华为技术工程师面试要点与答案详解

2026年华为技术工程师面试要点与答案详解一、编程基础（5题，每题10分，共50分）1.题目：请实现一个函数，输入一个非负整数`n`，返回`n`的二进制表示中`1`的个数。要求不使用内置函数，时间复杂度不超过O(logn)。答案：cppintcountOnes(unsignedintn){intcount=0;while(n){count+=n&1;n>>=1;}returncount;}解析：通过位运算`n&1`获取最低位是否为`1`，然后右移一位继续统计。时间复杂度为O(logn)，因为每次操作相当于将`n`缩小一半。2.题目：给定一个字符串`s`，请判断其是否为回文串。可以忽略空格和大小写。答案：cppboolisPalindrome(conststring&s){intleft=0,right=s.size()-1;while(left<right){while(left<right&&!isalnum(s[left]))left++;while(left<right&&!isalnum(s[right]))right--;if(tolower(s[left])!=tolower(s[right]))returnfalse;left++;right--;}returntrue;}解析：双指针法，跳过非字母数字字符并忽略大小写，比较对应位置的字符是否相同。3.题目：请实现快速排序算法，要求原地排序，不使用额外空间。答案：cppvoidquickSort(intarr,intleft,intright){if(left>=right)return;intpivot=arr[left+(right-left)/2];inti=left,j=right;while(i<=j){while(arr[i]<pivot)i++;while(arr[j]>pivot)j--;if(i<=j)swap(arr[i++],arr[j--]);}quickSort(arr,left,j);quickSort(arr,i,right);}解析：选择中位数作为枢轴，分区并递归排序左右子数组。原地排序通过交换元素实现。4.题目：给定一个链表，删除链表的倒数第`n`个节点，并返回头节点。答案：cppListNoderemoveNthFromEnd(ListNodehead,intn){ListNodedummy(0,head);ListNodefast=&dummy;ListNodeslow=&dummy;for(inti=0;i<n+1;i++){fast=fast->next;}while(fast){fast=fast->next;slow=slow->next;}slow->next=slow->next->next;returndummy.next;}解析：双指针法，快指针先走`n+1`步，然后快慢指针同时移动，删除慢指针的下一个节点。5.题目：请编写一个函数，检查一个数是否为完全平方数。答案：cppboolisPerfectSquare(intnum){longleft=1,right=num;while(left<=right){longmid=left+(right-left)/2;longsquare=midmid;if(square==num)returntrue;if(square<num)left=mid+1;elseright=mid-1;}returnfalse;}解析：二分查找法，检查中间数的平方是否等于目标数。时间复杂度为O(logn)。二、系统设计（3题，每题20分，共60分）1.题目：设计一个简单的URL缓存系统，要求支持以下功能：-`addURL(url,timestamp)`：添加URL及其访问时间。-`getShortURL(url)`：返回URL对应的短ID（假设唯一）。-`getURL(shortID)`：通过短ID获取原始URL。答案：cppinclude<unordered_map>include<string>include<random>classURLCache{private:std::unordered_map<std::string,std::string>urlMap;std::unordered_map<std::string,std::string>idMap;std::stringgenerateID(){std::stringchars="0123456789abcdef";std::stringid(6,'');std::mt19937gen(std::random_device{}());for(char&c:id)c=chars[gen()%16];returnid;}public:voidaddURL(conststd::string&url,conststd::string×tamp){std::stringid;while(idMap.count(id)||urlMap.count(id)){id=generateID();}urlMap[url]=timestamp;idMap[id]=url;}std::stringgetShortURL(conststd::string&url){returnurlMap.count(url)?idMap[generateID()]:"";}std::stringgetURL(conststd::string&shortID){returnidMap.count(shortID)?idMap[shortID]:"";}};解析：使用哈希表存储URL与短ID的映射，生成短ID时确保唯一性。时间复杂度为O(1)。2.题目：设计一个分布式限流系统，要求支持以下功能：-`grantToken()`：获取一个令牌。-`revokeToken()`：释放一个令牌。-`isLimited()`：判断是否超过限制（如每秒不超过100个请求）。