2026年程序员面试宝典技术难题与答案

2026年程序员面试宝典：技术难题与答案一、算法与数据结构（共5题，每题10分）1.题目：给定一个字符串`s`，找到其中不重复的字符的最长长度。例如，输入`s="abcabcbb"`，输出`3`（因为无重复字符的最长子串是"abc"）。请实现该算法。答案：pythondeflength_of_longest_substring(s:str)->int:char_set=set()left=0max_length=0forrightinrange(len(s)):whiles[right]inchar_set:char_set.remove(s[left])left+=1char_set.add(s[right])max_length=max(max_length,right-left+1)returnmax_length解析：使用滑动窗口技术，`left`和`right`分别表示窗口的左右边界。遍历字符串时，如果当前字符已存在于`char_set`中，则移动`left`并移除`char_set`中的字符，直到当前字符可以加入`char_set`。每次更新`max_length`为当前窗口长度。时间复杂度O(n)，空间复杂度O(min(m,n))，其中m为字符集大小。2.题目：实现一个函数，检查一个字符串是否是回文字符串。例如，输入`"racecar"`，输出`True`；输入`"hello"`，输出`False`。答案：pythondefis_palindrome(s:str)->bool:s=''.join(filter(str.isalnum,s)).lower()returns==s[::-1]解析：首先过滤掉非字母数字字符并转换为小写，然后检查字符串是否对称。时间复杂度O(n)，空间复杂度O(n)。3.题目：给定一个链表，删除链表的倒数第`n`个节点，并返回删除后的链表。例如，输入链表`1->2->3->4->5`，n=2，输出`1->2->3->5`。答案：pythonclassListNode:def__init__(self,val=0,next=None):self.val=valself.next=nextdefremove_nth_from_end(head:ListNode,n:int)->ListNode:dummy=ListNode(0,head)fast=slow=dummyfor_inrange(n+1):fast=fast.nextwhilefast:slow=slow.nextfast=fast.nextslow.next=slow.next.nextreturndummy.next解析：使用双指针法，`fast`先走n+1步，然后`slow`和`fast`同时走，当`fast`到达末尾时，`slow`指向要删除节点的前一个节点。时间复杂度O(n)，空间复杂度O(1)。4.题目：实现一个函数，将32位无符号整数的二进制表示翻转。例如，输入`00000010100101000001111010011100`，输出`00111001011110000010100101000000`。答案：pythondefreverse_bits(n:int)->int:result=0for_inrange(32):result=(result<<1)|(n&1)n>>=1returnresult&0xFFFFFFFF解析：通过32次迭代，每次将`result`左移一位，并添加`n`的最低位，然后`n`右移一位。最后使用`0xFFFFFFFF`限制为32位。时间复杂度O(1)，空间复杂度O(1)。5.题目：给定一个非空数组，返回所有可能的全排列。例如，输入`[1,2,3]`，输出`[[1,2,3],[1,3,2],[2,1,3],[2,3,1],[3,1,2],[3,2,1]]`。答案：pythondefpermute(nums:list)->list:defbacktrack(path,used,res):iflen(path)==len(nums):res.append(path.copy())returnforiinrange(len(nums)):ifused[i]:continueused[i]=Truepath.append(nums[i])backtrack(path,used,res)path.pop()used[i]=Falseres=[]used=[False]len(nums)backtrack([],used,res)returnres解析：使用回溯法，通过`used`数组记录已使用的元素，避免重复。时间复杂度O(n!)，空间复杂度O(n)。二、系统设计（共3题，每题15分）1.题目：设计一个简单的微博系统，要求支持以下功能：-用户发布微博（限制长度为140字）；-用户关注其他用户；-用户获取自己关注的人的最新微博。答案：数据结构：-`User`：用户表，包含`id`、`name`、`followees`（关注列表）、`tweets`（发布微博列表）。-`Tweet`：微博表，包含`id`、`user_id`、`content`、`timestamp`。核心逻辑：-发布微博：插入到`Tweet`表中，关联用户`id`和当前时间戳。-关注用户：将用户`followees`列表中加入被关注用户`id`。-获取微博：按时间降序返回自己关注的人的微博。优化：-使用Redis缓存热门用户微博，减少数据库查询。