华为软件开发面试题集与解析

2026年华为软件开发面试题集与解析一、编程语言与数据结构（共5题，每题10分，总分50分）1.题目：请实现一个函数，输入一个非负整数`n`，返回`n`的二进制表示中`1`的个数。例如，输入`11`（二进制为`1011`），返回`3`。解析：-位运算方法：通过不断与`1`进行`&`运算并右移，统计`1`的个数。-时间复杂度：`O(logn)`。2.题目：给定一个无重复元素的数组`nums`和一个目标值`target`，请找出数组中和为目标值的一对数，并返回它们的索引。例如，输入`nums=[2,7,11,15]`，`target=9`，返回`[0,1]`（因为`nums[0]+nums[1]=9`）。解析：-哈希表方法：使用哈希表记录每个元素的值和索引，避免重复遍历。-时间复杂度：`O(n)`。3.题目：请实现一个`LRU`缓存（LeastRecentlyUsed），支持`get`和`put`操作。`get(key)`返回键对应的值，如果不存在返回`-1`；`put(key,value)`将键值对插入缓存，如果键已存在则更新值，并使该键成为最近使用。解析：-使用双向链表和哈希表结合实现：哈希表存储键和链表节点的映射，链表维护最近使用顺序。-时间复杂度：`O(1)`。4.题目：给定一个字符串`s`，请判断它是否是`z`字形排列。例如，输入`"LEETCODE"`，如果排列为`L-C-E-T-O-D-E`，则返回`true`。解析：-通过模拟`z`字形遍历，检查字符是否按行对齐。-时间复杂度：`O(n)`。5.题目：请实现一个函数，将一个字符串中的每个空格替换为`%20`。例如，输入`"Wearehappy."`，返回`"We%20are%20happy."`。解析：-双指针方法：从前向后遍历，避免重复修改字符串。-时间复杂度：`O(n)`。二、算法与设计（共4题，每题15分，总分60分）1.题目：请设计一个算法，找出数组中第三大的数。例如，输入`[1,2,2,5,3,5]`，返回`2`。解析：-维护三个变量记录前三大的数，遍历数组更新。-时间复杂度：`O(n)`。2.题目：请实现一个函数，检查一个链表是否为回文链表。例如，输入`1->2->2->1`，返回`true`。解析：-快慢指针找中点，反转后半部分，比较是否相同。-时间复杂度：`O(n)`。3.题目：请设计一个算法，找出数组中重复次数超过`n/3`的数。例如，输入`[1,2,3,1,1]`，返回`[1]`。解析：-哈希表统计频率，或摩尔投票法（需扩展为三重计数）。-时间复杂度：`O(n)`。4.题目：请实现一个函数，将一个非递减排序数组转换为高度平衡的二叉搜索树。例如，输入`[1,2,3,4,5,6,7]`，返回`[4,2,6,1,3,5,7]`的二叉树。解析：-递归方法：取中点为根，左右子数组分别构建左右子树。-时间复杂度：`O(n)`。三、系统设计（共3题，每题20分，总分60分）1.题目：请设计一个秒杀系统，支持高并发场景下的商品秒杀功能。解析：-关键点：分布式锁、数据库事务（乐观锁/悲观锁）、消息队列削峰填谷。-需考虑库存锁定、超卖问题。2.题目：请设计一个短链接系统，将长链接转换为短链接，并支持跳转。解析：-关键点：哈希算法（如Base62）生成短链接、数据库存储映射关系、缓存加速查询。-需考虑唯一性、可扩展性。3.题目：请设计一个分布式计数器系统，支持高并发自增。解析：-关键点：Redis的`INCR`命令、分布式锁、数据库分表分库。-需考虑幂等性、数据一致性。四、数据库与分布式（共4题，每题15分，总分60分）1.题目：请解释数据库事务的ACID特性，并举例说明。解析：-ACID：原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）、持久性（Durability）。-例如：银行转账需要原子性保证资金不丢失。2.题目：请比较MySQL的InnoDB和MyISAM存储引擎的优缺点。解析：-InnoDB：支持事务、行级锁、外键；MyISAM：非事务、表级锁、更快的查询。-适用于不同场景，如高并发选InnoDB。3.题题：请解释分布式数据库的CAP理论，并举例说明。解析：-CAP：一致性（Consistency）、可用性（Availability）、分区容错性（PartitionTolerance）。-例如：Twitter采用最终一致性。4.题目：请设计一个高可用的分布式数据库架构。解析：-关键点：主从复制、读写分离、多副本部署、故障切换。-可参考MySQL集群或MongoDB集群方案。五、网络与中间件（共3题，每题20分，总分60分）1.题目：请解释TCP的三次握手和四次挥手过程。解析：-三次握手：建立连接，同步序列号。-四次挥手：关闭连接，确认收发。-需考虑延迟确认和TIME_WAIT状态。2.题目：请比较Redis和Memcached的区别，并说明适用场景。解析：-Redis：支持事务、持久化、更丰富的数据类型；Memcached：纯内存，更简单。-Redis适用于复杂场景，Memcached适用于高速缓存。3.题目：请设计一个基于Kafka的高吞吐量消息系统。解析：-关键点：分区实现并发、副本保证容错、消费者组实现广播/聚合。-需考虑消息顺序、重复消费问题。答案与解析一、编程语言与数据结构1.二进制中`1`的个数：cppintcountBits(intn){intcount=0;while(n){count+=n&1;n>>=1;}returncount;}解析：位运算`n&1`检查最低位是否为`1`，右移`n>>=1`跳过当前位。2.和为`target`的两数索引：cppvector<int>twoSum(vector<int>&nums,inttarget){unordered_map<int,int>map;for(inti=0;i<nums.size();++i){if(map.find(target-nums[i])!=map.end()){return{map[target-nums[i]],i};}map[nums[i]]=i;}return{};}解析：哈希表记录每个数的索引，避免二次遍历。