2026年软件工程师面试题与解答技巧大全

2026年软件工程师面试题与解答技巧大全一、编程基础题（5题，每题10分，共50分）1.题目：请实现一个函数，输入一个正整数`n`，返回其二进制表示中`1`的个数。例如，输入`9`（二进制`1001`），返回`2`。解答技巧：-使用位运算技巧：`n&(n-1)`可以去除`n`的二进制表示中最右边的`1`。重复此操作直到`n`为`0`，操作次数即为`1`的个数。-代码示例（Python）：pythondefcount_bits(n):count=0whilen:n&=n-1count+=1returncount2.题目：给定一个字符串`s`，请判断它是否是回文字符串（正读和反读相同）。例如，输入`"abba"`，返回`True`；输入`"abc"`，返回`False`。解答技巧：-双指针法：从字符串两端向中间遍历，比较对应字符是否相同。-代码示例（Java）：javapublicbooleanisPalindrome(Strings){intleft=0,right=s.length()-1;while(left<right){if(s.charAt(left)!=s.charAt(right)){returnfalse;}left++;right--;}returntrue;}3.题目：请实现一个快速排序算法，对输入的整数数组进行升序排序。解答技巧：-快速排序核心是分治思想：选择一个基准值（pivot），将数组分为两部分，一部分小于基准值，另一部分大于基准值，然后递归排序。-代码示例（C++）：cppvoidquickSort(intarr[],intleft,intright){if(left>=right)return;intpivot=arr[left],l=left,r=right;while(l<r){while(l<r&&arr[r]>=pivot)r--;arr[l]=arr[r];while(l<r&&arr[l]<=pivot)l++;arr[r]=arr[l];}arr[l]=pivot;quickSort(arr,left,l-1);quickSort(arr,l+1,right);}4.题目：请实现一个无重复字符的最长子串查找函数。例如，输入`"abcabcbb"`，返回`"abc"`（长度为3）。解答技巧：-滑动窗口法：使用两个指针表示窗口范围，通过哈希表记录字符上一次出现的位置，动态调整窗口。-代码示例（JavaScript）：javascriptfunctionlengthOfLongestSubstring(s){letleft=0,maxLen=0;constseen={};for(letright=0;right<s.length;right++){if(seen[s[right]]>=left){left=seen[s[right]]+1;}seen[s[right]]=right;maxLen=Math.max(maxLen,right-left+1);}returnmaxLen;}5.题目：请实现一个二叉树的前序遍历（根-左-右）非递归版本。解答技巧：-使用栈模拟递归：先将根节点入栈，然后依次访问右子节点和左子节点（右子节点先入栈）。-代码示例（Python）：pythondefpreorderTraversal(root):ifnotroot:return[]stack,result=[root],[]whilestack:node=stack.pop()result.append(node.val)ifnode.right:stack.append(node.right)ifnode.left:stack.append(node.left)returnresult二、算法设计题（4题，每题15分，共60分）1.题目：设计一个LRU（LeastRecentlyUsed）缓存，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，如果缓存已满则删除最久未使用的键。解答技巧：-使用双向链表+哈希表实现：双向链表维护访问顺序（头为最近使用，尾为最久未使用），哈希表记录键到链表节点的映射，实现`O(1)`时间复杂度。-代码示例（Java）：javaclassLRUCache{staticclassNode{intkey,val;Nodeprev,next;Node(intk,intv){key=k;val=v;}}Map<Integer,Node>map;Nodehead,tail;intcapacity;publicLRUCache(intcap){capacity=cap;map=newHashMap<>();head=newNode(0,0);tail=newNode(0,0);head.next=tail;tail.prev=head;}publicintget(intkey){if(map.containsKey(key)){Nodenode=map.get(key);moveToHead(node);returnnode.val;}return-1;}publicvoidput(intkey,intvalue){if(map.containsKey(key)){Nodenode=map.get(key);node.val=value;moveToHead(node);}else{if(map.size()==capacity){map.remove(tail.prev.key);removeNode(tail.prev);}NodenewNode=newNode(key,value);map.put(key,newNode);addToHead(newNode);}}privatevoidmoveToHead(Nodenode){removeNode(node);addToHead(node);}privatevoidaddToHead(Nodenode){node.prev=head;node.next=head.next;head.next.prev=node;head.next=node;}privatevoidremoveNode(Nodenode){node.prev.next=node.next;node.next.prev=node.prev;}}2.