2026年技术面试题集针对高级工程师

2026年技术面试题集针对高级工程师一、算法与数据结构（共5题，每题10分，总分50分）1.1动态规划问题题目：给定一个数组`nums`，其中`nums[i]`表示第`i`天的股票价格。设计一个算法，找到最大的利润，你可以选择某一天买入股票，并在之后的任何一天卖出股票（但不能同时进行多次交易）。示例：输入：`nums=[7,1,5,3,6,4]`输出：`5`（在第1天买入，第5天卖出，利润为6-1=5）解析：可以使用动态规划解决。定义`dp[i][0]`表示第`i`天不持有股票的最大利润，`dp[i][1]`表示第`i`天持有股票的最大利润。状态转移方程如下：-`dp[i][0]=max(dp[i-1][0],dp[i-1][1]+nums[i])`-`dp[i][1]=max(dp[i-1][1],-nums[i])`最终答案为`dp[n-1][0]`，其中`n`为`nums`的长度。1.2树的遍历题目：给定一个二叉搜索树（BST），实现一个算法，找到该树中第`k`小的节点值。示例：输入：根节点为`3`，左子树为`1`，右子树为`4`，`k=2`输出：`2`（因为BST中第2小的值是`2`）解析：BST的中序遍历是有序的。可以采用递归或迭代的方式实现中序遍历，遍历到第`k`个节点时返回其值。1.3图算法题目：给定一个无向图，判断该图是否存在环。示例：输入：节点1：2,3节点2：1,4节点3：1,4节点4：2,3输出：`true`（因为存在`1->2->4->3->1`的环）解析：可以使用深度优先搜索（DFS）或广度优先搜索（BFS）检测环。在DFS中，使用一个`visited`数组记录已访问的节点，并使用一个`recStack`数组记录当前递归栈中的节点。如果某个节点在递归栈中再次被访问，则存在环。1.4排序算法优化题目：给定一个包含重复元素的数组`nums`，设计一个算法，原地修改数组，使得所有重复元素之间的距离至少为`k`。示例：输入：`nums=[1,2,3,1,4,1],k=3`输出：`[1,2,1,4,1,-1]`（将最后一个`1`替换为`-1`或其他非正数）解析：可以采用贪心算法。从左到右遍历数组，对于每个元素，如果它与前`k`个元素相同，则将其替换为`-1`或其他非正数。1.5高效的字符串匹配题目：给定两个字符串`text`和`pattern`，设计一个算法，找到`text`中所有`pattern`的起始索引。示例：输入：`text="ABABDABACDABABCABAB",pattern="ABABCABAB"`输出：`[10,17]`解析：可以使用KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法，通过预处理`pattern`构建部分匹配表（PartialMatchTable），从而实现高效的字符串匹配。二、系统设计（共4题，每题15分，总分60分）2.1分布式缓存设计题目：设计一个分布式缓存系统，支持高可用性和高并发访问。要求：1.缓存容量为`1GB`，分片存储在多个节点上。2.支持缓存击穿和缓存雪崩的解决方案。3.提供数据一致性的保证。解析：1.分片存储：将缓存分为多个分片，每个分片存储在独立的节点上，避免单点故障。2.缓存击穿：使用互斥锁或分布式锁防止高并发请求穿透缓存，访问数据库。3.缓存雪崩：设置合理的过期时间，使用随机或阶梯式的过期策略，避免大量缓存同时过期。4.数据一致性：使用发布/订阅机制或最终一致性协议（如Redis的Pub/Sub）保证数据一致性。2.2高并发短链接系统设计题目：设计一个高并发的短链接系统，支持每天`10^9`次请求。要求：1.短链接生成和解析的响应时间小于`100ms`。2.支持分布式部署和水平扩展。3.提供高可用性和容错能力。解析：1.短链接生成：使用哈希算法（如MD5或SHA256）或自增ID+映射表的方式生成短链接。2.分布式部署：使用Redis或Memcached存储短链接映射关系，并使用负载均衡器分发请求。3.高可用性：使用多副本存储和故障转移机制（如Redis集群）。4.容错能力：使用熔断器（如Hystrix）防止系统雪崩。