研发岗位高级面经经典题目的突破与掌握

2026年研发岗位高级面经：经典题目的突破与掌握一、编程能力测试（共5题，每题10分，总计50分）背景说明：本部分题目侧重考察候选人的编程基础、逻辑思维及代码实现能力，要求熟悉Java/Python/Go中的一种，并能解决实际问题。题目1（10分）：问题描述：实现一个LRU（LeastRecentlyUsed）缓存，要求支持get和put操作。缓存容量为固定值，当缓存满时，需要淘汰最久未使用的数据。请分别用Java和Python实现。答案与解析：Java实现：javaimportjava.util.LinkedHashMap;importjava.util.Map;publicclassLRUCache<K,V>extendsLinkedHashMap<K,V>{privatefinalintcapacity;publicLRUCache(intcapacity){super(capacity,0.75F,true);this.capacity=capacity;}@OverrideprotectedbooleanremoveEldestEntry(Map.Entry<K,V>eldest){returnsize()>capacity;}publicVget(Objectkey){returnsuper.get(key);}publicvoidput(Kkey,Vvalue){super.put(key,value);}}解析：1.使用`LinkedHashMap`实现LRU，通过构造函数中的`accessOrder`参数设置为`true`，保证访问顺序。2.重写`removeEldestEntry`方法，当缓存大小超过`capacity`时自动淘汰最久未使用的数据。Python实现：pythonfromcollectionsimportOrderedDictclassLRUCache:def__init__(self,capacity:int):self.cache=OrderedDict()self.capacity=capacitydefget(self,key:int)->int:ifkeynotinself.cache:return-1self.cache.move_to_end(key)returnself.cache[key]defput(self,key:int,value:int)->None:ifkeyinself.cache:self.cache.move_to_end(key)self.cache[key]=valueiflen(self.cache)>self.capacity:self.cache.popitem(last=False)解析：1.使用`OrderedDict`维护键值对的插入顺序，通过`move_to_end`方法更新访问顺序。2.`put`操作时，如果超出容量，则删除最左侧（最久未使用）的元素。题目2（10分）：问题描述：给定一个包含重复元素的数组，请找出所有不重复的子集。例如，输入`[1,2,2]`，输出`[[],[1],[1,2],[1,2,2],[2]]`。答案与解析：Python实现：pythondefsubsetsWithDup(nums):nums.sort()res=[]subset=[]defbacktrack(start):res.append(subset.copy())foriinrange(start,len(nums)):ifi>startandnums[i]==nums[i-1]:continuesubset.append(nums[i])backtrack(i+1)subset.pop()backtrack(0)returnres解析：1.先对数组排序，确保重复元素相邻。2.使用回溯法，通过`start`参数避免重复选择同一元素。3.如果当前元素与上一个元素相同且不是同一层递归，则跳过，防止重复子集。题目3（10分）：问题描述：实现一个二叉树的最大深度（最大高度）计算。例如，输入`[3,9,20,null,null,15,7]`，输出`3`。答案与解析：Java实现：java//Definitionforabinarytreenode.classTreeNode{intval;TreeNodeleft;TreeNoderight;TreeNode(){}TreeNode(intval){this.val=val;}TreeNode(intval,TreeNodeleft,TreeNoderight){this.val=val;this.left=left;this.right=right;}}publicclassMaxDepth{publicintmaxDepth(TreeNoderoot){if(root==null)return0;return1+Math.max(maxDepth(root.left),maxDepth(root.right));}}解析：1.递归计算左子树和右子树的最大深度，取较大值并加1。2.时间复杂度O(N)，空间复杂度O(N)（递归栈）。题目4（10分）：问题描述：实现快速排序（QuickSort）算法，并说明其时间复杂度和稳定性。答案与解析：Python实现：pythondefquick_sort(arr):iflen(arr)<=1:returnarrpivot=arr[len(arr)//2]left=[xforxinarrifx<pivot]middle=[xforxinarrifx==pivot]right=[xforxinarrifx>pivot]returnquick_sort(left)+middle+quick_sort(right)解析：1.选择枢轴（pivot），将数组分为小于、等于、大于三部分。2.时间复杂度：平均O(NlogN)，最坏O(N²)；空间复杂度O(logN)。3.不稳定排序，因为相等的元素可能被交换位置。