-使用消息队列异步处理发布操作，提高性能。2.题目：设计一个短链接系统，要求支持以下功能：-输入长链接，生成短链接；-通过短链接跳转到对应的长链接。答案：数据结构：-`ShortLink`：短链接表，包含`id`（自增）、`long_url`（长链接）、`short_code`（短码）、`click_count`（点击次数）。核心逻辑：-生成短码：使用哈希算法（如SHA256）对长链接加盐后取前6位作为短码。-跳转：通过短码查询数据库，返回对应长链接。优化：-使用分布式缓存（如Redis）存储短码和长链接映射，提高查询速度。-使用CDN缓存热门短链接，减少服务器压力。3.题目：设计一个高并发的秒杀系统，要求支持以下功能：-用户点击秒杀按钮，系统判断库存是否充足；-充足则扣减库存并记录订单，否则返回失败。答案：数据结构：-`Product`：商品表，包含`id`、`name`、`stock`（库存）。-`Order`：订单表，包含`id`、`user_id`、`product_id`、`status`（是否成功）。核心逻辑：-使用分布式锁（如RedisLua脚本）确保库存扣减和订单记录的原子性。-使用异步消息队列（如Kafka）处理订单记录，提高吞吐量。优化：-使用秒杀活动预热，提前加载商品信息到缓存。-使用熔断机制，防止系统过载。三、数据库（共4题，每题12分）1.题目：假设有一个订单表`Orders`（`id`，`user_id`，`total_amount`，`order_time`），编写SQL查询最近一个月内总金额最高的订单。答案：sqlSELECTFROMOrdersWHEREorder_time>=DATE_SUB(NOW(),INTERVAL1MONTH)ORDERBYtotal_amountDESCLIMIT1;解析：使用`DATE_SUB`计算最近一个月的时间范围，按`total_amount`降序排列并取第一条。2.题目：假设有一个用户表`Users`（`id`，`name`，`city`），编写SQL查询每个城市的用户数量，并按数量降序排列。答案：sqlSELECTcity,COUNT()ASuser_countFROMUsersGROUPBYcityORDERBYuser_countDESC;解析：使用`GROUPBY`按城市分组，`COUNT()`统计用户数量，`ORDERBY`降序排列。3.题目：假设有一个商品表`Products`（`id`，`name`，`category`，`price`），编写SQL查询价格在100到200之间的所有商品，并按价格升序排列。答案：sqlSELECTFROMProductsWHEREpriceBETWEEN100AND200ORDERBYpriceASC;解析：使用`BETWEEN`筛选价格范围，`ORDERBY`升序排列。4.题目：假设有一个员工表`Employees`（`id`，`name`，`department`，`salary`），编写SQL查询每个部门的平均工资，并按平均工资降序排列。答案：sqlSELECTdepartment,AVG(salary)ASavg_salaryFROMEmployeesGROUPBYdepartmentORDERBYavg_salaryDESC;解析：使用`AVG(salary)`计算平均工资，`ORDERBY`降序排列。四、网络编程与分布式（共4题，每题12分）1.题目：解释HTTP和HTTPS的区别，并说明HTTPS的工作原理。答案：区别：-HTTP：明文传输，易被窃取信息；HTTPS：加密传输，安全性更高。HTTPS工作原理：1.客户端发起请求，服务器返回证书（包含公钥）；2.客户端验证证书有效性；3.客户端生成随机密钥，用公钥加密后发送给服务器；4.服务器用私钥解密，双方用密钥加密通信。2.题目：解释TCP的三次握手过程，并说明为什么不能是两次握手。答案：三次握手：1.客户端发送SYN包，进入SYN_SENT状态；2.服务器回复SYN-ACK包，进入SYN_RCVD状态；3.客户端发送ACK包，进入ESTABLISHED状态。为什么不能是两次握手：-防止已失效的连接请求报文段突然又传输到服务器，导致服务器错误回复。3.题目：解释DNS解析过程，并说明为什么DNS使用UDP协议。答案：DNS解析过程：1.客户端向本地DNS服务器发送请求；2.本地DNS服务器查询缓存，未命中则向根DNS服务器请求；3.根DNS服务器指向顶级域DNS服务器；4.顶级域DNS服务器指向权威DNS服务器；5.权威DNS服务器返回IP地址。DNS使用UDP的原因：-UDP无连接，传输效率高；-DNS查询数据量小，可靠性要求不高。4.题目：解释分布式系统中的CAP理论，并说明为什么大多数系统选择CA。答案：CAP理论：-C（一致性）：所有节点数据同步；-A（可用性）：节点总响应请求；-P（分区容错性）：网络分区时仍能运行。大多数选择CA的原因：-分布式系统无法同时满足C和A，选择分区容错性（P），保证系统在分区时仍可用。五、数据库（共3题，每题12分）1.题目：解释数据库的ACID特性，并说明为什么事务需要满足ACID。答案：ACID特性：-A（原子性）：事务不可分割；-C（一致性）：事务执行后数据库状态一致；-I（隔离性）：并发事务互不干扰；-D（持久性）：事务提交后结果永久保存。必要性：-保证数据库在并发和故障情况下仍能正确运行。2.题目：解释数据库索引的B+树原理，并说明为什么B+树比B树更