华为技术面试题及专家解答

2026年华为技术面试题及专家解答一、编程基础（3题，每题10分，共30分）1.题目：请用C语言实现一个函数，输入一个正整数n，返回n的阶乘。要求：-不能使用递归或库函数。-处理大数阶乘时，考虑内存优化。-时间复杂度要求O(n)。2.题目：给定一个字符串，请编写代码删除其中的所有重复字符，保持剩余字符的相对顺序。例如，输入"abaccdeef"，输出"abcdef"。要求：-时间复杂度O(n)。-空间复杂度O(1)（假设字符集固定为ASCII）。3.题目：实现一个LRU（LeastRecentlyUsed）缓存，支持get和put操作。缓存容量为固定值capacity。要求：-get操作返回键对应的值，并更新访问顺序。-put操作插入键值对，若缓存已满则删除最久未使用的项。-使用双向链表和哈希表实现，时间复杂度O(1)。二、数据结构与算法（4题，每题12分，共48分）1.题目：描述二叉搜索树（BST）的中序遍历、前序遍历和后序遍历的递归和非递归实现。要求：-写出递归和迭代代码（使用栈）。-解释迭代实现中栈的作用。2.题目：给定一个包含n个点的凸多边形，请编写代码计算其面积。要求：-使用鞋带公式（ShoelaceFormula）。-处理浮点数时考虑精度问题。3.题目：实现快速排序（QuickSort）的分区函数（Partition），要求：-使用Lomuto分区方案。-处理重复元素时的优化策略。4.题目：设计一个算法，判断一个无向图是否是二分图（BipartiteGraph）。要求：-使用深度优先搜索（DFS）或广度优先搜索（BFS）。-解释二分图的定义和判断条件。三、系统设计（2题，每题20分，共40分）1.题目：设计一个高并发的短链接生成服务。要求：-支持高并发访问（QPS>10万）。-链接长度要求短（如6位Base62编码）。-提供分布式部署方案，考虑数据库选型和缓存策略。2.题目：设计一个分布式消息队列（如Kafka），要求：-支持至少1000个节点的扩展性。-保证消息的顺序性和可靠性。-解释如何处理消息重复消费问题。四、数据库与存储（2题，每题15分，共30分）1.题目：假设一个电商订单表（Order）包含字段：order_id（主键）、user_id、total_amount、order_time。请设计索引优化以下查询：-根据user_id查询用户最近30天的订单。-根据total_amount排序并查询前1000个订单。-解释索引选择的原则。2.题目：解释MySQL中的事务隔离级别（ReadCommitted、RepeatableRead、Serializable），并说明华为云数据库（如RDSforMySQL）默认隔离级别及其优缺点。五、网络与通信（3题，每题14分，共42分）1.题目：描述TCP三次握手和四次挥手过程，并解释为什么需要四次挥手。要求：-绘制状态转移图（文字描述即可）。-说明TIME_WAIT状态的作用。2.题目：设计一个DNS解析服务的高可用方案。要求：-支持多级缓存（本地DNS、权威DNS、递归DNS）。-处理DNS劫持和缓存污染问题。3.题目：解释HTTP/2与HTTP/1.1的主要区别，并说明为什么HTTP/2能提升性能（如多路复用和头部压缩）。六、操作系统与底层（3题，每题14分，共42分）1.题目：描述Linux中的进程调度算法（如CFS），并解释如何优化多核CPU的负载均衡。要求：-说明红黑树在调度器中的作用。-对比Sched_FIFO和Sched_RR的区别。2.题目：解释Linux中的文件系统缓存（PageCache）机制，并说明如何调整vm.dirty_ratio和vm.dirty_background_ratio参数。要求：-分析缓存命中率对性能的影响。3.题目：描述Linux中的信号量（Semaphore）和互斥锁（Mutex）的区别，并说明如何在多线程程序中使用它们避免死锁。要求：-给出互斥锁的典型使用场景。答案与解析一、编程基础1.答案（C语言）：cunsignedlonglongfactorial(intn){if(n==0)return1;unsignedlonglongresult=1;for(inti=1;i<=n;++i){result=i;}returnresult;}解析：-使用循环避免递归栈溢出，适合小数阶乘。-大数阶乘需使用高精度算法（如Karatsuba分治或大数库）。-时间复杂度O(n)，空间复杂度O(1)。2.答案（C++）：cppstringremoveDuplicates(strings){vector<bool>seen(128,false);stringresult;for(charc:s){if(!seen[c]){seen[c]=true;result+=c;}}returnresult;}解析：-使用ASCII字符集的布尔数组记录是否已出现。-保持顺序的同时去重，时间O(n)，空间O(1)。3.答案（Java）：javaclassLRUCache<K,V>{privatefinalintcapacity;privatefinalMap<K,Node>map;privatefinalNodehead,tail;publicLRUCache(intcapacity){this.capacity=capacity;map=newHashMap<>();head=newNode(0,0);tail=newNode(0,0);head.next=tail;tail.prev=head;}publicVget(Kkey){Nodenode=map.get(key);if(node==null)returnnull;moveToHead(node);returnnode.value;}publicvoidput(Kkey,Vvalue){Nodenode=map.get(key);if(node!=null){node.value=value;moveToHead(node);}else{NodenewNode=newNode(key,value);map.put(key,newNode);addNode(newNode);if(map.size()>capacity){NodetoRemove=tail.prev;removeNode(toRemove);map.remove(toRemove.key);}}}privatevoidaddNode(Nodenode){Nodeafter=head.next;node.next=after;node.prev=head;head.next=node;after.prev=node;}privatevoidremoveNode(Nodenode){Nodebefore=node.prev;Nodeafter=node.next;before.next=after;after.prev=before;}privatevoidmoveToHead(Nodenode){removeNode(node);addNode(node);}privatestaticclassNode<K,V>{Kkey;Vvalue;Node<K,V>prev,next;Node(Kkey,Vvalue){this.key=key;this.value=value;}}}解析：-使用双向链表维护访问顺序，哈希表实现O(1)查找。