软件开发工程师面试题集及解答

2026年软件开发工程师面试题集及解答一、编程语言基础（5题，每题10分）说明：考察Java、Python等语言的核心语法及常用特性。1.Java题目：题目：编写Java代码，实现一个方法`reverseWords`，输入一个字符串，输出其中单词的逆序排列，单词之间用空格分隔。例如，输入`"HelloWorld"`，输出`"WorldHello"`。要求不使用额外的字符串拼接工具类（如`StringBuilder`）。答案：javapublicclassMain{publicstaticvoidmain(String[]args){Stringinput="HelloWorld";System.out.println(reverseWords(input));//输出:WorldHello}publicstaticStringreverseWords(Strings){if(s==null||s.length()==0)returns;String[]words=s.split("");StringBuildersb=newStringBuilder();for(inti=words.length-1;i>=0;i--){sb.append(words[i]);if(i>0)sb.append("");}returnsb.toString();}}解析：-首先通过`split("")`按空格拆分字符串，得到单词数组。-从后往前遍历数组，用`StringBuilder`拼接单词，实现逆序。-注意避免在最后一个单词后添加多余空格。2.Python题目：题目：给定一个列表`nums`，实现一个函数`topK`，返回其中最大的K个元素，不改变原列表的顺序。例如，`nums=[3,1,4,1,5]`，`k=2`，输出`[4,5]`。答案：pythondeftopK(nums,k):ifnotnumsork<=0:return[]ifk>=len(nums):returnsorted(nums,reverse=True)importheapqreturnheapq.nlargest(k,nums)示例nums=[3,1,4,1,5]k=2print(topK(nums,k))#输出:[4,5]解析：-使用`heapq.nlargest`高效获取最大的K个元素，时间复杂度O(nlogk)。-若k等于列表长度，直接排序返回。3.Java题目：题目：编写Java代码，实现一个方法`findDuplicates`，输入一个整数数组，返回其中重复的数字，每个数字重复至少两次。例如，输入`[4,3,2,7,8,2,3,1]`，输出`[2,3]`。答案：javaimportjava.util.ArrayList;importjava.util.HashSet;importjava.util.List;publicclassMain{publicstaticvoidmain(String[]args){int[]nums={4,3,2,7,8,2,3,1};System.out.println(findDuplicates(nums));//输出:[2,3]}publicstaticList<Integer>findDuplicates(int[]nums){HashSet<Integer>seen=newHashSet<>();HashSet<Integer>duplicates=newHashSet<>();for(intnum:nums){if(!seen.add(num)){duplicates.add(num);}}returnnewArrayList<>(duplicates);}}解析：-使用`HashSet`记录已出现数字，若重复则加入`duplicates`集合。-最终返回重复数字列表。4.Python题目：题目：编写一个函数`mergeStrings`，输入两个字符串`s1`和`s2`，返回一个新的字符串，其中`s1`和`s2`的字符交替排列。若一个字符串比另一个长，剩余字符直接追加在末尾。例如，`s1="AB"`，`s2="CD"`，输出`"ACBD"`。答案：pythondefmergeStrings(s1,s2):merged=[]max_len=max(len(s1),len(s2))foriinrange(max_len):ifi<len(s1):merged.append(s1[i])ifi<len(s2):merged.append(s2[i])return''.join(merged)示例s1="AB"s2="CD"print(mergeStrings(s1,s2))#输出:ACBD解析：-遍历两个字符串的最长长度，交替添加字符。-使用列表存储中间结果，最后用`join`拼接。5.Java题目：题目：编写Java代码，实现一个方法`isPalindrome`，判断一个整数是否为回文数。例如，`isPalindrome(121)`返回`true`，`isPalindrome(-121)`返回`false`。答案：javapublicclassMain{publicstaticvoidmain(String[]args){System.out.println(isPalindrome(121));//trueSystem.out.println(isPalindrome(-121));//false}publicstaticbooleanisPalindrome(intx){if(x<0||(x%10==0&&x!=0))returnfalse;intreversed=0;while(x>reversed){reversed=reversed10+x%10;x/=10;}returnx==reversed||x==reversed/10;}}解析：-负数或末尾为0的非0数直接返回`false`。-逐位反转后半部分数字，若与前半部分相等则为回文。二、数据结构与算法（5题，每题15分）说明：考察链表、树、排序等核心算法。1.链表题目：题目：编写代码实现`mergeTwoLists`，合并两个有序链表，返回合并后的有序链表。例如，`l1=[1,2,4]`，`l2=[1,3,4]`，输出`[1,1,2,3,4,4]`。答案：python定义链表节点classListNode:def__init__(self,val=0,next=None):self.val=valself.next=nextdefmergeTwoLists(l1,l2):dummy=ListNode(0)current=dummywhilel1andl2:ifl1.val<=l2.val:current.next=l1l1=l1.nextelse:current.next=l2l2=l2.nextcurrent=current.nextcurrent.next=l1orl2returndummy.next示例defprintList(node):whilenode:print(node.val,end="")node=node.nextprint()创建链表l1=ListNode(1,ListNode(2,ListNode(4)))l2=ListNode(1,ListNode(3,ListNode(4)))merged=mergeTwoLists(l1,l2)printList(merged)#输出:112344解析：-使用虚拟头节点简化边界处理。