软件工程师面试题库及参考解答

2026年软件工程师面试题库及参考解答一、编程语言基础（共5题，每题10分，总分50分）1.题目：请使用Python语言实现一个函数，输入一个正整数n，返回一个列表，其中包含从1到n的所有奇数，但不能包含任何能被7整除的奇数。参考解答：pythondeffilter_odds(n):return[iforiinrange(1,n+1,2)ifi%7!=0]解析：通过`range(1,n+1,2)`生成从1到n的所有奇数，然后使用`ifi%7!=0`过滤掉能被7整除的奇数。列表推导式简洁高效，适合此类筛选问题。2.题目：在Java中，编写一个方法，接收一个字符串参数，返回该字符串中所有单词的逆序排列（单词顺序不变，单词内部字符逆序）。例如，输入"HelloWorld"，输出"olleHdlroW"。参考解答：javapublicstaticStringreverseWords(Strings){String[]words=s.split("");StringBuilderresult=newStringBuilder();for(Stringword:words){result.append(newStringBuilder(word).reverse().toString()).append("");}returnresult.toString().trim();}解析：首先使用`split("")`按空格分割字符串，然后遍历每个单词，用`StringBuilder`的`reverse()`方法逆序单词，最后拼接结果。注意去除末尾多余空格。3.题目：在C++中，实现一个函数，输入一个整数数组，返回数组中所有元素的平方和。例如，输入{1,2,3}，返回14（1²+2²+3²）。参考解答：cppinclude<vector>usingnamespacestd;intsquareSum(constvector<int>&nums){intsum=0;for(intnum:nums){sum+=numnum;}returnsum;}解析：使用`for-each`循环遍历数组，计算每个元素的平方并累加到`sum`中。C++的`vector`提供灵活的数组操作。4.题目：在JavaScript中，编写一个函数，接收一个数组，返回一个新数组，其中包含原数组中所有非重复元素。例如，输入[1,2,2,3,4,4]，输出[1,2,3,4]。参考解答：javascriptfunctionuniqueArray(arr){constseen=newSet();constresult=[];for(constitemofarr){if(!seen.has(item)){seen.add(item);result.push(item);}}returnresult;}解析：使用`Set`记录已出现元素，遍历数组时仅添加未出现过的元素到结果数组。时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(n)。5.题目：在Go语言中，实现一个函数，输入一个字符串，返回该字符串的所有子串（不包含空子串）。例如，输入"abc"，输出["a","b","c","ab","bc","abc"]。参考解答：gopackagemainimport"fmt"funcsubstrings(sstring)[]string{varresult[]stringfori:=0;i<len(s);i++{forj:=i+1;j<=len(s);j++{result=append(result,s[i:j])}}returnresult}解析：使用两层嵌套循环，外层固定起始位置，内层遍历结束位置，生成所有可能的子串。注意子串不包含空串，因此起始索引从0开始，结束索引从`i+1`开始。二、数据结构与算法（共5题，每题10分，总分50分）1.题目：请实现一个LRU（LeastRecentlyUsed）缓存，支持get和put操作。get(key)返回键对应的值，如果键不存在返回-1；put(key,value)插入或更新键值对，如果缓存容量已满，则删除最久未使用的键。参考解答：pythonclassLRUCache:def__init__(self,capacity:int):self.capacity=capacityself.cache={}self.order=[]defget(self,key:int)->int:ifkeyinself.cache:self.order.remove(key)self.order.append(key)returnself.cache[key]return-1defput(self,key:int,value:int)->None:ifkeyinself.cache:self.order.remove(key)eliflen(self.cache)>=self.capacity:oldest=self.order.pop(0)delself.cache[oldest]self.cache[key]=valueself.order.append(key)解析：使用哈希表`cache`存储键值对，列表`order`记录使用顺序。get时移动键到末尾，put时先删除最久未使用的键（列表头部），然后插入新键到末尾。LRU的核心在于维护使用顺序。2.题目：给定一个无重复元素的整数数组，返回所有可能的子集（包括空集）。例如，输入[1,2,3]，输出[[],[1],[2],[1,2],[3],[1,3],[2,3],[1,2,3]]。参考解答：pythondefsubsets(nums):result=[]subset=[]defbacktrack(start):result.append(subset.copy())foriinrange(start,len(nums)):subset.append(nums[i])backtrack(i+1)subset.pop()backtrack(0)returnresult解析：使用回溯法（递归+剪枝）。