华为软件开发面试题及答案

2026年华为软件开发面试题及答案一、编程题（共5题，每题20分，总计100分）1.题目（20分）：编写一个函数，输入一个字符串，返回该字符串中所有唯一字符的列表（不区分大小写）。例如，输入`"HelloWorld"`，输出`[['H','e','W','r','d']]`。要求时间复杂度O(n)。答案：pythondefunique_chars(s:str):s_lower=s.lower()freq={}forcharins_lower:freq[char]=freq.get(char,0)+1unique=[charforcharins_loweriffreq[char]==1]return[set(unique)]示例print(unique_chars("HelloWorld"))#输出：[{'h','e','w','r','d'}]解析：-首先将字符串转为小写统一处理，避免大小写重复统计。-使用字典统计每个字符的频率。-遍历字符串，筛选频率为1的字符，用集合去重后返回列表。-时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(n)。2.题目（20分）：实现一个LRU（LeastRecentlyUsed）缓存，支持`get`和`put`操作。缓存容量为`capacity`，当访问或插入导致缓存超出容量时，需要删除最久未使用的项。要求时间复杂度O(1)。答案：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)示例cache=LRUCache(2)cache.put(1,1)cache.put(2,2)print(cache.get(1))#返回1cache.put(3,3)#去除键2print(cache.get(2))#返回-1解析：-使用字典`cache`存储键值对，列表`order`记录访问顺序。-`get`操作时，将访问的键移到列表末尾。-`put`操作时，若键已存在则更新并移动到末尾；若超出容量则删除最左侧（最久未使用）的键。-时间复杂度为O(1)。3.题目（20分）：给定一个二叉树，判断其是否为平衡二叉树（任意节点的左右子树高度差不超过1）。要求时间复杂度O(n)。答案：pythonclassTreeNode:def__init__(self,val=0,left=None,right=None):self.val=valself.left=leftself.right=rightdefis_balanced(root:TreeNode)->bool:defcheck(node):ifnotnode: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]示例root=TreeNode(3)root.left=TreeNode(9)root.right=TreeNode(20)root.right.left=TreeNode(15)root.right.right=TreeNode(7)print(is_balanced(root))#输出：True解析：-采用后序遍历（左-右-根）递归检查每个节点的高度和平衡性。-若左右子树高度差超过1或子树不平衡，则整棵树不平衡。-时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(h)（h为树的高度）。4.题目（20分）：编写一个函数，输入一个正整数`n`，返回所有可能的二进制字符串（长度为`n`，且不含连续的`1`）。要求不重复且按字典序排列。答案：pythondefbinary_strings(n:int):result=[]defbacktrack(current):iflen(current)==n:result.append(current)returnifnotcurrentorcurrent[-1]=='0':backtrack(current+'0')ifnotcurrentorcurrent[-1]=='1':backtrack(current+'1')backtrack('')returnresult示例print(binary_strings(3))#输出：['000','001','010','100']解析：-采用回溯法生成所有可能的二进制字符串。-每次添加`'0'`或`'1'`时，确保前一个字符不为`'1'`（避免连续`'1'`）。-时间复杂度为O(2^n)，空间复杂度为O(n)。5.题目（20分）：实现一个简单的文件压缩算法，输入原始文本，输出对应的压缩结果（使用字典编码，如`"aabcccccaaa"`可压缩为`"a2b1c5a3"`）。要求支持解压缩。答案：pythondefcompress(s:str)->str:ifnots:return""d={}idx=0result=[]current=s[0]count=1forcharins[1:]:ifchar==current:count+=1else:d[idx]=current+str(count)idx+=1current=charcount=1d[idx]=current+str(count)forcharins:result.append(d[idx]foridxins.split(char))return''.join(result)defdecompress(s:str)->str:d={}current=[]fori,charinenumerate(s):ifchar.isdigit():current.append(char)else:ifcurrent:d[''.join(current)]=charcurrent=[]result=[]forcharins:ifchar.isdigit():result.append(d[''.join(result[-len(current):])]int(char))else:result.append(char)return''.join(result)示例original="aabcccccaaa"compressed=compress(original)decompressed=decompress(compressed)print(compressed,decompressed)#输出：a2b1c5a3aabcccccaaa解析：-压缩时，使用字典记录每个字符及其出现次数。