>();for(charc:s.toCharArray()){freq.put(c,freq.getOrDefault(c,0)+1);}returnfreq;}publicstaticvoidmain(String[]args){System.out.println(countFrequency("hello"));//输出:{h=1,e=1,l=2,o=1}}}解析：-使用`HashMap`存储字符和频率。-`getOrDefault(c,0)`避免键不存在时的异常。3.题目（10分）：请用C++编写一个函数，实现删除字符串中的所有重复字符，并返回新字符串。例如，输入`"abracadabra"`，输出`"acdr"`。答案：cppinclude<iostream>include<string>include<unordered_set>std::stringremoveDuplicates(conststd::string&s){std::unordered_set<char>seen;std::stringresult;for(charc:s){if(seen.insert(c).second){//如果插入成功（即未重复），则添加到结果result+=c;}}returnresult;}intmain(){std::cout<<removeDuplicates("abracadabra")<<std::endl;//输出:acdrreturn0;}解析：-`unordered_set`用于记录已见字符，`insert().second`返回是否插入成功。-只有首次出现的字符被添加到结果中。二、数据结构与算法（共4题，每题15分）1.题目（15分）：请用Java实现快速排序算法，并对数组`{8,3,1,7,0,10,5}`进行排序。答案：javapublicclassQuickSort{publicstaticvoidquickSort(int[]arr,intlow,inthigh){if(low<high){intpivotIndex=partition(arr,low,high);quickSort(arr,low,pivotIndex-1);quickSort(arr,pivotIndex+1,high);}}privatestaticintpartition(int[]arr,intlow,inthigh){intpivot=arr[high];inti=low-1;for(intj=low;j<high;j++){if(arr[j]<pivot){i++;swap(arr,i,j);}}swap(arr,i+1,high);returni+1;}privatestaticvoidswap(int[]arr,inti,intj){inttemp=arr[i];arr[i]=arr[j];arr[j]=temp;}publicstaticvoidmain(String[]args){int[]arr={8,3,1,7,0,10,5};quickSort(arr,0,arr.length-1);for(intnum:arr){System.out.print(num+"");//输出:01357810}}}解析：-快速排序通过分治思想实现，核心是`partition`函数。-每次选择一个基准值（这里取末尾），将小于它的放左边，大于它的放右边。2.题目（15分）：请用Python实现二叉树的层序遍历（广度优先遍历），并输出节点值列表。例如，输入如下树：1/\23/\\456输出：`[1,2,3,4,5,6]`。答案：pythonfromcollectionsimportdequeclassTreeNode:def__init__(self,val=0,left=None,right=None):self.val=valself.left=leftself.right=rightdeflevelOrder(root):ifnotroot:return[]result=[]queue=deque([root])whilequeue:level_size=len(queue)for_inrange(level_size):node=queue.popleft()result.append(node.val)ifnode.left:queue.append(node.left)ifnode.right:queue.append(node.right)returnresult构建示例树root=TreeNode(1)root.left=TreeNode(2)root.right=TreeNode(3)root.left.left=TreeNode(4)root.left.right=TreeNode(5)root.right.right=TreeNode(6)print(levelOrder(root))#输出:[1,2,3,4,5,6]解析：-使用队列实现BFS，按层级遍历节点。-每次处理当前层级的所有节点，并将其子节点加入队列。3.题目（15分）：请用C++实现一个函数，检测链表中是否存在环（可以使用快慢指针法）。答案：cppinclude<iostream>structListNode{intval;ListNodenext;ListNode(intx):val(x),next(nullptr){}};boolhasCycle(ListNodehead){if(!head||!head->next)returnfalse;ListNodeslow=head;ListNodefast=head->next;while(slow!=fast){if(!fast||!fast->next)returnfalse;slow=slow->next;fast=fast->next->next;}returntrue;}intmain(){ListNodehead=newListNode(1);head->next=newListNode(2);head->next->next=newListNode(3);head->next->next->next=head->next;//形成环std::cout<<(hasCycle(head)?"存在环":"无环")<<std::endl;//输出:存在环return0;}解析：-快慢指针分别以不同速度移动，若相遇则存在环。-若快指针到达`nullptr`，则无环。4.题目（15分）：请用Java实现一个算法，找出数组中第K大的元素。例如，输入`{3,2,1,5,6,4}`，`k=2`，输出`5`。