工程师面试题库及答题要点

2026年工程师面试题库及答题要点一、编程基础（5题，每题10分，共50分）题目1（10分）题目：请用Python实现一个函数，该函数接收一个字符串参数，返回该字符串中所有唯一字符的列表。例如，输入"hello"，输出应为['h','e','l','o']。答题要点：1.使用Python字典统计字符出现频率2.遍历字符串，筛选出现次数为1的字符3.返回结果为列表形式pythondefunique_chars(s):char_count={}forcharins:char_count[char]=char_count.get(char,0)+1return[charforchar,countinchar_count.items()ifcount==1]题目2（10分）题目：编写一个算法，找出数组中第三大的数。如果数组中少于三个不同的数，则返回最大的数。例如，输入[1,2,2,5,3,5]，输出应为3。答题要点：1.首先去除重复元素2.排序数组3.返回倒数第三个元素或最大元素pythondefthird_largest(nums):unique_nums=sorted(set(nums),reverse=True)returnunique_nums[2]iflen(unique_nums)>=3elseunique_nums[0]题目3（10分）题目：实现一个LRU（最近最少使用）缓存，支持get和put操作。缓存容量为固定值。答题要点：1.使用哈希表记录键值对2.使用双向链表维护访问顺序3.get操作移动元素到链表头部4.put操作时如果元素已存在则更新值并移动到头部pythonclassLRUCache:def__init__(self,capacity):self.capacity=capacityself.cache={}self.head=self.tail=Nonedefget(self,key):ifkeyinself.cache:node=self.cache[key]self._move_to_front(node)returnnode.valuereturn-1defput(self,key,value):ifkeyinself.cache:node=self.cache[key]node.value=valueself._move_to_front(node)else:iflen(self.cache)>=self.capacity:self._remove_lru()new_node=Node(key,value)self.cache[key]=new_nodeself._add_to_front(new_node)def_move_to_front(self,node):self._remove_node(node)self._add_to_front(node)def_add_to_front(self,node):node.next=self.headnode.prev=Noneifself.head:self.head.prev=nodeself.head=nodeifnotself.tail:self.tail=nodedef_remove_node(self,node):ifnode.prev:node.prev.next=node.nextifnode.next:node.next.prev=node.previfnode==self.head:self.head=node.nextifnode==self.tail:self.tail=node.prevdef_remove_lru(self):delself.cache[self.tail.key]self.tail=self.tail.previfself.tail:self.tail.next=None题目4（10分）题目：给定一个二叉树，判断它是否是平衡的二叉树。平衡的定义是：对于任意节点，其左右子树的高度差不超过1。答题要点：1.自底向上递归检查每个节点2.同时计算子树高度3.如果发现不平衡立即返回pythonclassTreeNode:def__init__(self,val=0,left=None,right=None):self.val=valself.left=leftself.right=rightdefis_balanced(root):defcheck(node):ifnotnode:return0,Trueleft_height,left_balanced=check(node.left)ifnotleft_balanced:return0,Falseright_height,right_balanced=check(node.right)ifnotright_balanced:return0,Falsereturnmax(left_height,right_height)+1,abs(left_height-right_height)<=1returncheck(root)[1]题目5（10分）题目：实现一个函数，将32位无符号整数x中的右端n位设置为0，其余位不变。例如，输入x=0b1101001010111100,n=3，输出应为0b1101001010000000。答题要点：1.构造一个掩码，将右n位设置为02.使用位运算与操作pythondefright_shift_bits(x,n):32位无符号整数掩码mask=(1<<32)-1构造右n位为0的掩码mask=mask-((1<<n)-1)returnx&mask二、系统设计（5题，每题15分，共75分）题目1（15分）题目：设计一个短URL生成服务。要求：1.输入长URL，输出短URL2.短URL应具有唯一性3.支持高并发访问4.描述系统架构和数据存储方案答题要点：1.使用hash算法（如MD5）或随机算法生成唯一标识2.存储映射关系（长URL→短URL）3.缓存热点短URL4.