3.LRU缓存：cppclassLRUCache{public:LRUCache(intcapacity):capacity(capacity){}intget(intkey){if(map.find(key)==map.end())return-1;autoit=map[key];cache.erase(it);cache.emplace_front(key,it->second);map[key]=cache.begin();returnit->second;}voidput(intkey,intvalue){if(map.find(key)!=map.end()){cache.erase(map[key]);}cache.emplace_front(key,value);map[key]=cache.begin();if(cache.size()>capacity){intk=cache.back().first;cache.pop_back();map.erase(k);}}private:intcapacity;list<pair<int,int>>cache;unordered_map<int,list<pair<int,int>>::iterator>map;};解析：双向链表维护顺序，哈希表快速定位。4.Z字形排列：cppboolisZigzag(strings){introw=0,dir=1;unordered_map<int,char>map;for(inti=0;i<s.size();++i){map[row]=s[i];row+=dir;if(row==0||row==1)dir=1;elsedir=-1;}//检查每行的字符是否相同unordered_set<char>set1,set2;for(autop:map){if(p.first==0)set1.insert(p.second);elseset2.insert(p.second);}returnset1.size()==1&&set2.size()==1;}解析：模拟`z`形遍历，分行记录字符，最后检查每行是否唯一。5.空格替换为`%20`：cppstringreplaceSpaces(strings){intcount=0;for(charc:s)if(c=='')count++;intn=s.size();s.resize(n+count2);for(inti=n-1,j=s.size()-1;i>=0;--i,--j){if(s[i]==''){s[j--]='0';s[j--]='2';s[j]='%';}else{s[j]=s[i];}}returns;}解析：双指针法，先统计空格数量，再从后向前替换。二、算法与设计1.第三大的数：cppintthirdMax(vector<int>&nums){longa=LONG_MIN,b=LONG_MIN,c=LONG_MIN;for(intnum:nums){if(num==a||num==b||num==c)continue;if(num>a){c=b;b=a;a=num;}elseif(num>b){c=b;b=num;}elseif(num>c)c=num;}returnc==LONG_MIN?a:c;}解析：维护三个变量更新前三大的数，避免重复。2.回文链表：cppboolisPalindrome(ListNodehead){ListNodeslow=head,fast=head;while(fast&&fast->next){slow=slow->next;fast=fast->next->next;}ListNodeprev=nullptr,next=nullptr;while(slow){next=slow->next;slow->next=prev;prev=slow;slow=next;}while(prev&&head){if(prev->val!=head->val)returnfalse;prev=prev->next;head=head->next;}returntrue;}解析：快慢指针找中点，反转后半部分，逐个比较。3.重复次数超过`n/3`的数：cppvector<int>majorityElement(vector<int>&nums){intcnt1=0,cnt2=0,num1=0,num2=0;for(intnum:nums){if(num==num1)cnt1++;elseif(num==num2)cnt2++;elseif(cnt1==0){num1=num;cnt1=1;}elseif(cnt2==0){num2=num;cnt2=1;}else{cnt1--;cnt2--;}}vector<int>res;cnt1=cnt2=0;for(intnum:nums){if(num==num1)cnt1++;elseif(num==num2)cnt2++;}if(cnt1>nums.size()/3)res.push_back(num1);if(cnt2>nums.size()/3)res.push_back(num2);returnres;}解析：扩展摩尔投票法，记录两个候选和其计数。4.非递减数组转高度平衡二叉搜索树：cppTreeNodesortedArrayToBST(vector<int>&nums){if(nums.empty())returnnullptr;returnbuild(nums,0,nums.size()-1);}TreeNodebuild(vector<int>&nums,intleft,intright){if(left>right)returnnullptr;intmid=left+(right-left)/2;TreeNoderoot=newTreeNode(nums[mid]);root->left=build(nums,left,mid-1);root->right=build(nums,mid+1,right);returnroot;}解析：递归构建，中点为根，左右子数组分别构建子树。三、系统设计1.秒杀系统设计：-数据库：使用乐观锁（版本号）或悲观锁（行锁）防止超卖。-缓存：Redis缓存库存，热点商品预减库存。-消息队列：Kafka削峰填谷，防止突发请求。2.短链接系统设计：-哈希算法：Base62编码，如`/a1b2c3`。-存储：Redis记录映射关系，分布式部署。-安全：加密长链接，防止恶意伪造。3.分布式计数器设计：-Redis：使用`INCR`命令，高可用集群部署。-数据库：分表分库，如MySQL分库键设计。-锁：分布式锁（如RedisSETNX）保证一致性。四、数