题目：给定一个包含`n`个节点的无向图，节点编号从`1`到`n`，请判断该图是否存在环。解答技巧：-使用深度优先搜索（DFS）或广度优先搜索（BFS）检测环：在遍历时记录已访问节点和当前路径，如果遇到已访问节点且不在父节点处，则存在环。-代码示例（Python）：pythondefhasCycle(n,edges):graph=[[]for_inrange(n+1)]foru,vinedges:graph[u].append(v)graph[v].append(u)visited=[False](n+1)path=[False](n+1)defdfs(node):visited[node]=Truepath[node]=Trueforneighboringraph[node]:ifnotvisited[neighbor]:ifdfs(neighbor):returnTrueelifpath[neighbor]:returnTruepath[node]=FalsereturnFalseforiinrange(1,n+1):ifnotvisited[i]anddfs(i):returnTruereturnFalse3.题目：设计一个算法，将一个有序数组转换为二叉搜索树（BST），要求转换后的树是平衡的（左右子树高度差不超过1）。解答技巧：-分治法：选择数组的中间元素作为根节点，递归对左右子数组进行同样的操作，确保树的高度尽可能平衡。-代码示例（JavaScript）：javascriptclassTreeNode{constructor(val){this.val=val;this.left=this.right=null;}}functionsortedArrayToBST(nums){if(!nums.length)returnnull;constbuild=(left,right)=>{if(left>right)returnnull;constmid=Math.floor((left+right)/2);constnode=newTreeNode(nums[mid]);node.left=build(left,mid-1);node.right=build(mid+1,right);returnnode;};returnbuild(0,nums.length-1);}4.题目：设计一个算法，找出数组中第三大的数。如果数组中少于三个数，返回最大的数。例如，输入`[2,2,3,1]`，返回`2`。解答技巧：-使用三个变量记录第一大、第二大、第三大的数，遍历数组时动态更新。-代码示例（Python）：pythondefthirdMax(nums):first=second=third=float('-inf')fornuminnums:ifnum>first:third=secondsecond=firstfirst=numeliffirst>num>second:third=secondsecond=numelifsecond>num>third:third=numreturnfirstifthird!=float('-inf')elsesecond三、系统设计题（2题，每题25分，共50分）1.题目：设计一个微博（Twitter）的实时流系统，要求支持以下功能：-用户发布微博（时间戳+内容）；-用户关注/取消关注其他用户；-用户获取关注者的实时微博流（最新的`10`条）。解答技巧：-数据结构：-用户表：存储用户ID、关注列表（使用哈希表实现`O(1)`关注关系查询）。-微博表：使用有序表（如时间戳索引）存储微博，支持按时间倒序查询。-关注关系：使用多级缓存（本地缓存+分布式缓存如Redis）优化查询。-实时流处理：-使用发布-订阅模式（如Kafka）分发微博，用户订阅关注者的流。-每个用户维护一个固定长度的队列（如环形数组）存储最新的`10`条微博。-架构：-微博发布：写入时序数据库（如Cassandra）+Kafka分区分发。-流消费：消费者组（如Flink）聚合关注关系，按用户返回最新`10`条。2.题目：设计一个短链接（TinyURL）系统，要求支持以下功能：-长链接转为短链接（唯一且简短）；-短链接重定向到原长链接；-支持高并发访问（如每秒百万请求）。解答技巧：-核心算法：-使用Base62编码（`a-z`+`A-Z`+`0-9`）将长ID映射为短URL（如`/1aBc`）。-哈希函数：将长链接哈希为固定长度的数字ID，避免冲突。-数据存储：-使用哈希表（如Redis）存储短链接到长链接的映射，实现`O(1)`查询。-分布式缓存+负载均衡（如Nginx）防止单点过载。-高并发优化：-CDN缓存短链接热点数据（如``域名解析缓存）。-异步写入数据库，请求返回时直接重定向。答案与解析编程基础题：1.位运算解法解析：`n&(n-1)`去除最右`1`，因为`n-1`的最低位为`1`，其他位与`n`相反。重复操作直到`n=0`，次数即为`1`的个数。时间复杂度`O(C)`（`C`为`n`中`1`的位数）。2.双指针法解析：从两端向中间遍历，若发现不匹配则返回`False`。若遍历完未中断，则回文。时间复杂度`O(n)`。3.快速排序解析：递归分治，选择`pivot`后局部排序，时间复杂度`O(nlogn)`，最坏`O(n^2)`（当`pivot`选择不均）。4.滑动窗口解析：哈希表记录字符位置，动态调整窗口左边界，时间复杂度`O(n)`。5.前序遍历解析：栈模拟递归，优先访问右子节点以保持顺序。时间复杂度`O(n)`。算法设计题：1.LRU缓存解析：双向链表维护顺序，哈希表实现`O(1)`查找。`get`时移动节点到头部，`put`时判断是否满并删除最久未使用节点。2.环检测解析：DFS时记录路径，若重复节点且不在父节点处则存在环。时间复杂度`O(n)`。3.BST平衡解析：分