编程面试宝典问题及答案

2026年编程面试宝典：问题及答案一、算法与数据结构（共5题，每题10分）1.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。答案：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）遍历所有可能的子集。`start`参数确保每个元素只被使用一次，避免重复。最终返回所有可能的子集组合。2.题目：实现一个LRU（最近最少使用）缓存，支持get和put操作。答案：pythonclassLRUCache: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：使用`OrderedDict`维护插入顺序，`get`操作将元素移到末尾表示最近使用，`put`操作同样移动元素并删除最旧的元素（如果超出容量）。3.题目：反转一个链表。答案：pythonclassListNode:def__init__(self,val=0,next=None):self.val=valself.next=nextdefreverseList(head:ListNode)->ListNode:prev=Nonecurrent=headwhilecurrent:next_node=current.nextcurrent.next=prevprev=currentcurrent=next_nodereturnprev解析：迭代法反转链表，使用三个指针`prev`、`current`和`next_node`，逐个节点反转。4.题目：给定一个二叉树，判断其是否是平衡二叉树（左右子树高度差不超过1）。答案：pythonclassTreeNode:def__init__(self,val=0,left=None,right=None):self.val=valself.left=leftself.right=rightdefisBalanced(root:TreeNode)->bool:defcheck(node):ifnotnode:return0left=check(node.left)right=check(node.right)ifleft==-1orright==-1orabs(left-right)>1:return-1returnmax(left,right)+1returncheck(root)!=-1解析：后序遍历二叉树，通过递归计算左右子树高度。如果任意节点不平衡（高度差>1或子树返回-1），则整体不平衡。5.题目：实现快速排序算法。答案：pythondefquicksort(arr):iflen(arr)<=1:returnarrpivot=arr[len(arr)//2]left=[xforxinarrifx<pivot]middle=[xforxinarrifx==pivot]right=[xforxinarrifx>pivot]returnquicksort(left)+middle+quicksort(right)解析：分治法实现快速排序，选择中间元素作为基准，将数组分为小于、等于、大于三部分，递归排序左右部分。二、系统设计（共3题，每题15分）1.题目：设计一个高并发的短链接系统。答案：1.核心思路：-使用短码映射长URL，如`a=hash(url)`，短码存储在内存+Redis缓存中。-分布式部署Nginx+Go后端，使用Hashing（如CRC32）分桶。-超时自动清理过期短链接。2.架构图：-用户请求短链接时，先查询Redis，命中则返回；未命中则计算短码存入Redis+数据库。-Nginx负载均衡，后端Go服务处理请求。解析：高并发场景下，Redis缓存热点数据，数据库持久化；分布式部署分摊压力；短码生成避免重复。2.题目：设计一个消息队列（如Kafka的简化版）。答案：1.核心思路：-生产者（Producer）→消息写入分区（Partition）→消费者（Consumer）订阅分区。-使用Offset记录消费进度，支持至少一次、至少一次、精确一次语义。2.关键组件：-Broker：存储消息，分区内有序。-Zookeeper：维护集群状态。-消息重试机制：失败消息存入死信队列。解析：通过分区实现并发，Zookeeper保证集群一致性，重试机制确保消息不丢失。3.题目：设计一个实时推荐系统（如淘宝首页）。答案：1.核心思路：-用户行为数据（点击、购买）实时流入ES，使用User-Item交互矩阵。-离线计算协同过滤（UserCF/ItemCF），在线召回+排序。2.架构：-实时：Flume+Kafka+ES。-离线：Spark计算相似度，冷启动用随机推荐。解析：结合实时和离线计算，保证推荐新鲜度；冷启动用默认策略，避免无推荐结果。三、数据库与SQL（共4题，每题12分）1.题目：写出SQL查询：找出每个部门的平均工资，只显示平均工资大于5000的部门。答案：sqlSELECTdepartment,AVG(salary)ASavg_salaryFROMemployeesGROUPBYdepartmentHAVINGAVG(salary)>5000;解析：`GROUPBY`按部门分组，`AVG`计算平均工资，`HAVING`过滤条件。2.