2026年软件工程师专业面试题及答案

2026年软件工程师专业面试题及答案一、编程实现题（共3题，每题15分，总计45分）题目1（15分）：实现一个函数`mergeSortedArrays`，输入两个已排序的整数数组`arr1`和`arr2`，返回合并后的排序数组。要求时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(1)。示例输入：plaintextarr1=[1,3,5],arr2=[2,4,6]示例输出：plaintext[1,2,3,4,5,6]答案与解析：pythondefmergeSortedArrays(arr1,arr2):merged=[]i,j=0,0whilei<len(arr1)andj<len(arr2):ifarr1[i]<arr2[j]:merged.append(arr1[i])i+=1else:merged.append(arr2[j])j+=1merged.extend(arr1[i:])merged.extend(arr2[j:])returnmerged示例测试arr1=[1,3,5]arr2=[2,4,6]print(mergeSortedArrays(arr1,arr2))#输出:[1,2,3,4,5,6]解析：-使用双指针法，分别遍历两个数组，按顺序将较小值加入结果数组。-时间复杂度：O(n)，因为每个元素被访问一次。-空间复杂度：O(1)（若不计算返回结果的空间）。实际实现中返回结果需额外空间，但可优化为原地修改输入数组（若允许）。题目2（15分）：实现一个函数`topKFrequent`，输入一个整数数组`nums`和整数`k`，返回出现频率最高的`k`个元素。要求时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(n)。示例输入：plaintextnums=[1,1,1,2,2,3],k=2示例输出：plaintext[1,2]答案与解析：pythonfromcollectionsimportCounterdeftopKFrequent(nums,k):count=Counter(nums)return[numfornum,freqincount.most_common(k)]示例测试nums=[1,1,1,2,2,3]k=2print(topKFrequent(nums,k))#输出:[1,2]解析：-使用`Counter`统计频率，然后按频率降序排列并取前`k`个。-时间复杂度：O(n)，因为统计和排序的时间复杂度均为O(n)。-空间复杂度：O(n)，用于存储频率映射。题目3（15分）：实现一个函数`reverseWords`，输入一个字符串`s`，反转字符串中的每个单词，但保持单词顺序不变。单词由空格分隔。示例输入：plaintexts="theskyisblue"示例输出：plaintext"blueisskythe"答案与解析：pythondefreverseWords(s):words=s.split()return''.join(word[::-1]forwordinwords)示例测试s="theskyisblue"print(reverseWords(s))#输出:"blueisskythe"解析：-先按空格拆分字符串，再反转每个单词，最后重新拼接。-时间复杂度：O(n)，因为每个字符被访问一次。-空间复杂度：O(n)，用于存储拆分后的单词。二、算法与数据结构题（共3题，每题15分，总计45分）题目1（15分）：给定一个二叉树，判断其是否为平衡二叉树（即任意节点的左右子树高度差不超过1）。示例输入：plaintext树结构：3/\920/\157示例输出：plaintextTrue答案与解析：pythonclassTreeNode:def__init__(self,val=0,left=None,right=None):self.val=valself.left=leftself.right=rightdefisBalanced(root):defcheckHeight(node):ifnotnode:return0left_height=checkHeight(node.left)ifleft_height==-1:return-1right_height=checkHeight(node.right)ifright_height==-1orabs(left_height-right_height)>1:return-1returnmax(left_height,right_height)+1returncheckHeight(root)!=-1示例测试root=TreeNode(3)root.left=TreeNode(9)root.right=TreeNode(20)root.right.left=TreeNode(15)root.right.right=TreeNode(7)print(isBalanced(root))#输出:True解析：-采用后序遍历（左-右-根）计算子树高度，若发现不平衡则提前返回。-时间复杂度：O(n)，每个节点访问一次。-空间复杂度：O(h)，递归栈的深度。题目2（15分）：实现一个LRU（LeastRecentlyUsed）缓存，支持`get`和`put`操作。要求`get`操作时间复杂度为O(1)，`put`操作时间复杂度为O(1)。