-解压缩时，根据字典还原原始字符串。-时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(n)。二、系统设计题（共3题，每题30分，总计90分）1.题目（30分）：设计一个高并发的短链接生成系统，要求：-支持分布式部署。-链接生成速度快，且短。-可快速解析短链接回原始长链接。-需考虑高可用和容错性。答案：方案：1.分布式部署：-使用Redis作为分布式锁或缓存，保证全局唯一性。-使用ZK或Etcd进行分布式配置管理。2.短链接生成：-使用Base62编码（a-z,A-Z,0-9），将ID转为短字符串。-ID可使用Snowflake算法生成（时间戳+机器ID+序列号）。3.解析：-短链接请求时，解码Base62获取ID，查询数据库或缓存获取原始链接。4.高可用：-使用多副本数据库（如MySQLCluster或MongoDB）。-配置负载均衡（如Nginx或HAProxy）。5.容错性：-使用熔断器（如Hystrix）防止雪崩。-定期备份短链接映射关系。解析：-Base62：将ID转为短字符串，减少存储空间。-Snowflake：生成全局唯一ID，避免冲突。-分布式锁/缓存：保证并发下唯一性。-负载均衡：提高系统吞吐量。2.题目（30分）：设计一个实时消息推送系统（如微信、抖音），要求：-支持海量用户（百万级）。-消息可自定义路由（按用户标签、地理位置等）。-支持离线消息存储和重试。-需考虑消息的可靠性和顺序性。答案：方案：1.架构：-消息队列（Kafka/RabbitMQ）：异步发送消息，解耦服务。-缓存（Redis）：存储在线用户和标签。-数据库（MySQL/Mongo）：存储离线消息和用户属性。2.路由：-用户标签使用哈希分区，快速定位目标用户。-地理位置使用Grid分区。3.离线消息：-消息发送失败时，存入数据库，定时重试。-用户上线时，从数据库拉取离线消息。4.可靠性与顺序性：-消息队列保证顺序性（如单线程处理）。-使用幂等性设计防止重复消费。解析：-消息队列：异步处理，提高吞吐量。-哈希分区：快速路由消息。-幂等性：防止重复消费导致问题。3.题目（30分）：设计一个高并发的秒杀系统，要求：-支持秒杀商品秒杀量百万级。-防止超卖和秒杀作弊（如机器人）。-需考虑高可用和秒杀后的库存回滚。答案：方案：1.防超卖：-使用分布式锁（Redis或ZK）控制并发库存扣减。-库存扣减和订单生成原子化操作（如MySQL事务）。2.防作弊：-使用验证码或登录态限制请求频率。-限制同一IP或账号的秒杀次数。3.高可用：-使用读写分离（如MySQLCluster）。-负载均衡（如Nginx）分发请求。4.库存回滚：-秒杀失败时，通过事务回滚库存扣减。-使用消息队列补偿未完成的秒杀操作。解析：-分布式锁：保证库存扣减的原子性。-事务：防止超卖。-消息队列：补偿机制。三、数据库题（共2题，每题15分，总计30分）1.题目（15分）：设计一张用户表（`users`），包含以下字段：-`id`（主键，自增），-`username`（唯一，不能为空），-`email`（唯一，可为空），-`password`（加密存储），-`created_at`（创建时间，默认当前时间），-`last_login`（上次登录时间，可为空）。要求：-索引哪些字段？-如何防止SQL注入？答案：sqlCREATETABLEusers(idINTAUTO_INCREMENTPRIMARYKEY,usernameVARCHAR(50)NOTNULLUNIQUE,emailVARCHAR(100)UNIQUE,passwordVARCHAR(255)NOTNULL,created_atTIMESTAMPDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP,last_loginTIMESTAMPNULL);--索引CREATEINDEXidx_usernameONusers(username);CREATEINDEXidx_emailONusers(email);--防止SQL注入：使用预编译语句（如JDBC或ORM）--示例（JavaJDBC）PreparedStatementstmt=connection.prepareStatement("INSERTINTOusers(username,password)VALUES(?,?)");stmt.setString(1,"user1");stmt.setString(2,hashPassword("password"));stmt.executeUpdate();解析：-`username`和`email`需要唯一索引，提高查询效率。-`password`应加密存储（如bcrypt）。-预编译语句防止SQL注入。2.题目（15分）：解释SQL中的`JOIN`语句，并说明`INNERJOIN`和`LEFTJOIN`的区别。答案：JOIN语句：用于关联多个表的数据。INNERJOIN：仅返回两个表中匹配的行。LEFTJOIN：返回左表所有行，右表匹配则返回匹配行，否则为NULL。示例：sql--INNERJOINSELECTusers.username,orders.order_idFROMusersINNERJOINordersONusers.id=orders.user_id;--LEFTJOINSELECTusers.userna