答案：cppinclude<unordered_map>include<mutex>include<condition_variable>classRateLimiter{private:intcapacity;inttokens;std::mutexmtx;std::condition_variablecv;std::chrono::steady_clock::time_pointlastRefillTime;public:RateLimiter(intcapacity):capacity(capacity),tokens(capacity),lastRefillTime(std::chrono::steady_clock::now()){}voidgrantToken(){std::unique_lock<std::mutex>lock(mtx);refillTokens();if(tokens>0)tokens--;elsecv.wait(lock);}voidrevokeToken(){std::unique_lock<std::mutex>lock(mtx);if(tokens<capacity)tokens++;}boolisLimited(){std::unique_lock<std::mutex>lock(mtx);refillTokens();returntokens==0;}private:voidrefillTokens(){autonow=std::chrono::steady_clock::now();longelapsed=std::chrono::duration_cast<std::chrono::seconds>(now-lastRefillTime).count();intnewTokens=static_cast<int>(elapsed100.0/capacity);if(newTokens>0){tokens=std::min(capacity,tokens+newTokens);lastRefillTime=now;}}};解析：使用令牌桶算法，每秒补充一定数量的令牌。通过互斥锁和条件变量实现同步。3.题目：设计一个分布式消息队列，要求支持以下功能：-`publish(message)`：发布消息。-`subscribe(topic)`：订阅主题。-`consume(topic)`：消费主题的消息。答案：cppinclude<unordered_map>include<list>include<vector>include<mutex>classMessageQueue{private:std::unordered_map<std::string,std::list<std::string>>topics;std::unordered_map<std::string,std::vector<std::string>>subscribers;std::mutexmtx;public:voidpublish(conststd::string&topic,conststd::string&message){std::lock_guard<std::mutex>lock(mtx);if(topics.count(topic)){topics[topic].push_back(message);for(constauto&sub:subscribers[topic]){//异步通知消费端（简化实现）//实际场景需使用异步队列或WebSocket等机制}}}voidsubscribe(conststd::string&topic,conststd::string&subscriber){std::lock_guard<std::mutex>lock(mtx);subscribers[topic].push_back(subscriber);}voidconsume(conststd::string&topic,conststd::string&subscriber){std::lock_guard<std::mutex>lock(mtx);if(topics.count(topic)){for(constauto&msg:topics[topic]){//推送消息给订阅者}}}};解析：使用哈希表存储主题与消息的映射，以及订阅者列表。通过互斥锁保证线程安全。三、数据库与存储（3题，每题20分，共60分）1.题目：设计一个数据库表结构，用于存储用户订单信息，要求：-支持高效查询某个用户的订单数量。-支持按订单金额排序。答案：sqlCREATETABLEorders(idINTAUTO_INCREMENTPRIMARYKEY,user_idINTNOTNULL,amountDECIMAL(10,2)NOTNULL,order_timeTIMESTAMPDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP,INDEXidx_user_id(user_id),INDEXidx_amount(amount));解析：添加`user_id`和`amount`的索引，分别支持按用户和金额查询。主键自增，时间戳默认当前时间。2.题目：解释数据库中的“事务”和“锁”的作用，并举例说明乐观锁和悲观锁的区别。答案：事务：保证数据库操作的原子性、一致性、隔离性和持久性（ACID）。例如，转账操作必须确保资金同时扣款和收款。锁：-乐观锁：假设并发冲突很少，通过版本号或时间戳在更新时检查版本是否一致。-例子：用户更新购物车时，检查商品库存版本号是否未变化。-悲观锁：假设并发冲突频繁，直接锁定资源直到事务完成。-例子：电商秒杀时，使用`SELECTFORUPDATE`锁定商品行。区别：乐观锁适用于低冲突场景，悲观锁适用于高冲突场景，但可能降低并发性能。3.题目：设计一个分布式数据库缓存方案，要求支持高可用和热数据自动刷新。答案：1.架构：使用Redis+MySQL，Redis作为缓存层，MySQL作为数据层。2.高可用：-Redis使用哨兵（Sentinel）或集群模式。-MySQL使用主从复制或多主集群。3.热数据自动刷新：-通过Redis持久化（RDB/AOF）。-使用消息队列（如Kafka）发布数据变更事件，触发缓存更新。解析：Redis高性能缓存，MySQL永久存储，通过分布式方案保证可用性，消息队列实现数据同步。四、网络与安全（3题，每题20分，共60分）1.题目：解释TCP的三次握手和四次挥手过程，并说明为什么TCP连接需要“TIME_WAIT”状态。答案：三次握手：1.客户端发送SYN包，等待服务器确认。2.服务器回复SYN-ACK包。3.客户端发送ACK包，连接建立。四次挥手：1.客户端发送FIN包，进入TIME_WAIT状态。2.服务器回复ACK包。3.服务器发送FIN包，进入TIME_WAIT状态。4.客户端回复ACK包，连接关闭。TIME_WAIT：-确保最后一个ACK包被对方收到。-处理网络延迟或丢包情况。解析：三次握手建立连接，四次挥手关闭连接，TIME_WAIT保证连接可靠。2.题目：设计一个HTTPS证书认证流程，要求支持证书颁发和吊销。答案：1.证书颁发：-客户端生成密钥对，将公钥提交给CA（如Let'sEncrypt）。-CA验证身份后签发证书（包含公钥、有效期、域名等）。-客户端将证书嵌入Web服务器。2.