-get操作将节点移动到头部，put操作先检查是否已存在，若缓存满则删除最久未使用节点。二、数据结构与算法1.答案：递归实现：python中序遍历definorder(root):ifroot:inorder(root.left)print(root.val)inorder(root.right)前序遍历defpreorder(root):ifroot:print(root.val)preorder(root.left)preorder(root.right)后序遍历defpostorder(root):ifroot:postorder(root.left)postorder(root.right)print(root.val)迭代实现（使用栈）：pythondefinorder_iterative(root):stack,node=[],rootwhilestackornode:whilenode:stack.append(node)node=node.leftnode=stack.pop()print(node.val)node=node.right解析：-迭代实现通过栈模拟递归调用栈，避免深度问题。-栈的作用是保存待访问的节点，按顺序出栈处理。2.答案：pythondefshoelace(points):n=len(points)area=0foriinrange(n):j=(i+1)%narea+=points[i][0]points[j][1]-points[j][0]points[i][1]returnabs(area)/2解析：-鞋带公式通过多边形边界的交叉乘积求面积。-处理浮点数时需注意精度，可使用更高精度类型（如decimal）。3.答案：pythondefpartition(arr,low,high):pivot=arr[high]i=low-1forjinrange(low,high):ifarr[j]<=pivot:i+=1arr[i],arr[j]=arr[j],arr[i]arr[i+1],arr[high]=arr[high],arr[i+1]returni+1解析：-Lomuto分区将大于pivot的元素移到右边，小于等于的移到左边。-优化重复元素时，可使用三路划分（DutchNationalFlag）。4.答案（BFS）：pythonfromcollectionsimportdequedefisBipartite(graph):color={}fornodeingraph:ifnodenotincolor:queue=deque([node])color[node]=0whilequeue:current=queue.popleft()forneighboringraph[current]:ifneighborincolor:ifcolor[neighbor]==color[current]:returnFalseelse:color[neighbor]=1-color[current]queue.append(neighbor)returnTrue解析：-二分图定义：顶点可染两种颜色，相邻顶点颜色不同。-BFS通过队列按层染色，若相邻顶点颜色相同则不满足。三、系统设计1.答案：架构：1.分布式短链接服务：-前端接入层（Nginx/HAProxy）负载均衡。-Base62编码生成短链接（如6位：`aVf9Q3`）。-缓存层（RedisCluster）存储热点链接。-水平切分数据库（如TiDB/ShardingSphere），按hash(order_id)分表。2.数据流：-用户请求`/shorten?long_url=`→前端校验并生成短链接。-短链接查询时，先查缓存，未命中则查数据库。3.高并发优化：-熔断器（Hystrix/Sentinel）防雪崩。-异步写入数据库（如Raft协议保证一致性）。2.答案：分布式消息队列设计：1.架构：-消息生产者（Producer）→分区器（Partitioner）→多个Broker（如Kafka集群）。-消费者（Consumer）订阅Topic，按分区消费。2.顺序性与可靠性：-顺序性：Producer按顺序写入分区，Consumer按分区顺序消费。-可靠性：Broker持久化消息，生产者acks参数设置为`all`（-1）。3.重复消费处理：-消费者幂等设计（如检查消息ID）。-确认机制（如RocketMQ的DLX机制回溯失败消息）。4.扩展性：-Broker集群可动态扩容，分区数可调整。-Zookeeper/etcd管理元数据。四、数据库与存储1.答案：索引设计：1.`user_id+order_timeDESC`复合索引：-索引顺序：先按`user_id`快速过滤用户，再按`order_time`降序查找最近30天。2.`total_amountDESC`单索引：-查询前1000个订单时，利用索引直接排序。3.原则：-最左前缀原则（若非主键索引，第一个字段必须匹配）。-索引覆盖（尽量让查询列全在索引中）。2.答案：MySQL事务隔离级别：1.ReadCommitted（默认）：-允许脏读（未提交数据可见）。-防止不可重复读（通过NextKeyLock）。2.RepeatableRead：-允许不可重复读，但防止脏读（GapLock/NextKeyLock）。3.Serializable：-最严格，完全隔离（读已提交事务锁住范围）。华为云RDS优化：-可通过binlog增强复制，但影响性能。-读写分离时需注意事务一致性。五、网络与通信1.答案：TCP三次握手：1.`SYN(s=1)`→服务器`SYN-ACK(s=1,a=1)`→`ACK(a=1)`。2.状态转移：`CLOSE_WAIT`→`SYN_SENT`→`ESTABLISHED`。四次挥手：1.`FIN(f=1)`→`FIN_WAIT_1`→`FIN_WAIT_2`。2.服务器`ACK(a=1)`→`CLOSE_WAIT`。3.服务器`FIN(f=1)`→`LAST_ACK`→`TIME_WAIT`。4.`ACK(a=1)`→`CLOSED`。TIME_WAIT：-确保对方收到`FIN`并重传，防止数据丢失。2.答案：DNS高可用方案：1.架构：-本地DNS（如OpenDNS）缓存权威DNS响应。-权威DNS使用GeoDNS