2026年工程师面试技巧与经典题目

2026年工程师面试技巧与经典题目一、编程基础题（共5题，每题8分，总分40分）1.数据结构与算法题目1（8分）：请实现一个函数，判断一个字符串是否是有效的括号字符串，例如输入"()[]{}"应返回true，输入"(]"应返回false。要求不使用额外的数据结构，并给出时间复杂度分析。答案解析：pythondefisValid(s:str)->bool:stack=[]mapping={')':'(',']':'[','}':'{'}forcharins:ifcharinmapping:top=stack.pop()ifstackelse'#'ifmapping[char]!=top:returnFalseelse:stack.append(char)returnnotstack时间复杂度：O(n)，空间复杂度：O(n)。因为需要使用栈来存储未匹配的括号。2.基础编程题目2（8分）：请实现一个函数，找出数组中重复次数超过一半的元素。例如在数组[2,2,1,1,1,2,2]中，2就是重复次数超过一半的元素。要求时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(1)。答案解析：pythondefmajorityElement(nums):count=0candidate=Nonefornuminnums:ifcount==0:candidate=numcount+=(1ifnum==candidateelse-1)returncandidate时间复杂度：O(n)，空间复杂度：O(1)。这是基于摩尔投票算法的解法。3.面向对象编程题目3（8分）：请设计一个简单的银行账户类，包含以下功能：1.初始化账户余额2.存款功能3.取款功能，取款不能超过账户余额4.转账功能，可以给另一个账户转账，转账金额不能超过当前账户余额5.显示当前账户余额答案解析：pythonclassBankAccount:def__init__(self,balance=0):self.balance=balancedefdeposit(self,amount):ifamount>0:self.balance+=amountreturnself.balancedefwithdraw(self,amount):if0<amount<=self.balance:self.balance-=amountreturnself.balancedeftransfer(self,target,amount):if0<amount<=self.balance:self.balance-=amounttarget.deposit(amount)returnself.balancedefget_balance(self):returnself.balance4.字符串处理题目4（8分）：请实现一个函数，将一个字符串中的所有空格替换为"%20"。例如输入"HelloWorld"，输出"Hello%20World"。要求不使用额外的字符串处理函数。答案解析：pythondefreplaceSpaces(s:str)->str:result=[]forcharins:ifchar=='':result.append('%20')else:result.append(char)return''.join(result)时间复杂度：O(n)，空间复杂度：O(n)。5.数组操作题目5（8分）：给定一个排序数组，请实现二分查找算法，找出目标值在数组中的索引。如果不存在则返回-1。要求时间复杂度为O(logn)。答案解析：pythondefbinarySearch(nums,target):left,right=0,len(nums)-1whileleft<=right:mid=left+(right-left)//2ifnums[mid]==target:returnmidelifnums[mid]<target:left=mid+1else:right=mid-1return-1时间复杂度：O(logn)，空间复杂度：O(1)。二、系统设计题（共3题，每题15分，总分45分）1.微服务架构题目6（15分）：请设计一个简单的电商系统的订单服务，需要考虑以下方面：1.订单创建流程2.订单状态管理（待支付、已支付、已发货、已完成、已取消）3.订单数据存储方案4.异常处理机制5.高可用性设计答案解析：订单服务设计要点：1.订单创建流程：-用户提交订单请求，包含商品信息、数量、收货地址等-系统生成订单号，状态设置为"待支付"-通过消息队列通知支付服务-支付成功后，订单状态更新为"已支付"-支付失败则取消订单，状态更新为"已取消"2.