题目5（10分）：问题描述：实现一个二叉搜索树（BST）的中序遍历，并输出遍历结果。答案与解析：Java实现：javapublicList<Integer>inorderTraversal(TreeNoderoot){List<Integer>res=newArrayList<>();inorder(root,res);returnres;}voidinorder(TreeNodenode,List<Integer>res){if(node==null)return;inorder(node.left,res);res.add(node.val);inorder(node.right,res);}解析：1.中序遍历顺序：左子树->根节点->右子树。2.递归或迭代均可实现，迭代需使用栈。二、系统设计测试（共3题，每题20分，总计60分）背景说明：本部分考察候选人对分布式系统、高并发、数据库等知识的掌握，结合实际业务场景设计解决方案。题目6（20分）：问题描述：设计一个高并发的短链接系统。要求：1.输入长链接，输出短链接；2.支持分布式缓存（如Redis）；3.考虑高并发下的性能优化。答案与解析：1.短链接生成：-使用哈希算法（如MD5或Base62编码）将长链接映射为短链接，如`/a1b2c3`。-分布式环境下，可使用Redis存储映射关系，避免数据库压力。2.分布式缓存设计：-Redis设置高可用集群，分片存储短链接映射数据。-使用内存缓存（如GuavaCache）减少Redis访问频率。3.高并发优化：-异步处理：短链接生成和数据库写入使用异步队列（如Kafka）。-限流：对输入接口设置限流，防止洪峰冲击。-负载均衡：API网关分发请求到多个服务实例。题目7（20分）：问题描述：设计一个高并发的秒杀系统。要求：1.支持高并发请求；2.防止超卖和重复下单；3.考虑数据库事务和锁。答案与解析：1.分布式锁：-使用Redis或Zookeeper实现分布式锁，确保同一用户同一商品只购买一次。2.数据库优化：-使用乐观锁（版本号）或悲观锁（行锁）防止超卖。-事务设置超时，避免死锁。3.秒杀流程：-用户请求先经过缓存（如Redis）减库存，成功则写入数据库。-使用消息队列（如RabbitMQ）异步处理订单，减少数据库压力。题目8（20分）：问题描述：设计一个实时推荐系统。要求：1.支持用户行为数据实时收集；2.推荐算法可扩展（如协同过滤）；3.考虑系统容错和高可用。答案与解析：1.数据采集：-使用Kafka收集用户行为数据（点击、购买等），分流到不同Topic。2.推荐算法：-协同过滤：用户-物品矩阵，离线计算相似度并缓存。-实时更新：用户行为触发Redis更新推荐结果。3.高可用设计：-推荐服务部署为无状态服务，使用Nginx负载均衡。-使用Elasticsearch存储推荐结果，支持秒级更新。三、数据库与SQL（共2题，每题15分，总计30分）背景说明：本部分考察候选人对SQL优化、数据库设计的理解。题目9（15分）：问题描述：优化以下SQL查询：sqlSELECTFROMordersWHEREuser_id=100ANDorder_dateBETWEEN'2023-01-01'AND'2023-12-31'ORDERBYorder_dateDESCLIMIT10;假设`orders`表有百万级数据，如何优化？答案与解析：1.索引优化：-创建复合索引`CREATEINDEXidx_user_dateONorders(user_id,order_date)`，覆盖查询条件。-`order_date`部分使用降序索引加速排序。2.查询优化：-避免`SELECT`，明确指定字段减少数据传输。-使用分区表（按`order_date`分月），加速范围查询。题目10（15分）：问题描述：设计一个数据库表，存储用户订单信息，要求：1.支持高并发写入；2.快速查询用户订单总数；3.支持按时间范围统计订单。答案与解析：sqlCREATETABLEorders(order_idBIGINTPRIMARYKEYAUTO_INCREMENT,user_idINTNOTNULL,order_dateDATETIMENOTNULL,amountDECIMAL(10,2)NOTNULL,INDEXidx_user(user_id),INDEXidx_date(order_date));优化点：1.写入优化：-使用InnoDB引擎支持行锁，避免锁表。-分表（按`user_id`或`order_date`）分散写入压力。2.查询优化：-`user_id`和`order_date`分别建立索引，加速统计。-使用MaterializedView缓存统计结果。四、算法与数据结构（共3题，每题15分，总计45分）背景说明：本部分考察候选人对算法复杂度和实际应用的理解。题目11（15分）：问题描述：给定一个数组，找出其中和最大的连续子数组，例如`[-2,1,-3,4,-1,2,1,-5,4]`，输出`6`（子数组`[4,-1,2,1]`）。答案与解析：动态规划解法：pythondefmax_subarray(nums):max_sum=nums[0]current_sum=nums[0]fornuminnums[1:]:current_sum=max(num,current_sum+num)max_sum=max(max_sum,current_sum)returnmax_sum解析：1.初始化`max_sum`和`current_sum`为第一个元素。2.遍历数组，`current_sum`记录当前最大和，`max_sum`记录全局最大和。3.时间复杂度O(N)，空间复杂度O(1)。题目12（15分）：问题描述：实现一个无重复字符的最长子串。例如，输入`s="abcabcbb"`，输出`3`（子串`"abc"`）。答案与解析：滑动窗口解法：pythondeflength_of_longest_substring(s):char_set=set()left=