考虑分布式部署plaintext系统架构：1.前端服务：接收请求，负载均衡2.后端服务：生成短URL，查询映射关系3.缓存层：Redis缓存热点短URL4.数据库：存储所有URL映射关系5.分布式部署：多副本，异地多活数据存储：-使用Redis存储热点短URL映射-使用MySQL/PostgreSQL存储全部映射-短URL生成算法：-基62编码：将ID转为a-z,A-Z,0-9-或随机算法生成固定长度短码题题2（15分）题目：设计一个实时消息推送系统。要求：1.支持多用户订阅主题2.支持离线消息存储3.能够处理高并发订阅和解绑4.描述关键技术选型和实现方案答题要点：1.使用发布/订阅模式2.消息队列（Kafka/RabbitMQ）3.离线消息存储（Redis/DB）4.负载均衡和集群部署plaintext技术选型：1.消息队列：Kafka或RabbitMQ2.缓存：Redis存储在线用户订阅关系3.数据库：存储离线消息和用户信息4.消息推送：WebSocket或长轮询实现方案：1.用户订阅：更新Redis订阅关系2.消息发布：写入Kafka，由消费者推送3.离线存储：未在线用户消息存入Redis队列4.心跳机制：检测用户在线状态题目3（15分）题目：设计一个高并发秒杀系统。要求：1.防止超卖2.支持秒杀和预售3.具有高可用性和可扩展性4.描述关键技术要点答题要点：1.使用分布式锁或数据库事务2.分布式限流3.异步处理下单流程4.状态机控制秒杀流程plaintext关键技术：1.分布式锁：RedisLua脚本实现原子操作2.事务：数据库乐观锁/悲观锁3.预热技术：提前加载商品信息4.异步处理：消息队列处理下单请求架构设计：1.前端限流：IP/用户限流2.中间件：消息队列处理请求3.业务处理：分布式事务保证数据一致性4.后端服务：秒杀业务逻辑处理题目4（15分）题目：设计一个分布式文件存储系统（类似Ceph）。要求：1.支持文件分块存储2.具有数据冗余和容错能力3.支持文件元数据查询4.描述系统架构和一致性保证答题要点：1.文件分块和编码2.冗余存储策略（如3副本）3.元数据服务4.一致性协议（如Paxos/Raft）plaintext系统架构：1.存储节点：负责数据分块存储2.元数据服务：管理文件元数据3.元数据副本：保证元数据高可用4.客户端库：封装分布式操作数据存储：1.文件分块：固定大小分块，添加校验码2.冗余策略：数据分片+副本存储3.重建机制：副本丢失时自动重建4.一致性保证：使用Raft协议保证元数据一致性题目5（15分）题目：设计一个大数据量下的实时数据统计系统。要求：1.支持毫秒级数据接入2.支持多维度统计3.支持实时查询4.描述数据处理流程和架构答题要点：1.流式处理框架（Flink/SparkStreaming）2.数据窗口和滑动统计3.数据压缩和索引4.内存计算与磁盘存储结合plaintext架构设计：1.数据采集：Kafka接入原始数据2.处理层：Flink进行实时计算3.存储层：Redis存储热点统计结果4.查询层：SQL引擎支持多维度查询数据处理：1.数据窗口：固定大小或滑动窗口统计2.数据压缩：使用VectorizedRowCompressed格式3.查询优化：预计算和索引加速4.容错机制：检查点保证计算一致性三、数据库与存储（5题，每题10分，共50分）题目1（10分）题目：解释数据库索引的工作原理，并说明什么时候应该创建索引。答题要点：1.索引结构（B+树、哈希等）2.索引维护（插入/删除开销）3.索引适用场景：-经常查询的列-排序/分组操作列-外键列题目2（10分）题目：设计一个数据库表结构，用于存储电商订单信息，并说明索引设计。答题要点：sqlCREATETABLEorders(order_idBIGINTPRIMARYKEY,user_idBIGINT,product_idBIGINT,quantityINT,priceDECIMAL(10,2),order_timeTIMESTAMP,statusVARCHAR(20),INDEXidx_user,INDEXidx_product,INDEXidx_time);题目3（10分）题目：解释数据库事务的ACID特性，并举例说明。答题要点：1.原子性（Atomicity）：要么全部完成，要么全部不做-例子：转账操作必须同时扣款和收款2.一致性（Consistency）：事务必须保证数据库从一致状态到一致状态3.隔离性（Isolation）：并发事务互不干扰-例子：事务A的修改对事务B不可见4.持久性（Durability）：事务提交后永久保存题目4（10分）题目：比较MySQL和PostgreSQL的优缺点，并说明选择场景。答题要点：1.MySQL：-优点：简单易用，性能高，社区成熟-缺点：功能相对简单，扩展性一般-适用：中小型应用，读写负载为主2.PostgreSQL：-优点：功能完善，支持JSON/全文索引，扩展性强-缺点：学习曲线陡峭，性能可能略逊-适用：大型应用，复杂查询场景题目5（10分）题目：设计一个分布式数据库解决方案，支持高可用和水平扩展。答题要点：1.分片方案（水平分片）2.数据复制（主从复制）3.分布式事务（2PC/3PC）4.元数据管理5.负载均衡策略四、网络与系统（5题，每题10分，共50分）题目1（10分）题目：解释TCP三次握手和四次挥手过程。答题要点：1.三次握手：-SYN→SYN+ACK→ACK2.四次挥手：-FIN→FIN+ACK→ACK→FIN题目2（10分）题目：比较TCP和UDP的优缺点，并说明适用场景。答题要点：1.TCP：-优点：可靠，有序，连接导向-缺点：开销大，延迟高-适用：HTTP,FTP,SMTP2.UDP：-优点：无连接，低延迟，低开销-缺点：不可靠，无序-适用：视频直播，DNS题目3（10分）题目：解释HTTP和HTTPS的区别，并说明HTTPS的工作原理。答题要点：1.HTTP：明文传输，无加密2.HTTPS：-加密：TLS/SSL加密-握手过程