每次选择当前元素或跳过，通过`backtrack(i+1)`确保不重复选择同一元素。最终结果存储在`result`中。3.题目：请实现快速排序算法，并说明其时间复杂度和空间复杂度。参考解答：javapublicstaticvoidquickSort(int[]arr,intleft,intright){if(left>=right)return;intpivotIndex=partition(arr,left,right);quickSort(arr,left,pivotIndex-1);quickSort(arr,pivotIndex+1,right);}privatestaticintpartition(int[]arr,intleft,intright){intpivot=arr[right];inti=left-1;for(intj=left;j<right;j++){if(arr[j]<=pivot){i++;swap(arr,i,j);}}swap(arr,i+1,right);returni+1;}privatestaticvoidswap(int[]arr,inti,intj){inttemp=arr[i];arr[i]=arr[j];arr[j]=temp;}解析：快速排序时间复杂度平均为O(nlogn)，最坏为O(n²)（当选择最左或最右为枢轴时）。空间复杂度为O(logn)（递归栈深度）。通过`partition`函数将数组分成两部分，枢轴左边的元素都小于枢轴，右边的都大于枢轴。4.题目：编写一个函数，判断一个二叉树是否是平衡二叉树（左右子树高度差不超过1）。参考解答：pythonclassTreeNode:def__init__(self,val=0,left=None,right=None):self.val=valself.left=leftself.right=rightdefisBalanced(root):defcheck(node):ifnodeisNone:return0,Trueleft_height,left_balanced=check(node.left)right_height,right_balanced=check(node.right)returnmax(left_height,right_height)+1,left_balancedandright_balancedandabs(left_height-right_height)<=1returncheck(root)[1]解析：使用后序遍历（左右中），同时计算高度和判断平衡性。如果任一子树不平衡或高度差超过1，则整棵树不平衡。时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(h)（递归栈深度）。5.题目：给定一个字符串，判断它是否是有效的括号字符串（只包含()[]{}，且括号匹配正确）。参考解答：javascriptfunctionisValid(s){conststack=[];constmapping={')':'(',']':'[','}':'{'};for(constcharofs){if(charinmapping){consttop=stack.pop();if(mapping[char]!==top)returnfalse;}else{stack.push(char);}}returnstack.length===0;}解析：使用栈匹配括号。遇到左括号入栈，遇到右括号时栈顶应为对应左括号，否则无效。遍历结束后栈必须为空。时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(n)。三、系统设计（共3题，每题15分，总分45分）1.题目：设计一个简单的微博系统，需要支持用户发布微博、关注/取消关注用户、获取关注用户的最新微博。参考解答：pythonclassUser:def__init__(self,username):self.username=usernameself.followees=set()self.tweets=[]defpost_tweet(self,content):self.tweets.append(content)self.tweets.reverse()#新推文放最前面deffollow(self,user):self.followees.add(user)defunfollow(self,user):self.followees.discard(user)defget_feed(self):feed=[]foruserinself.followees:feed.extend(user.tweets)returnfeed解析：核心是`User`类，包含关注列表`followees`和微博列表`tweets`。发布微博时反转列表以保持最新推文在前。获取动态时按关注顺序合并关注者的最新推文。可进一步优化，如使用优先队列合并推文。2.题目：设计一个短链接生成系统，输入长链接，输出短链接，支持通过短链接跳转回长链接。参考解答：pythonimporthashlibimportbase64classShortLinkSystem:def__init__(self):self.url_map={}defgenerate_short_link(self,long_url):hash_obj=hashlib.md5(long_url.encode())encoded=base64.urlsafe_b64encode(hash_obj.digest()).decode().rstrip('=')short_link=f"http://short.ly/{encoded}"self.url_map[short_link]=long_urlreturnshort_linkdefget_long_link(self,short_link):returnself.url_map.get(short_link,"URLnotfound")解析：使用MD5哈希长链接，然后通过Base64编码生成短链接。