2.3实时推荐系统题目：设计一个实时推荐系统，支持用户动态行为跟踪和个性化推荐。要求：1.支持每秒`10^5`次用户行为更新。2.推荐结果需要实时更新。3.推荐算法需要考虑用户历史行为和实时行为。解析：1.数据采集：使用Kafka或Pulsar收集用户行为数据，并使用Flink或Spark进行实时处理。2.推荐算法：结合协同过滤（CF）和基于内容的推荐（Content-Based），使用Embedding技术（如Word2Vec）表示用户和商品。3.实时更新：使用Redis或Memcached存储推荐结果，并使用Pub/Sub机制推送实时推荐。2.4微服务限流熔断题目：设计一个微服务限流熔断系统，防止系统过载。要求：1.支持分布式限流，避免单点限流。2.提供熔断机制，防止故障扩散。3.支持按用户、按API、按时间窗口限流。解析：1.分布式限流：使用Redis或Zookeeper实现分布式锁或计数器。2.熔断机制：使用Hystrix或Sentinel，当错误率超过阈值时触发熔断。3.限流策略：使用令牌桶算法（TokenBucket）或漏桶算法（LeakyBucket）实现限流。三、数据库与存储（共4题，每题15分，总分60分）3.1SQL优化题目：给定以下SQL查询：sqlSELECTuser_id,COUNT()ASpost_countFROMpostsWHEREcreated_atBETWEEN'2023-01-01'AND'2023-12-31'GROUPBYuser_idORDERBYpost_countDESCLIMIT10;优化该查询的性能。解析：1.索引优化：在`created_at`和`user_id`上建立复合索引。2.避免全表扫描：使用分区表或物化视图缓存聚合结果。3.减少排序开销：使用`LIMIT`提前截断结果，避免全排序。3.2NoSQL选型题目：设计一个社交平台的用户关系存储方案，支持以下场景：1.每个用户有`1M`好友关系。2.支持快速查询某个用户的所有好友。3.支持实时更新好友关系。要求：选择合适的NoSQL数据库，并说明理由。解析：选择Neo4j或Cassandra：-Neo4j：适合图数据库，支持快速好友关系查询。-Cassandra：适合高并发写入，支持分布式存储。3.3数据库分库分表题目：设计一个电商平台的订单数据库分库分表方案。要求：1.支持按时间分表。2.支持按用户分库。3.保证数据一致性。解析：1.分库：按用户ID哈希分库，如`user_id%32`。2.分表：按时间范围分表，如`order_id%100`。3.一致性：使用分布式事务（如Seata）或最终一致性方案。3.4数据备份与恢复题目：设计一个高可用数据库的备份与恢复方案。要求：1.支持实时备份。2.支持故障快速恢复。3.保证数据不丢失。解析：1.实时备份：使用MySQL的Binlog或PostgreSQL的逻辑复制。2.故障恢复：使用Redis的AOF或MySQL的GroupReplication。3.数据不丢失：使用多副本存储和Paxos/Raft协议保证一致性。四、网络与安全（共4题，每题15分，总分60分）4.1TCP协议题目：解释TCP的滑动窗口机制，并说明如何防止TCP拥塞。解析：滑动窗口机制通过`windowsize`控制发送速率，防止接收端过载。拥塞控制算法包括：-慢启动：初始`windowsize`较小，指数增长。-拥塞避免：线性增长。-快速重传：收到重复ACK时立即重传。4.2HTTPS安全题目：解释HTTPS的工作原理，并说明如何防止中间人攻击。解析：HTTPS通过TLS协议加密传输：1.证书交换：客户端验证服务器证书。2.密钥协商：使用ECDH或RSA协商会话密钥。防止中间人攻击：使用CA签发的证书，并检查证书链。4.3负载均衡策略题目：设计一个高并发的负载均衡方案，支持健康检查和动态扩容。要求：1.支持多种负载均衡算法（如轮询、最少连接）。2.支持动态添加/删除节点。3.保证服务可用性。解析：使用Nginx或HAProxy：-轮询：平均分配请求。-最少连接：优先分配连接少的节点。-健康检查：定期检查节点存活，剔除故障节点。-动态扩容：使用Kubernetes或DockerSwarm自动扩缩容。4.4防DDoS攻击题目：设计一个防DDoS攻