2026年程序员面试宝典编程题及答案

2026年程序员面试宝典：编程题及答案一、算法设计题（共5题，每题10分）1.字符串反转（10分）编写一个函数，将输入的字符串反转，并返回反转后的结果。例如，输入`"hello"`，返回`"olleh"`。要求：-不使用内置的反转函数或库方法。-时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(1)。2.字符串匹配（10分）实现一个简单的字符串匹配算法，判断模式串`pattern`是否出现在文本串`text`中。例如，`text="abcde"`，`pattern="ace"`，返回`true`；`pattern="acd"`，返回`false`。要求：-使用暴力匹配算法。-不使用KMP等高级算法。3.排序算法优化（10分）给定一个包含重复元素的整数数组，编写一个函数对其进行排序，要求时间复杂度为O(nlogn)，空间复杂度为O(1)。示例：输入`[3,1,2,3,3,4,2]`，返回`[1,2,2,3,3,3,4]`。要求：-不能使用额外的数组或列表。-可选择快速排序或归并排序，并进行优化。4.数组去重（10分）给定一个整数数组，返回一个去重后的数组，其中相同的元素只保留一个。例如，输入`[1,2,2,3,4,4,5]`，返回`[1,2,3,4,5]`。要求：-不能使用额外的数据结构（如集合或字典）。-时间复杂度为O(n)。5.矩阵旋转（10分）给定一个n×n的二维矩阵，原地旋转矩阵90度。例如，输入`[[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]`，旋转后为`[[7,4,1],[8,5,2],[9,6,3]]`。要求：-不能使用额外的矩阵。-时间复杂度为O(n²)。二、数据库设计题（共3题，每题10分）1.用户注册表设计（10分）设计一个用户注册表`users`，包含以下字段：-`user_id`（主键，自增）-`username`（唯一，非空）-`password`（非空，需加密存储）-`email`（唯一，非空）-`register_time`（注册时间，默认当前时间）-`last_login`（上次登录时间，可为空）要求：-说明字段的数据类型和约束。-提供创建表的SQL语句。2.订单表与商品表关联设计（10分）设计订单表`orders`和商品表`products`的关联关系，满足以下需求：-一个订单可包含多个商品，一个商品可出现在多个订单中（多对多关系）。-`orders`表包含`order_id`（主键）、`user_id`（外键关联用户表）、`order_time`等字段。-`products`表包含`product_id`（主键）、`name`、`price`等字段。要求：-设计中间表`order_items`，并说明其字段。-提供创建表的SQL语句。3.索引优化（10分）假设有一个销售表`sales`，包含字段：`sale_id`（主键）、`product_id`（外键）、`sale_date`（日期）、`quantity`（数量）。要求：-说明在哪些字段上创建索引可以提高查询效率，并解释原因。-写出创建索引的SQL语句。三、系统设计题（共3题，每题10分）1.简单秒杀系统设计（10分）设计一个秒杀系统的核心逻辑，要求：-支持高并发场景（如每秒上千次请求）。-防止超卖和恶意刷单。-主要流程包括：用户下单、库存扣减、支付验证。要求：-说明关键步骤的实现方式（如分布式锁、Redis缓存）。-提供伪代码或流程图说明。2.文件上传系统设计（10分）设计一个支持大文件上传的系统，要求：-支持断点续传。-分块上传并合并。-保证上传的文件唯一性和安全性。要求：-说明关键技术（如MD5校验、临时存储）。-提供主要流程的伪代码。3.消息推送系统设计（10分）设计一个简单的消息推送系统，要求：-支持多种推送渠道（如短信、App内推送）。-保证消息的可靠性和顺序性。-支持消息重试机制。要求：-说明消息队列的作用。-提供架构图或流程图说明。四、编程语言基础题（共5题，每题5分）1.Java内存模型（5分）简述Java内存模型（JMM）的三大特性（可见性、原子性、有界性），并举例说明。2.Python装饰器（5分）编写一个Python装饰器，用于记录函数的执行时间，并返回执行结果。3.JavaScript闭包（5分）解释JavaScript闭包的概念，并说明其应用场景。4.C++内存管理（5分）简述C++中的智能指针（如`std::unique_ptr`和`std::shared_ptr`）的作用和区别。5.Go协程（5分）简述Go协程（Goroutine）的特点，并说明其与线程的区别。答案及解析一、算法设计题1.字符串反转（10分）pythondefreverse_string(s:str)->str:result=['']len(s)fori,charinenumerate(s):result[len(s)-1-i]=charreturn''.join(result)示例print(reverse_string("hello"))#输出:"olleh"解析：-使用列表`result`存储反转后的字符，避免修改原字符串（不可变类型）。-遍历原字符串，将字符按倒序填充到`result`中。-时间复杂度O(n)，空间复杂度O(n)。