答案：javaimportjava.util.PriorityQueue;publicclassKthLargestElement{publicstaticintfindKthLargest(int[]nums,intk){PriorityQueue<Integer>minHeap=newPriorityQueue<>();for(intnum:nums){minHeap.offer(num);if(minHeap.size()>k){minHeap.poll();//保持堆大小为k}}returnminHeap.peek();}publicstaticvoidmain(String[]args){int[]nums={3,2,1,5,6,4};System.out.println(findKthLargest(nums,2));//输出:5}}解析：-使用最小堆维护前`k`个最大元素。-堆大小超过`k`时弹出最小值，最终堆顶即为第`k`大元素。三、系统设计（共2题，每题20分）1.题目（20分）：设计一个短链接（TinyURL）生成系统。要求：-输入任意URL，返回固定长度的短链接。-支持反向解析，输入短链接可还原原URL。-系统需支持高并发访问。答案：javaimportjava.util.Random;publicclassTinyURL{privatestaticfinalStringCHAR_SET="abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789";privatestaticfinalintSHORT_URL_LENGTH=6;privateMap<String,String>urlMap=newHashMap<>();privateRandomrandom=newRandom();//生成短链接publicStringgenerateShortURL(StringlongURL){StringshortCode=generateRandomCode();while(urlMap.containsKey(shortCode)){//避免重复shortCode=generateRandomCode();}urlMap.put(shortCode,longURL);return"/"+shortCode;}//反向解析publicStringgetLongURL(StringshortURL){StringshortCode=shortURL.substring("/".length());returnurlMap.getOrDefault(shortCode,"URLnotfound");}privateStringgenerateRandomCode(){StringBuildersb=newStringBuilder();for(inti=0;i<SHORT_URL_LENGTH;i++){sb.append(CHAR_SET.charAt(random.nextInt(CHAR_SET.length())));}returnsb.toString();}//示例publicstaticvoidmain(String[]args){TinyURLtinyURL=newTinyURL();StringlongURL="/blog/post";StringshortURL=tinyURL.generateShortURL(longURL);System.out.println("ShortURL:"+shortURL);System.out.println("LongURL:"+tinyURL.getLongURL(shortURL));}}解析：-使用随机字符串作为短码，避免冲突。-`HashMap`存储短码与长URL的映射。-高并发可通过分布式缓存（如Redis）优化。2.题目（20分）：设计一个简单的微博系统，支持以下功能：-用户发布微博（包含文本和发布时间）。-用户关注/取消关注其他用户。-用户查看自己关注的人的微博（按时间倒序）。答案：javaimportjava.time.LocalDateTime;importjava.util.;classUser{Stringusername;Set<User>followers=newHashSet<>();Set<User>following=newHashSet<>();List<Tweet>tweets=newArrayList<>();publicUser(Stringusername){this.username=username;}publicvoidfollow(Useruser){following.add(user);user.followers.add(this);}publicvoidunfollow(Useruser){following.remove(user);user.followers.remove(this);}publicvoidpostTweet(Stringtext){tweets.add(newTweet(text,LocalDateTime.now()));}publicList<Tweet>getTimeline(){returnnewArrayList<>(tweets);//按时间倒序已存储}}classTweet{Stringtext;LocalDateTimetimestamp;publicTweet(Stringtext,LocalDateTimetimestamp){this.text=text;this.timestamp=timestamp;}}//示例publicclassWeiboSystem{publicstaticvoidmain(String[]args){Useralice=newUser("Alice");Userbob=newUser("Bob");Usercarol=newUser("Carol");alice.follow(bob);alice.follow(carol);bob.postTweet("Helloworld!");carol.postTweet("Hi@Alice");System.out.println("Alice的微博时间线:");for(Tweettweet:alice.getTimeline()){System.out.println(tweet.text+"("+tweet.timestamp+")");}}}解析：-`User`类存储用户信息、关注关系和微博列表。-`follow/unfollow`维护关注关系。-`getTimeline`按时间倒序返回微博。-实际系统需支持数据库和分布式缓存。四、数据库与存储（共2题，每题15分）1.题目（15分）：请用SQL编写一个查询，统计每个用户的粉丝数量，并按粉丝数量降序排列。假设表名为`users`，字段包括`user_id`（用户ID）和`follower_id`（关注者ID）。答案：sqlSELECTuser_id,COUNT(follower_id)ASfollower_countFROM(SELECTDISTINCTuser_idASuser_id,follower_idFROMuse