2026年软件工程师面试题集及解析

2026年软件工程师面试题集及解析一、编程题（共5题，每题10分）1.题目：编写一个函数，实现快速排序算法。输入一个整数数组，返回排序后的数组。要求：-不能使用内置的排序函数。-时间复杂度尽可能低。-提供测试用例（例如：`[3,1,4,1,5,9,2,6]`）。2.题目：实现一个无重复字符的最长子串查找功能。输入一个字符串，返回最长子串的长度。要求：-不能使用额外的数据结构（如哈希表）。-时间复杂度O(n)。-提供测试用例（例如：`"abcabcbb"`）。3.题目：编写一个函数，判断一个二叉树是否为平衡二叉树。平衡二叉树的定义是：左右子树的高度差不超过1。要求：-不能递归计算子树高度。-时间复杂度O(n)。-提供测试用例（例如：`[3,9,20,null,null,15,7]`）。4.题目：实现一个LRU（最近最少使用）缓存。支持`get`和`put`操作。要求：-使用链表和哈希表结合实现。-`get`操作返回值在O(1)时间内完成。-`put`操作在O(1)时间内完成。-提供测试用例（例如：`put(1,1),put(2,2),get(1),put(3,3),get(2)`）。5.题目：编写一个函数，实现二进制字符串的翻转。输入一个二进制字符串，返回翻转后的字符串。要求：-不能使用内置函数。-时间复杂度O(n)。-提供测试用例（例如：`"1101001"`）。二、算法题（共5题，每题10分）1.题目：给定一个链表，判断是否存在循环。如果存在，返回循环的入口节点；否则返回null。要求：-不能使用额外的空间。-时间复杂度O(n)。-提供测试用例（例如：`[3,2,0,-4]`，表示链表3->2->0->-4->2...）。2.题目：实现一个二叉搜索树的中序遍历。要求：-不能递归实现。-使用迭代方法。-提供测试用例（例如：`[1,null,2,3]`，表示二叉树1->null->2->3）。3.题目：编写一个函数，实现字符串的压缩。输入一个字符串，返回压缩后的字符串。要求：-压缩后的字符串长度小于原字符串，则返回原字符串。-提供测试用例（例如：`"aabcccccaaa"`）。4.题目：实现一个动态规划算法，计算斐波那契数列的第n项。要求：-不能使用递归。-时间复杂度O(n)。-提供测试用例（例如：`n=10`）。5.题目：编写一个函数，实现字符串的子串查找。输入两个字符串，返回第一个字符串中第二个字符串的起始索引。要求：-不能使用内置函数。-时间复杂度O(n)。-提供测试用例（例如：`"hello","ll"`）。三、系统设计题（共3题，每题15分）1.题目：设计一个短链接系统。输入一个长链接，返回一个短链接；点击短链接后，重定向到长链接。要求：-短链接长度不超过6位。-支持高并发访问。-提供技术选型和实现思路。2.题目：设计一个微博系统。用户可以发布、评论、点赞。要求：-支持分页加载。-支持实时消息推送。-提供数据库表设计。3.题目：设计一个分布式限流系统。要求：-支持按IP或用户ID限流。-限流策略可以是固定窗口或滑动窗口。-提供技术选型和实现思路。四、数据库题（共3题，每题10分）1.题目：编写SQL查询：表：`orders`（`order_id,customer_id,order_date,status`）查询：返回最近30天已完成的订单数量，按客户ID分组。2.题目：解释SQL优化：SQL：sqlSELECTFROMusersWHEREnameLIKE'%a%'ANDage>20;问题：如何优化这条查询？3.题目：设计数据库表：需求：-用户表（`user_id,username,email,register_date`）-订单表（`order_id,user_id,amount,order_date`）要求：-建立外键约束。-索引哪些字段？五、面试官提问（共5题，每题5分）1.题目：请描述你在项目中遇到的最复杂的Bug，以及如何解决的？2.题目：解释RESTfulAPI的设计原则。3.题目：为什么选择学习软件工程？你的职业规划是什么？4.题目：解释TCP三次握手的过程。5.题目：如何优化一个慢查询？答案及解析一、编程题答案及解析1.快速排序答案：pythondefquick_sort(arr):iflen(arr)<=1:returnarrpivot=arr[len(arr)//2]left=[xforxinarrifx<pivot]middle=[xforxinarrifx==pivot]right=[xforxinarrifx>pivot]returnquick_sort(left)+middle+quick_sort(right)解析：-递归分治思想：选择基准值（pivot），将数组分为小于、等于、大于三部分。-时间复杂度：平均O(nlogn)，最坏O(n^2)。-优化：随机选择pivot可降低最坏情况概率。2.最长无重复子串答案：pythondeflength_of_longest_substring(s:str)->int:max_len=0start=0char_set=set()forendinrange(len(s)):whiles[end]inchar_set:char_set.remove(s[start])start+=1char_set.add(s[end])max_len=max(max_len,end-start+1)returnmax_len解析：-滑动窗口思想：使用双指针记录子串范围。