示例输入：plaintextLRUCache=LRUCache(2)LRUCache.put(1,1)LRUCache.put(2,2)LRUCache.get(1)//返回1LRUCache.put(3,3)//去除键2LRUCache.get(2)//返回-1(未找到)答案与解析：pythonclassLRUCache:def__init__(self,capacity:int):self.capacity=capacityself.cache=OrderedDict()defget(self,key:int)->int:ifkeynotinself.cache:return-1self.cache.move_to_end(key)returnself.cache[key]defput(self,key:int,value:int)->None:ifkeyinself.cache:self.cache.move_to_end(key)self.cache[key]=valueiflen(self.cache)>self.capacity:self.cache.popitem(last=False)示例测试LRUCache=LRUCache(2)LRUCache.put(1,1)LRUCache.put(2,2)print(LRUCache.get(1))#返回1LRUCache.put(3,3)print(LRUCache.get(2))#返回-1解析：-使用`OrderedDict`维护访问顺序，`get`时移动元素，`put`时更新或删除。-时间复杂度：O(1)。-空间复杂度：O(capacity)。题目3（15分）：给定一个无重复字符的字符串`s`，返回其所有子集的列表。示例输入：plaintexts="abc"示例输出：plaintext["","a","b","ab","c","ac","bc","abc"]答案与解析：pythondefsubsets(s):result=[]subset=[]defbacktrack(start):result.append(''.join(subset))foriinrange(start,len(s)):subset.append(s[i])backtrack(i+1)subset.pop()backtrack(0)returnresult示例测试s="abc"print(subsets(s))#输出:["","a","b","ab","c","ac","bc","abc"]解析：-采用回溯法，遍历所有可能的组合。-时间复杂度：O(2^n)，因为有2^n个子集。-空间复杂度：O(n)，递归栈的深度。三、系统设计题（共3题，每题15分，总计45分）题目1（15分）：设计一个短链接（URLShortening）服务，要求支持以下功能：1.输入长链接，返回短链接；2.访问短链接时，解析并重定向到原长链接；3.支持高并发访问。约束：-短链接长度不超过6位；-支持分布式部署。答案与解析：-核心组件：1.短链接生成：使用哈希算法（如Base62）将长链接映射为短码。2.数据库：存储长链接与短码的映射关系（如Redis）。3.路由：根据短码查询数据库，返回长链接。-高并发处理：-使用缓存（Redis）减少数据库访问；-分布式部署时，短码生成算法需全局唯一（如UUID+哈希）。-示例伪代码：pythondefgenerate_short_url(long_url):hash_code=hashlib.md5(long_url.encode()).hexdigest()short_code=hash_code[:6]#取前6位store_mapping(short_code,long_url)returnf"/{short_code}"defredirect(short_url):short_code=short_url.split('/')[-1]long_url=get_mapping(short_code)returnlong_urliflong_urlelse"404NotFound"题目2（15分）：设计一个消息队列服务，要求支持以下功能：1.生产者（Producer）发送消息；2.消费者（Consumer）接收消息；3.支持消息持久化（不丢失）；4.支持至少一次传递（即消息可能重复传递）。约束：-支持高可用性；-消息最大大小不超过1MB。答案与解析：-核心组件：1.消息存储：使用数据库（如Kafka）或持久化队列；2.分区与复制：分区提高并行度，复制保证可用性；3.消费者确认：消费者确认（ACK）机制防止消息丢失。-至少一次传递实现：-消费者处理完消息后发送ACK；-若未收到ACK，生产者重发消息。-高可用性：-使用集群部署；-生产者/消费者故障转移。题目3（15分）：设计一个简单的秒杀系统，要求支持以下功能：1.用户点击秒杀按钮时，验证库存是否充足；2.若库存充足，扣减库存并返回秒杀成功；3.支持防超卖（即同一商品只能秒杀一次）。约束：-每秒支持10万次请求；-数据库响应时间不超过100ms。答案与解析：-核心组件：1.库存预减：使用分布式锁（如Redis）或数据库事务；2.请求限流：限流策略（如令牌桶）防止压垮；3.幂等性：防止重复秒杀（如使用UUID+缓存）。-高并发处理：-使用内存缓存（Redis）存储秒杀状态；-数据库优化（如索引、分表）。-示例伪代码：pythondefattempt_seckil