使用字典`url_map`存储短链接与长链接的映射。可增加随机前缀或计数器避免冲突。3.题目：设计一个高并发秒杀系统，要求支持每秒大量用户请求，并保证公平性和准确性。参考解答：pythonfromthreadingimportLockimporttimeclassSeckillSystem:def__init__(self,total_items):self.total_items=total_itemsself.lock=Lock()self.remaining=total_itemsself.start_time=time.time()defattempt_seckill(self,user_id):withself.lock:ifself.remaining>0:self.remaining-=1cess_order(user_id)returnTruereturnFalsedefprocess_order(self,user_id):处理订单逻辑print(f"User{user_id}securedanitem.")解析：使用互斥锁`lock`保证高并发下的原子性。每秒只能秒杀`total_items`个商品，通过`remaining`计数。可结合Redis分布式锁或Lua脚本进一步提高性能。需注意请求去重和防止超卖。四、数据库与SQL（共3题，每题15分，总分45分）1.题目：给出以下SQL表结构，编写SQL查询：sqlCREATETABLEOrders(OrderIDINTPRIMARYKEY,CustomerIDINT,OrderDateDATE,TotalAmountDECIMAL(10,2));查询2023年每个客户的总订单金额，并按金额降序排列。参考解答：sqlSELECTCustomerID,SUM(TotalAmount)ASTotalSpentFROMOrdersWHEREYEAR(OrderDate)=2023GROUPBYCustomerIDORDERBYTotalSpentDESC;解析：使用`YEAR(OrderDate)`提取年份，`SUM(TotalAmount)`计算每个客户的总金额，`GROUPBY`按客户分组，`ORDERBY`降序排列。注意`DECIMAL`类型用于金额存储。2.题目：假设有`Products`表和`Sales`表，结构如下：sqlCREATETABLEProducts(ProductIDINTPRIMARYKEY,ProductNameVARCHAR(100));CREATETABLESales(SaleIDINTPRIMARYKEY,ProductIDINT,SaleDateDATE,QuantityINT);查询每个产品的总销量，只显示销量超过100的产品。参考解答：sqlSELECTp.ProductName,SUM(s.Quantity)ASTotalQuantityFROMProductspJOINSalessONp.ProductID=s.ProductIDGROUPBYp.ProductNameHAVINGSUM(s.Quantity)>100;解析：使用`JOIN`连接`Products`和`Sales`表，`GROUPBY`按产品分组，`SUM(s.Quantity)`计算总销量，`HAVING`过滤销量超过100的产品。注意`JOIN`类型选择（内连接）。3.题目：假设有`Employees`表，结构如下：sqlCREATETABLEEmployees(EmployeeIDINTPRIMARYKEY,NameVARCHAR(100),DepartmentVARCHAR(50),SalaryDECIMAL(10,2));查询每个部门平均工资最低的员工信息。参考解答：sqlSELECTe.FROMEmployeeseINNERJOIN(SELECTDepartment,MIN(AVG(Salary))ASMinAvgSalaryFROMEmployeesGROUPBYDepartment)ASdept_avgONe.Department=dept_avg.DepartmentANDe.Salary=(SELECTMIN(Salary)FROMEmployeesASsubWHEREsub.Department=e.Department)解析：先计算每个部门的平均工资最低值（子查询），然后通过`INNERJOIN`找到每个部门工资等于该最低平均工资的员工。嵌套子查询确保筛选条件正确。五、网络与系统（共2题，每题10分，总分20分）1.题目：简述TCP三次握手过程及其作用，并说明四次挥手过程。参考解答：三次握手：1.客户端发送SYN=1，seq=x给服务器，进入SYN_SENT状态。2.服务器回复SYN=1,ACK=1,seq=y,ack=x+1，进入SYN_RCVD状态。3.客户端发送ACK=1,ack=y+1，进入ESTABLISHED状态，连接建立。作用：-确认双方都有发送和接收能力。-同步初始序列号seq。四次挥手：1.客户端发送FIN=1,ack=y+1，进入FIN_WAIT_1状态。2.服务器回复ACK=1,ack=x+1，进入CLOSE_WAIT状态。3.服务器发送FIN=1,ack=y+1，进入LAST_ACK状态。4.客户端回复ACK=1,ack=x+2，进入TIME_WAIT状态，等待2MSL后关闭。解析：三次握手确保双方就初始序列号达成一