-逐个比较两个链表节点，将较小节点接入结果链表。2.树题目：题目：编写代码实现`minDepth`，计算二叉树的最小深度。例如，给定二叉树`[3,9,20,null,null,15,7]`，最小深度为2。答案：python定义二叉树节点classTreeNode:def__init__(self,val=0,left=None,right=None):self.val=valself.left=leftself.right=rightdefminDepth(root):ifnotroot:return0ifnotroot.leftandnotroot.right:return1ifnotroot.left:returnminDepth(root.right)+1ifnotroot.right:returnminDepth(root.left)+1returnmin(minDepth(root.left),minDepth(root.right))+1示例root=TreeNode(3,TreeNode(9),TreeNode(20,TreeNode(15),TreeNode(7)))print(minDepth(root))#输出:2解析：-若节点为空，深度为0。-若左右子节点均存在，取最小深度；否则，取存在子节点的深度。3.排序题目：题目：给定一个数组`arr`，实现快速排序（QuickSort），不使用递归。答案：pythondefquickSort(arr):stack=[(0,len(arr)-1)]whilestack:start,end=stack.pop()ifstart>=end:continuepivot=arr[end]left=startforiinrange(start,end):ifarr[i]<=pivot:arr[i],arr[left]=arr[left],arr[i]left+=1arr[left],arr[end]=arr[end],arr[left]stack.append((start,left-1))stack.append((left+1,end))returnarr示例arr=[4,3,2,1]print(quickSort(arr))#输出:[1,2,3,4]解析：-使用栈模拟递归，避免系统栈溢出。-分区操作：将小于等于基准值的元素移到左侧。4.栈题目：题目：编写代码实现`isValid`，判断一个字符串是否为有效的括号组合。例如，`isValid("()[]{}")`返回`true`，`isValid("([)]")`返回`false`。答案：pythondefisValid(s):stack=[]mapping={')':'(',']':'[','}':'{'}forcharins:ifcharinmapping:top=stack.pop()ifstackelse'#'ifmapping[char]!=top:returnFalseelse:stack.append(char)returnnotstack示例print(isValid("()[]{}"))#trueprint(isValid("([)]"))#false解析：-使用栈存储左括号，遇到右括号时检查匹配。-若栈为空或栈顶不匹配，返回`false`。5.动态规划题目：题目：编写代码实现`maxProfit`，给定股票价格数组`prices`，返回最大利润。例如，`prices=[7,1,5,3,6,4]`，输出`5`（买入价格为1，卖出价格为6）。答案：pythondefmaxProfit(prices):min_price=float('inf')max_profit=0forpriceinprices:ifprice<min_price:min_price=priceelifprice-min_price>max_profit:max_profit=price-min_pricereturnmax_profit示例prices=[7,1,5,3,6,4]print(maxProfit(prices))#输出:5解析：-维护最小购买价格和最大利润。-遍历数组，更新这两个变量。三、系统设计（2题，每题20分）说明：考察分布式系统、高并发等设计能力。1.分布式系统题目：题目：设计一个高并发的短链接系统（如tinyURL），要求支持实时生成短链接、快速解析为原链接，并保证唯一性。答案：核心组件：1.短链接生成服务：-使用哈希算法（如SHA-256）对原链接进行哈希，截取部分字符作为短码。-为避免冲突，可添加随机前缀或使用分布式ID生成器（如TwitterSnowflake）。2.分布式缓存（Redis）：-存储短链接与原链接的映射关系，提供高速查询。-设置过期时间，防止长链接占用资源。3.负载均衡：-部署多个生成服务实例，通过Nginx或HAProxy分发请求。4.数据库（MySQL/MongoDB）：-存储永久映射关系，应对缓存失效场景。技术选型：-短码生成：`SHA-256+基62编码`（如`aV3zQ`）。-缓存：`RedisCluster`（高可用）。-数据库：`ShardingSphere`（水平分库）。解析：-关键在于高并发生成短码和快速解析，需结合哈希算法与缓存优化。-分布式ID可避免单点瓶颈。2.高并发题目：题目：设计一个高并发的计数器系统，支持多线程安全自增，并要求低延迟。答案：核心方案：1.原子操作：-使用`AtomicInteger`（Java）或`__atomic_add_fetch`（C++）。-保证单次操作不可中断。2.Redis原子命令：-使用`INCR`命令，Redis内部实现为原子操作。-适用于分布式场景。3.本地缓存+定时同步：-线程本地维护计数，定时批量写入数据库。-适用于读多写少场景。技术选型：-Java：`AtomicInteger`+`RateLimiter`（令牌桶算法限流）。-Redis：`INCR`+`EXPIRE`（设置过期时间）。-数据库：`InnoDB`事务隔离级别。解析：-关键在于避免锁竞争，原子操作是最佳选择。-结合分布式缓存可扩展性更高。四、数据库与存储（2题，每题15分）说明：考察SQL、NoSQL及事务处理。1.SQL题目：题目：给定表`orders`（`id`,`user_id`,`amount`,`order_time`），编写SQL查询，统计每个用户的总订单金额，并按金额降序排列。答案：sqlSELECTuser_id,SUM(amount)AStotal_amountFROMordersGROUPBYuser_idORDERBYtotal_amountDESC;解析：-使用`SUM`聚合函数计算总金额，`GROUPBY`分组。-`ORDERBY`降序排列。2.NoSQL题目：题目：设计一个基于Redis的排行榜系统，支持实时更新分数和获取前N名。答案：核心命令：1.更新分数：redisZADDleaderboard100userAZADDleaderboard200userB2.获取前N名：redisZREVRANGEleaderboard0-1WITHSCORES3.增量更新：redisZINCRBYleaderboard10userA优化：-使用`RedisCluster`分片存储，支持百万级数据。-开启`HSETNX`防止并