订单状态管理：-使用枚举类型定义状态-状态转换图：待支付→已支付→已发货→已完成/已取消-使用数据库事务保证状态一致性3.订单数据存储：-关系型数据库存储订单核心数据（MySQL）-索引优化：订单号、用户ID、创建时间-分区设计：按月分区或按用户分区4.异常处理机制：-支付超时：自动取消订单，通知用户-系统故障：使用消息队列实现异步处理-超时重试：订单操作支持最多3次重试5.高可用性设计：-副本部署：订单服务部署至少3个副本-负载均衡：Nginx或HAProxy分发请求-熔断限流：保护系统免受大流量冲击-数据备份：每日全量备份，每小时增量备份2.分布式系统题目7（15分）：请设计一个分布式计数器系统，需要满足以下要求：1.支持高并发访问2.数据一致性3.可扩展性4.容错能力5.性能要求：每秒支持百万级计数请求答案解析：分布式计数器系统设计要点：1.架构选择：-使用Redis作为计数器存储-采用单机Redis部署（单线程高性能）-集群模式：3个节点哨兵架构保证高可用2.实现方案：-RedisINCR命令实现原子计数-分布式锁：使用SETNX实现计数器保护-分片设计：按业务模块分片存储计数器3.数据一致性：-Redis持久化：RDB快照和AOF日志-发布订阅模式：计数变化实时通知下游系统-分布式事务：使用2PC或TCC模式处理跨服务计数4.可扩展性：-水平扩展：增加Redis集群节点-负载均衡：使用LVS或Nginx分发请求-客户端缓存：降低Redis访问频率5.容错能力：-哨兵监控：自动故障转移-数据备份：定时备份计数器数据-熔断限流：防止计数器过载3.数据库设计题目8（15分）：请设计一个社交媒体的数据库方案，需要支持以下功能：1.用户注册与登录2.发布动态3.点赞功能4.关注/取消关注5.搜索动态答案解析：社交媒体数据库设计要点：1.表结构设计：-用户表(users)：sqlCREATETABLEusers(user_idBIGINTPRIMARYKEYAUTO_INCREMENT,usernameVARCHAR(50)UNIQUE,password_hashCHAR(64),emailVARCHAR(100),created_atTIMESTAMPDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP);-动态表posts：sqlCREATETABLEposts(post_idBIGINTPRIMARYKEYAUTO_INCREMENT,user_idBIGINT,contentTEXT,created_atTIMESTAMPDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP,FOREIGNKEY(user_id)REFERENCESusers(user_id));-点赞表likes：sqlCREATETABLElikes(like_idBIGINTPRIMARYKEYAUTO_INCREMENT,user_idBIGINT,post_idBIGINT,created_atTIMESTAMPDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP,FOREIGNKEY(user_id)REFERENCESusers(user_id),FOREIGNKEY(post_id)REFERENCESposts(post_id),UNIQUEKEY(user_id,post_id));-关注表follows：sqlCREATETABLEfollows(follow_idBIGINTPRIMARYKEYAUTO_INCREMENT,follower_idBIGINT,followee_idBIGINT,created_atTIMESTAMPDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP,FOREIGNKEY(follower_id)REFERENCESusers(user_id),FOREIGNKEY(followee_id)REFERENCESusers(user_id),UNIQUEKEY(follower_id,followee_id));2.索引优化：-users表：username索引-posts表：user_id索引（查询用户动态）-likes表：user_id和post_id复合索引（点赞查询）-follows表：follower_id和followee_id复合索引3.