华为高级工程师面试题及答案详解

2026年华为高级工程师面试题及答案详解一、编程与算法（共5题，每题10分，总分50分）1.题目：实现一个函数，输入一个链表，返回链表中的倒数第k个节点。要求时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(1)。答案：cppstructListNode{intval;ListNodenext;ListNode(intx):val(x),next(nullptr){}};ListNodegetKthFromEnd(ListNodehead,intk){ListNodefast=head;ListNodeslow=head;//快指针先走k步for(inti=0;i<k;++i){if(fast==nullptr)returnnullptr;//k大于链表长度fast=fast->next;}//快慢指针同时走，当快指针到末尾时，慢指针在倒数第k个while(fast!=nullptr){fast=fast->next;slow=slow->next;}returnslow;}解析：-使用双指针法，快指针先走k步，然后慢指针和快指针同时走，当快指针到达末尾时，慢指针所在位置即为倒数第k个节点。-时间复杂度：O(n)，只需遍历一次链表。-空间复杂度：O(1)，只使用两个指针。2.题目：给定一个包含n个整数的数组，找到其中三个数，使得它们的乘积最大。返回这个最大的乘积。答案：cppinclude<vector>include<algorithm>usingnamespacestd;intmaximumProduct(vector<int>&nums){sort(nums.begin(),nums.end());intn=nums.size();//可能性1：三个最大的正数的乘积intproduct1=nums[n-1]nums[n-2]nums[n-3];//可能性2：两个最小的负数和一个最大的正数的乘积intproduct2=nums[0]nums[1]nums[n-1];returnmax(product1,product2);}解析：-最大的乘积可能来自两种情况：1.三个最大的正数相乘；2.两个最小的负数（绝对值大）和一个最大的正数相乘。-排序后，直接比较这两种情况的最大值。3.题目：实现一个无重复字符的最长子串，返回该子串的长度。答案：cppinclude<unordered_map>usingnamespacestd;intlengthOfLongestSubstring(strings){unordered_map<char,int>charIndex;intleft=0,maxLen=0;for(intright=0;right<s.size();++right){if(charIndex.find(s[right])!=charIndex.end()){left=max(left,charIndex[s[right]]+1);}charIndex[s[right]]=right;maxLen=max(maxLen,right-left+1);}returnmaxLen;}解析：-使用滑动窗口法，左指针和右指针表示当前窗口。-哈希表记录字符上一次出现的位置，当重复字符出现时，左指针移动到重复字符的下一个位置。-时间复杂度：O(n)，每个字符最多访问两次。4.题目：给定一个字符串，判断它是否是回文串（忽略非字母数字字符，且不区分大小写）。答案：cppinclude<string>include<cctype>usingnamespacestd;boolisPalindrome(strings){intleft=0,right=s.size()-1;while(left<right){//忽略非字母数字字符while(left<right&&!isalnum(s[left]))left++;while(left<right&&!isalnum(s[right]))right--;//比较字符是否相等（忽略大小写）if(tolower(s[left])!=tolower(s[right]))returnfalse;left++;right--;}returntrue;}解析：-双指针法，从左右两端向中间移动，忽略非字母数字字符，并忽略大小写。-时间复杂度：O(n)，每个字符最多比较一次。5.题目：实现一个二叉树的前序遍历（非递归）。答案：cppinclude<vector>include<stack>usingnamespacestd;vector<int>preorderTraversal(TreeNoderoot){vector<int>result;if(root==nullptr)returnresult;stack<TreeNode>stk;stk.push(root);while(!stk.empty()){TreeNodenode=stk.top();stk.pop();result.push_back(node->val);//先右后左，保证左子树先处理if(node->right)stk.push(node->right);if(node->left)stk.push(node->left);}returnresult;}解析：-前序遍历顺序：根->左->右。-使用栈模拟递归，先处理右子树是因为栈是后进先出，需要先访问右子树。二、系统设计（共3题，每题15分，总分45分）1.题目：设计一个高并发的短链接系统，要求支持秒级生成和解析，并具备高可用性和可扩展性。答案：方案：1.短链接生成：-使用哈希算法（如MD5或SHA256）对长链接进行哈希，取哈希值的前6位作为短链接标识（62进制编码，a-z、A-Z、0-9）。-使用分布式缓存（如RedisCluster）存储长链接与短链接的映射关系，过期时间设为24小时。2.高并发处理：-负载均衡器（如Nginx）分发请求到多个后端服务实例。-使用无状态设计，后端服务通过缓存或数据库查询短链接对应的长链接。3.可扩展性：-微服务架构，短链接服务独立部署，可通过增加实例数量扩展容量。-数据库分片，将短链接与长链接的映射关系分片存储。