优化版（O(1)空间）：pythondefreverse_string_inplace(s:str)->str:s=list(s)left,right=0,len(s)-1whileleft<right:s[left],s[right]=s[right],s[left]left+=1right-=1return''.join(s)解析：-直接在原字符串上交换字符，无需额外空间。-时间复杂度O(n)，空间复杂度O(1)。2.字符串匹配（10分）pythondefcontains_pattern(text:str,pattern:str)->bool:n,m=len(text),len(pattern)ifm==0:returnTrueforiinrange(n-m+1):j=0whilej<mandtext[i+j]==pattern[j]:j+=1ifj==m:returnTruereturnFalse示例print(contains_pattern("abcde","ace"))#输出:Trueprint(contains_pattern("abcde","acd"))#输出:False解析：-暴力匹配：遍历文本串，对每个可能的起始位置，逐个比较模式串。-时间复杂度O(nm)，最坏情况是n和m都很大。3.排序算法优化（10分）选择快速排序并优化：pythondefquick_sort(arr:list)->list:defpartition(left,right):pivot=arr[right]i=left-1forjinrange(left,right):ifarr[j]<=pivot:i+=1arr[i],arr[j]=arr[j],arr[i]arr[i+1],arr[right]=arr[right],arr[i+1]returni+1def_quick_sort(left,right):ifleft<right:pivot_index=partition(left,right)_quick_sort(left,pivot_index-1)_quick_sort(pivot_index+1,right)_quick_sort(0,len(arr)-1)returnarr示例print(quick_sort([3,1,2,3,3,4,2]))#输出:[1,2,2,3,3,3,4]解析：-快速排序的平均时间复杂度为O(nlogn)，空间复杂度为O(logn)（递归栈）。-通过三数取中或随机化选择枢轴优化性能。-不能达到O(1)空间复杂度，但可使用原地排序。4.数组去重（10分）pythondefremove_duplicates(arr:list)->list:ifnotarr:return[]write_index=0forread_indexinrange(1,len(arr)):ifarr[read_index]!=arr[write_index]:write_index+=1arr[write_index]=arr[read_index]returnarr[:write_index+1]示例print(remove_duplicates([1,2,2,3,4,4,5]))#输出:[1,2,3,4,5]解析：-双指针法：`write_index`记录当前去重后的位置，`read_index`遍历数组。-时间复杂度O(n)，空间复杂度O(1)。5.矩阵旋转（10分）pythondefrotate_matrix(matrix:list)->None:n=len(matrix)forlayerinrange(n//2):first,last=layer,n-1-layerforiinrange(first,last):offset=i-firsttop=matrix[first][i]matrix[first][i]=matrix[last-offset][first]matrix[last-offset][first]=matrix[last][last-offset]matrix[last][last-offset]=matrix[i][last]matrix[i][last]=top示例matrix=[[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]rotate_matrix(matrix)print(matrix)#输出:[[7,4,1],[8,5,2],[9,6,3]]解析：-将矩阵分层旋转，每层按顺时针方向交换四个元素。-时间复杂度O(n²)，空间复杂度O(1)。二、数据库设计题1.用户注册表设计（10分）sqlCREATETABLEusers(user_idINTAUTO_INCREMENTPRIMARYKEY,usernameVARCHAR(50)UNIQUENOTNULL,passwordVARCHAR(255)NOTNULL,--存储加密后的密码emailVARCHAR(100)UNIQUENOTNULL,register_timeTIMESTAMPDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP,last_loginTIMESTAMPNULL);解析：-`user_id`自增且唯一，作为主键。-`username`和`email`唯一，防止重复注册。