性能优化：-动态查询优化：sqlSELECTp.,u.usernameFROMpostspJOINusersuONp.user_id=u.user_idWHEREp.user_idIN(SELECTfollowee_idFROMfollowsWHEREfollower_id=?)ORp.user_id=?ORDERBYp.created_atDESC-点赞查询优化：使用复合索引加速查询4.扩展设计：-用户表分表：按用户ID哈希分表-动态表分表：按时间范围分表-缓存设计：Redis缓存用户信息和动态内容5.数据一致性：-使用数据库事务保证发布动态的一致性-使用触发器记录点赞操作-分布式锁保护热点数据更新三、数据库问题（共2题，每题10分，总分20分）1.数据库基础题目9（10分）：请解释数据库事务的ACID特性，并说明在实际系统中如何实现这些特性。请结合分布式数据库场景说明。答案解析：数据库事务ACID特性及实现：1.原子性(Atomicity)-定义：事务中的所有操作要么全部完成，要么全部不做-实现方式：-关系型数据库：使用事务日志（Redolog）记录操作-分布式场景：-2PC协议保证跨节点事务一致性-TCC（Try-Confirm-Cancel）补偿型事务-使用分布式事务框架Seata2.一致性(Consistency)-定义：事务必须使数据库从一个一致性状态转移到另一个一致性状态-实现方式：-数据库约束：主键、外键、唯一约束等-分布式场景：-分布式锁保证数据操作顺序-读写分离策略（最终一致性）-数据校验和一致性协议3.隔离性(Isolation)-定义：并发执行的事务之间互不干扰-实现方式：-关系型数据库：事务隔离级别（READCOMMITTED等）-分布式场景：-分布式锁防止数据冲突-读写加锁策略-使用消息队列解耦操作4.持久性(Durability)-定义：一旦事务提交，其对数据库的更改将永久保存-实现方式：-关系型数据库：写入前日志记录（WAL）-分布式场景：-数据冗余存储（多副本）-持久化存储（RocksDB、HBase）-故障恢复机制2.数据库性能题目10（10分）：请说明数据库索引的类型和适用场景，并解释为什么"全表扫描"在某些情况下可能是最优选择。答案解析：数据库索引类型及适用场景：1.B-Tree索引-适用场景：等值查询、范围查询、排序操作-优点：支持范围查询，效率高-缺点：更新开销大，内存占用高-常见实现：MySQLInnoDB默认索引2.哈希索引-适用场景：精确等值查询-优点：查询效率极高（O(1)）-缺点：不支持范围查询和排序-常见实现：MySQLMEMORY存储引擎索引3.全文索引-适用场景：文本内容搜索-优点：支持模糊查询和关键词匹配-缺点：计算开销大，存储空间大-常见实现：MySQLFULLTEXT索引4.空间索引-适用场景：GIS空间数据查询-优点：支持空间范围查询-缺点：实现复杂，性能开销大-常见实现：MySQLRTREE索引5.组合索引-适用场景：多字段查询条件-优点：减少索引数量，提高查询效率-缺点：需要合理设计字段顺序-最佳实践：按查询条件频率排序字段"全表扫描"最优选择场景：1.小表数据：当表数据量小于内存时，扫描比索引查找更快2.索引失效：查询条件未覆盖索引列（如函数操作）3.多列查询：组合索引覆盖所有查询列时4.数据更新频繁：热点数据索引失效5.数据分区场景：扫描特定分区比索引查找高效四、系统设计题（共2题，每题10分，总分20分）1.缓存设计题目11（10分）：请设计一个电商商品详情页的缓存方案，需要考虑以下方面：1.缓存数据结构2.缓存失效策略3.缓存更新机制4.缓存穿透解决方案5.缓存雪崩预防答案解析：电商商品详情页缓存方案设计：1.缓存数据结构：-使用Redis存储商品详情数据-结构示例：json{"product_id":12345,"data":{"name":"商品名称","price":99.99,"stock":100,"description":"商品描述","image_urls":["url1","url2"],"attributes":["属性1","属性2"]},"expires_at":1678886400,"source":"redis"}2.缓存失效策略：-超时失效：设置30分钟过期时间-热点数据：优先级高的商品设置更长时间-手动失效：更新商品时删除缓存-租约机制：防止过期删除竞争3.缓存更新机制：-发布订阅模式：商品更新时通知缓存服务-双重缓存：先更新本地缓存，成功后再删除远程缓存-延迟双删：先删除缓存，设置延时再清理本地缓存4.缓存穿透解决方案：-存储空值：对不存在的商品返回空缓存-布隆过滤器：过滤不存在的商品ID-互斥锁：防止缓存击穿-主动预热：商品上架时预存缓存5.缓存雪崩预防：-随机过期：设置随机过期时间-缓存分片：不同商品使用不同缓存实例-缓存集群：多级缓存架构（本地缓