-时间复杂度：O(n)，每个字符最多访问两次。3.平衡二叉树答案：pythonclassTreeNode:def__init__(self,val=0,left=None,right=None):self.val=valself.left=leftself.right=rightdefis_balanced(root):defcheck(node):ifnotnode:return0,Trueleft_height,left_balanced=check(node.left)right_height,right_balanced=check(node.right)returnmax(left_height,right_height)+1,left_balancedandright_balancedandabs(left_height-right_height)<=1returncheck(root)[1]解析：-后序遍历检查子树高度差。-时间复杂度：O(n)，每个节点只访问一次。4.LRU缓存答案：pythonclassLRUCache:def__init__(self,capacity:int):self.capacity=capacityself.cache={}self.head=Node(0,0)self.tail=Node(0,0)self.head.next=self.tailself.tail.prev=self.headdefget(self,key:int)->int:ifkeyinself.cache:node=self.cache[key]self._remove(node)self._add(node)returnnode.valuereturn-1defput(self,key:int,value:int)->None:ifkeyinself.cache:self._remove(self.cache[key])node=Node(key,value)self.cache[key]=nodeself._add(node)iflen(self.cache)>self.capacity:lru=self.tail.prevself._remove(lru)delself.cache[lru.key]def_remove(self,node):delself.cache[node.key]node.prev.next=node.nextnode.next.prev=node.prevdef_add(self,node):node.next=self.head.nextnode.next.prev=nodenode.prev=self.headself.head.next=node解析：-使用双向链表和哈希表结合。-`get`操作将节点移动到头部，`put`操作淘汰最久未使用的节点。5.二进制字符串翻转答案：pythondefreverse_binary_string(s:str)->str:returns[::-1]解析：-直接使用切片反转字符串。-时间复杂度：O(n)，空间复杂度：O(n)。二、算法题答案及解析1.链表循环检测答案：pythondefdetect_cycle(head):slow=fast=headwhilefastandfast.next:slow=slow.nextfast=fast.next.nextifslow==fast:ptr=headwhileptr!=slow:ptr=ptr.nextslow=slow.nextreturnptrreturnNone解析：-快慢指针法：fast每次走两步，slow每次走一步。-时间复杂度：O(n)，空间复杂度：O(1)。2.二叉树中序遍历答案：pythondefinorder_traversal(root):stack,node=[],rootwhilestackornode:whilenode:stack.append(node)node=node.leftnode=stack.pop()yieldnode.valnode=node.right解析：-迭代法：使用栈模拟递归。-时间复杂度：O(n)，空间复杂度：O(h)。3.字符串压缩答案：pythondefstring_compression(s:str)->str:ifnots:return""compressed=[]count=1foriinrange(1,len(s)):ifs[i]==s[i-1]:count+=1else:compressed.append(s[i-1]+str(count))count=1compressed.append(s[-1]+str(count))return''.join(compressed)iflen(compressed)<len(s)elses解析：-遍历字符串统计连续字符数量。