题目：解释MySQL索引类型（B-Tree、Hash、Full-Text）的适用场景。答案：-B-Tree：查询范围（`BETWEEN`、`>`、`<`），排序（`ORDERBY`）。-Hash：精确匹配（`=`），但无法排序。-Full-Text：文本搜索（`MATCH()...AGAINST()`）。解析：根据查询类型选择索引，B-Tree通用，Hash仅精确匹配，Full-Text用于全文检索。3.题目：如何优化SQL查询：`SELECTFROMordersWHEREuser_id=100ORDERBYorder_dateDESCLIMIT10;`答案：1.索引：-创建复合索引`user_id+order_date`。2.优化：sqlSELECTuser_id,order_date,amountFROMordersWHEREuser_id=100ORDERBYorder_dateDESCLIMIT10;-只返回必要列，减少数据传输。解析：索引覆盖+列裁剪，避免全表扫描。4.题目：解释MySQL事务的ACID特性及其实现机制。答案：-原子性（Atomicity）：使用RedoLog保证回滚。-一致性（Consistency）：通过锁和事务隔离级别保证。-隔离性（Isolation）：可靠读/不可靠读（`READCOMMITTED`等）。-持久性（Durability）：通过BinLog保证故障恢复。解析：事务依赖日志和锁机制，确保数据正确性。四、网络与分布式（共4题，每题10分）1.题目：解释HTTP和HTTPS的区别，HTTPS的加密过程。答案：-区别：HTTPS是HTTP+TLS/SSL加密，防窃听、防篡改。-加密过程：1.客户端发起`ClientHello`，服务器返回`ServerHello`+证书。2.客户端验证证书，生成随机密钥，用公钥加密后发送。3.服务器解密，双方用密钥传输数据。解析：HTTPS通过TLS建立安全通道，证书验证防止中间人攻击。2.题目：如何解决分布式系统中的CAP问题？答案：-最终一致性：如CQRS+EventSourcing，牺牲P但保证C和A。-分区容忍：分片（Sharding）+本地缓存，如RedisCluster。解析：根据业务需求选择折衷方案，不能同时满足所有特性。3.题目：解释RPC框架（如gRPC）的核心组件。答案：-ProtocolBuffers：数据序列化。-gRPC-Server：处理请求。-gRPC-Client：调用远程服务。-Stub：本地代理。解析：gRPC基于Protobuf和HTTP/2，高效传输数据。4.题目：如何实现分布式锁？答案：-Redis：使用`SETNX`+过期时间。-Zookeeper：创建临时有序节点，监听前一个节点。解析：Redis锁简单但需注意超时；Zookeeper保证公平性。五、操作系统与并发（共3题，每题12分）1.题目：解释Linux中的IPC机制（管道、信号量、共享内存）。答案：-管道（Pipe）：半双工，流式传输。-信号量（Semaphore）：控制并发数量。-共享内存（SharedMemory）：高效数据共享，需同步。解析：不同IPC适用于不同场景，管道适合父子进程，信号量用于资源控制。2.题目：解释Java中的线程池原理（`ThreadPoolExecutor`）。答案：-核心参数：`corePoolSize`（核心线程数）、`maximumPoolSize`（最大线程数）、`keepAliveTime`（空闲超时）。-等待队列：`LinkedBlockingQueue`或`SynchronousQueue`。解析：线程复用减少创建开销，队列管理任务，超出容量时拒绝策略。3.题目：如何避免死锁？答案：-死锁条件：互斥、占有且等待、非抢占、循环等待。-解决方法：1.银行家算法（资源预分配）。2.超时策略（如`lock_timeout`）。解析：死锁预防需打破至少一个条件，超时避免无限等待。六、编程语言（Python/Java/Go）基础（共4题，每题10分）1.题目：Python中如何实现装饰器？答案：pythondefdecorator(func):defwrapper(args,kwargs):print("Beforecall")result=func(args,kwargs)print("Aftercall")returnresultreturnwrapper@decoratordefhello():print("Hello!")解析：装饰器是函数返回另一个函数，`@decorator`是语法糖。2.题目：Java中如何实现泛型方法？答案：javapublicclassGenericMethod{publicstatic<T>voidprintArray(T[]array){for(Telement:array){System.out.println(element);}}}解析：泛型方法在返回类型前加`<T>`，支持类型擦除。3.题题：Go中如何实现并发（Goroutine和Channel）。答案：gopackagemainimport("fmt""sync")funcmain(){ch:=make(chanint)varwgsync.WaitGroupwg.Add(1)gofunc(){deferwg.Done()ch