解析：-哈希算法保证短链接唯一性，62进制编码减少长度。-分布式缓存提高查询效率，减少数据库压力。-负载均衡和微服务架构保证高可用性和可扩展性。2.题题：设计一个微博系统，要求支持实时推文发布、关注/取关、动态刷新（如滚动加载和实时推送）。答案：方案：1.数据存储：-推文：关系型数据库（如MySQLCluster）存储推文内容、用户ID、时间戳等。-关注关系：图数据库（如Neo4j）存储用户之间的关注关系。2.实时推文发布：-使用Kafka作为消息队列，接收推文发布请求，并推送到下游服务。3.动态刷新：-滚动加载：前端分页请求后端，后端查询最近N条推文。-实时推送：WebSocket或Server-SentEvents(SSE)实现实时通知。4.性能优化：-推文查询：使用Redis缓存热门用户推文，减少数据库压力。-负载均衡：Nginx分发请求到多个应用服务器。解析：-图数据库优化关注关系查询。-Kafka解耦推文发布和消费。-WebSocket实现实时推送，提升用户体验。3.题目：设计一个分布式任务调度系统，要求支持定时任务、延迟任务和周期任务，并具备容错和重试机制。答案：方案：1.任务存储：-使用分布式数据库（如TiDB）存储任务信息（任务ID、执行时间、执行器地址等）。2.任务调度：-使用Redis分布式锁保证任务串行执行。-执行器节点定期轮询数据库，获取待执行任务。3.容错与重试：-任务执行失败时，记录失败次数，达到最大重试次数后移至死信队列。-使用Zookeeper或etcd存储任务状态，保证分布式环境下状态一致性。4.扩展性：-执行器节点可动态增减，通过配置中心（如Nacos）动态更新执行器地址。解析：-分布式锁保证任务串行执行。-Redis和Zookeeper提供高可用性。-配置中心支持动态扩展。三、数据库与存储（共2题，每题10分，总分20分）1.题目：解释数据库索引的B+树和B-树的区别，以及为什么B+树更适合数据库索引。答案：区别：-B-树：-所有数据节点存储在叶节点，非叶节点仅存储键值和指向子节点的指针。-查询可能通过非叶节点直接返回数据。-B+树：-所有数据节点存储在叶节点，非叶节点仅存储键值和指向子节点的指针。-叶节点之间通过指针相连，支持范围查询。为什么B+树更适合数据库索引：-B+树支持范围查询，数据库查询经常需要返回某个范围内的数据。-B+树的非叶节点作为索引，减少磁盘I/O次数。-B+树更平衡，相同节点数下树高更低。解析：-B+树通过叶节点链表优化范围查询。-磁盘I/O是数据库性能瓶颈，B+树减少I/O次数。2.题目：设计一个高并发的订单系统，要求支持高并发写操作（如订单创建、支付），并具备事务性和数据一致性。答案：方案：1.数据库选型：-使用分布式事务数据库（如TiDB或MySQLCluster）支持高并发写。2.事务设计：-使用2PC或3PC协议保证分布式事务一致性。-订单创建和支付操作使用数据库事务隔离级别（如REPEATABLEREAD）。3.锁策略：-使用行级锁（如InnoDB的行锁）避免锁竞争。-高并发场景下，考虑乐观锁（如CAS）减少锁开销。4.性能优化：-索引优化：订单ID、用户ID等高频查询字段加索引。-缓存优化：Redis缓存订单状态，减少数据库压力。解析：-分布式事务保证数据一致性。-行级锁和乐观锁平衡锁开销和性能。四、网络与安全（共3题，每题10分，总分30分）1.题目：解释TCP三次握手和四次挥手的过程，以及为什么需要四次挥手。答案：三次握手：1.客户端发送SYN=1，seq=x，请求连接。2.服务器回复SYN=1,ACK=1,seq=y，ack=x+1，同意连接。3.客户端发送ACK=1,ack=y+1，连接建立。四次挥手：1.客户端发送FIN=1，seq=a，关闭发送。2.服务器回复ACK=1,ack=a+1，确认关闭。3.服务器发送FIN=1，seq=b，关闭接收。4.客户端回复ACK=1,ack=b+1，确认关闭。为什么四次挥手：-TCP是全双工通信，双方关闭需分别处理。-第二步和第三步之间可能存在时间差，服务器可能在任意时刻关闭接收。解析：-TCP三次握手建立连接，四次挥手关闭连接。-第二步和第三步之间的时间差导致四次挥手。2.题目：设计一个防止DDoS攻击的防护系统，要求支持流量清洗和告警。答案：方案：1.流量清洗：-负载均衡器（如F5或Nginx）配置黑白名单，过滤恶意IP。-使用WAF（如Cloudflare）检测SQL注入、XSS等攻击。-使用黑洞DNS，将恶意流量重定向到隔离服务器。2.告警机制：-使用Prometheus监控流量，超过阈值触发告警。-使用ELK（Elasticsearch,Logstash,Kibana）分析日志，识别攻击模式。解析：-负载均衡器和WAF直接过滤恶意流量。-监控和日志分析帮助快速发现攻击。3.题目：解释HTTPS的加密过程，以及为什么需要证书。答案：加密过程：1.客户端发送HTTPS请求，携带TLS版本和加密算法。2.服务器回复证书（公钥）、CRL（证书吊销列表）和随机数。3.客户端验证证书有效性，并用公钥解密服务器发送的随机数，生成会话密钥。4.服务器用私钥解密随机数，生成会话密钥。5.双方使用会话密钥进行对称加密通信。为什么需要证书：-证书验证服务器身份，防止中间人攻击。-证书由CA（如Let'sEncrypt）签发，保证公钥可信。解析：-TLS协议实现加密通信。-证书确保服务器身份可信。五、运维与监控（共2题，每题10分，总分20分）1.题目：设计一个高可用的分布式缓存系统，要求支持缓存失效和热点数据预热。答案：方案：1.缓存架构：-使用RedisCluster分布式缓存，支持自动分片。-使用Keepalived或HAProxy实现主从切换。2.缓存失效：-使用Redis的过期策略（如LRU）自动淘汰冷数据。-使用Redis的布隆过滤器减少无效查询。3.热点数据预热：-使用Zookeeper或Nacos存储热点数据，启动时加载到缓存。-使用消息队列（如Kafka）异步更新热点数据。解析：-RedisCluster和Keepalived保证高可用。-热点数据预热提升缓存命中率。2.题目：设计一个监控告警系统，要求支持多维度监控和自动告