-时间复杂度：O(n)，空间复杂度：O(n)。4.斐波那契数列答案：pythondeffib(n:int)->int:a,b=0,1for_inrange(n):a,b=b,a+breturna解析：-动态规划：使用两个变量存储前两个数。-时间复杂度：O(n)，空间复杂度：O(1)。5.字符串子串查找答案：pythondefsubstring_search(s:str,sub:str)->int:ifnotsub:return0foriinrange(len(s)-len(sub)+1):ifs[i:i+len(sub)]==sub:returnireturn-1解析：-暴力匹配：遍历所有可能的起始位置。-时间复杂度：O(nm)。三、系统设计题答案及解析1.短链接系统答案：-技术选型：-哈希函数：`hash(s)=md5(s)%1e6`，转换为6位数字。-数据存储：Redis（内存缓存）+MySQL（持久化）。-实现思路：1.输入长链接，生成唯一ID（如UUID）。2.计算ID的哈希值，转换为短链接（如`/a1b2c3`）。3.缓存短链接->长链接映射关系。4.重定向时查询映射关系。解析：-高并发处理：Redis缓存热点数据。-哈希冲突：可使用随机前缀或分布式哈希。2.微博系统答案：-数据库表设计：sql--用户表CREATETABLEusers(user_idINTAUTO_INCREMENTPRIMARYKEY,usernameVARCHAR(50),emailVARCHAR(100),created_atTIMESTAMPDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP);--微博表CREATETABLEposts(post_idINTAUTO_INCREMENTPRIMARYKEY,user_idINT,contentTEXT,created_atTIMESTAMPDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP,FOREIGNKEY(user_id)REFERENCESusers(user_id));--评论表CREATETABLEcomments(comment_idINTAUTO_INCREMENTPRIMARYKEY,post_idINT,user_idINT,contentTEXT,created_atTIMESTAMPDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP,FOREIGNKEY(post_id)REFERENCESposts(post_id),FOREIGNKEY(user_id)REFERENCESusers(user_id));-技术选型：-后端：SpringBoot+MySQL。-实时消息：WebSocket（如RedisPub/Sub）。解析：-分页加载：使用MySQL的`LIMIT`和`OFFSET`。-实时消息：Redis可做消息代理。3.分布式限流系统答案：-技术选型：-窗口：RedisLua脚本实现滑动窗口。-存储：RedisHash表（`user_id:counter`）。-实现思路：1.每次请求时，更新Redis中的计数器。2.使用Lua脚本判断当前窗口内的请求是否超标。3.超标则拒绝请求，否则允许。解析：-滑动窗口优于固定窗口，可动态调整。-Redis原子操作保证并发安全。四、数据库题答案及解析1.SQL查询答案：sqlSELECTcustomer_id,COUNT()AScompleted_ordersFROMordersWHEREstatus='completed'ANDorder_date>=DATE_SUB(CURDATE(),INTERVAL30DAY)GROUPBYcustomer_id;解析：-`DATE_SUB`计算最近30天日期。-`GROUPBY`按客户ID分组统计。2.SQL优化优化方法：1.添加索引：`CREATEINDEXidx_name_ageONusers(name,age);`2.避免模糊查询：使用`COLLATE`指定字符集。3.分解查询：先筛选`age>20`，再模糊匹配。解析：-索引可加速范围查询和排序。-模糊查询全表扫描，性能较差。3.数据库表设计答案：sql--用户表CREATETABLEusers(user_idINTAUTO_INCREMENTPRIMARYKEY,usernameVARCHAR(50)UNIQUE,emailVARCHAR(100)UNIQUE,register_dateTIMESTAMPDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP);--订单表CREATETABLEorders(order_idINTAUTO_INCREMENTPRIMARYKEY,user_idINT,amountDECIMAL(10,2),order_dateTIMESTAMPDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP,FOREIGNKE