-`password`存储加密后的哈希值（如bcrypt）。-`register_time`默认当前时间，`last_login`可为空。2.订单表与商品表关联设计（10分）sql--订单表CREATETABLEorders(order_idINTAUTO_INCREMENTPRIMARYKEY,user_idINTNOTNULL,order_timeTIMESTAMPDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP,FOREIGNKEY(user_id)REFERENCESusers(user_id));--商品表CREATETABLEproducts(product_idINTAUTO_INCREMENTPRIMARYKEY,nameVARCHAR(100)NOTNULL,priceDECIMAL(10,2)NOTNULL);--中间表CREATETABLEorder_items(order_idINTNOTNULL,product_idINTNOTNULL,quantityINTNOTNULL,PRIMARYKEY(order_id,product_id),FOREIGNKEY(order_id)REFERENCESorders(order_id),FOREIGNKEY(product_id)REFERENCESproducts(product_id));解析：-`orders`表存储订单基本信息，`user_id`关联用户表。-`products`表存储商品信息。-`order_items`表实现多对多关系，包含`order_id`和`product_id`作为复合主键。3.索引优化（10分）sqlCREATEINDEXidx_product_dateONsales(product_id,sale_date);--或CREATEINDEXidx_date_productONsales(sale_date,product_id);解析：-查询通常按`product_id`和`sale_date`组合进行，创建复合索引可加速范围查询。-若查询常按`sale_date`排序，则索引顺序应为`sale_date`在前。-索引可减少全表扫描，提高查询效率。三、系统设计题1.简单秒杀系统设计（10分）流程：1.用户请求秒杀时，先检查Redis缓存中的库存是否为0，是则拒绝。2.若库存大于0，使用分布式锁（如RedisLua脚本）扣减库存。3.扣减成功后，写入订单表，并回调支付接口。4.支付成功则完成秒杀，否则取消订单扣回库存。伪代码：pythondefseckill(item_id,user_id):检查Redis库存stock=redis.get(f"stock:{item_id}")ifstock==0:return"库存不足"分布式锁lock=redis.set(f"lock:{item_id}","1",nx=True,ex=5)ifnotlock:return"请求太频繁"try:new_stock=int(stock)-1redis.set(f"stock:{item_id}",new_stock)创建订单order_id=create_order(user_id,item_id)支付ifpay(order_id):return"秒杀成功"else:redis.set(f"stock:{item_id}",new_stock+1)return"支付失败"finally:redis.delete(f"lock:{item_id}")解析：-Redis缓存用于快速判断库存，避免数据库压力。-分布式锁防止并发扣减库存。-订单和支付流程需保证原子性。2.文件上传系统设计（10分）流程：1.客户端分块上传文件（如1MB一块），每个块附带唯一ID和总块数。2.服务器存储块文件，使用临时目录避免冲突。3.客户端上传完毕后，服务器按顺序合并块文件。4.校验MD5哈希值，确保文件完整性。伪代码：pythondefupload_file(file_chunks,file_id,total_chunks):forchunk_id,chunkinenumerate(file_chunks):save_chunk(f"temp/{file_id}/chunk_{chunk_id}",chunk)ifverify_md5(file_id,file_chunks):merge_chunks(file_id,total_chunks)return"上传成功"else:return"文件损坏"解析：-分块上传支持断点续传，提高容错性。-合并时按块ID顺序操作，确保文件正确。-MD5校验保证上传文件未被篡改。3.消息推送系统设计（10分）架构：-消息生产者（应用）将消息发送到消息队列（如RabbitMQ或Kafka）。-消息队列持久化消息，确保可靠性。-消息消费者（推送服务）从队列获取消息，按渠道推送。-推送失败的消息进入重试队列，定时重试。流程图：应用->消息队列->推送服务->短信/推送||VV重试队列->推送服务解析：-消息队列解耦生产者和消费者，支持异步推送。-重试机制提高推送成功率。-可按优先级或渠道路由消息。四、编程语言基础题1.Java内存模型（5分）-可见性：一个线程对共享变量的修改，其他线程能立即得知。-示例