2026年工程师面试技巧及问题解答实战操作篇

2026年工程师面试技巧及问题解答：实战操作篇一、编程实现题（3题，每题10分）1.题目：实现一个函数，输入一个字符串，返回该字符串中所有唯一字符的列表（重复字符只保留第一次出现的位置）。例如，输入`"hello"`，输出`['h','e','l','o']`。要求时间复杂度为O(n)。2.题目：设计一个简单的LRU（LeastRecentlyUsed）缓存类，支持以下操作：-`get(key)`:获取键对应的值，如果不存在返回-1。-`put(key,value)`:插入或更新键值对，如果缓存已满，则删除最久未使用的元素。缓存容量固定，例如3。3.题目：给定一个包含多个任务的列表，每个任务包含执行时间（秒）和等待时间（秒）。任务按到达顺序排列，同一时间只能执行一个任务。请编写代码，计算所有任务完成的总时间。例如：输入`[（2,1），（3,2），（1,3）]`，输出`10`（即第一个任务等待1秒执行，第二个等待4秒执行，第三个等待7秒执行）。二、系统设计题（2题，每题15分）1.题目：设计一个高并发的短链接生成服务，要求：-支持秒级访问量百万级。-链接长度尽可能短（例如`/xyz123`）。-支持分布式部署，易于水平扩展。2.题目：设计一个实时消息推送系统，要求：-支持单聊和群聊。-保证消息至少99.9%的送达率。-支持离线消息存储和重试机制。三、数据库与SQL题（2题，每题12分）1.题目：假设有一个订单表`orders`（`id`,`user_id`,`amount`,`order_time`），编写SQL查询：-统计每个用户的总订单金额，并按金额降序排列。-如果金额相同，则按用户ID升序排列。2.题目：优化以下SQL查询：sqlSELECTFROMordersWHEREorder_timeBETWEEN'2023-01-01'AND'2023-12-31'ORDERBYuser_id;说明可能的性能问题并提出优化方案（如索引、分页等）。四、算法与数据结构题（3题，每题10分）1.题目：实现快速排序算法，并说明其时间复杂度和适用场景。2.题目：给定一个二叉树，编写代码判断其是否为平衡二叉树（左右子树高度差不超过1）。3.题目：设计一个算法，找出数组中第三大的数，要求时间复杂度为O(n)，不能使用排序。五、网络与分布式题（2题，每题15分）1.题目：解释TCP三次握手和四次挥手的过程，并说明每个阶段的作用。2.题目：假设一个分布式系统需要实现服务发现，请比较以下两种方案：-DNS-Consul/Etcd六、操作系统与并发题（2题，每题12分）1.题目：解释进程与线程的区别，并说明多线程编程中的常见问题（如死锁、竞态条件）及其解决方案。2.题目：编写代码实现一个线程安全的计数器（使用互斥锁）。答案与解析一、编程实现题1.答案：pythondefunique_chars(s):seen=set()result=[]forcharins:ifcharnotinseen:seen.add(char)result.append(char)returnresult解析：-使用集合`seen`记录已遍历的字符，保证O(1)时间复杂度查找。-遍历字符串，只保留首次出现的字符。2.答案：pythonclassLRUCache:def__init__(self,capacity):self.capacity=capacityself.cache={}self.order=[]defget(self,key):ifkeyinself.cache:self.order.remove(key)self.order.append(key)returnself.cache[key]return-1defput(self,key,value):ifkeyinself.cache:self.order.remove(key)eliflen(self.cache)>=self.capacity:oldest=self.order.pop(0)delself.cache[oldest]self.cache[key]=valueself.order.append(key)解析：-使用字典`cache`存储键值对，列表`order`记录访问顺序。-`get`操作时移动元素到末尾表示最近使用。-`put`操作时，如果缓存已满，删除最久未使用的元素（列表头部）。3.答案：pythondeftotal_time(tasks):tasks.sort(key=lambdax:x[1])#按等待时间排序current_time=0forduration,waitintasks:current_time+=waitcurrent_time+=durationreturncurrent_time解析：-按等待时间排序，优先执行等待时间短的任务。-累加每个任务的等待时间和执行时间。二、系统设计题1.答案：方案：-使用Base62编码（`a-z`,`A-Z`,`0-9`）将长ID映射为短字符串。-分布式缓存（如Redis）存储映射关系，支持热点键。-异步写入磁盘，避免阻塞。2.答案：方案：-消息队列（如Kafka）存储未送达消息。-客户端离线时，消息持久化到数据库。-重试机制（如指数退避）。三、数据库与SQL题1.答案：sqlSELECTuser_id,SUM(amount)AStotal_amountFROMordersGROUPBYuser_idORDERBYtotal_amountDESC,user_idASC;解析：-`SUM`统计金额，`GROUPBY`分组。-`ORDERBY`多条件排序。2.答案：优化方案：-为`order_time`和`user_id`添加复合索引。-使用`LIMIT`分页查询（如`LIMIT100OFFSET0`）。-避免查询``，只取需要的列。四、算法与数据结构题1.答案：pythondefquicksort(arr):iflen(arr)<=1:returnarrpivot=arr[len(arr)//2]left=[xforxinarrifx<pivot]middle=[xforxinarrifx==pivot]right=[xforxinarrifx>pivot]returnquicksort(left)+middle+quicksort(right)解析：-时间复杂度：平均O(nlogn)，最坏O(n²)。-适用场景：随机数据或已部分排序数据。2.答案：pythondefis_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：-递归计算左右子树高度，判断是否平衡。3.答案：pythondefthird_largest(nums):first,second,third=float('-inf'),float('-inf'),float('-inf')fornuminnums:ifnum>first:third=secondsecond=firstfirst=numeliffirst>num>second:third=secondsecond=numelifsecond>num>third:third=numreturnthirdifthird!=float('-inf')elseNone解析：-维护三个变量记录前三大的数。五、网络与分布式题1.答案：-三次握手：1.客户端发送SYN包。2.服务器回复SYN-ACK包。3.客户端发送ACK包。-四次挥手：1.客户端发送FIN包。2.服务器回复ACK包。3.服务器发送FIN包。4.客户端回复ACK包。2.答案：-DNS：-优点：简单易部署。-缺点：单点故障，无法动态更新。-Consul/Etcd：-优点：支持服务健康检查，动态配置。-缺点：学习成本高。六、操作系统与并发题1.答案：-进程：独立内存空间，资源分配单元。-线程：共享内存空间，轻量级单元。-常见问题：-死锁：资源循环等待。-竞态条件：多个线程修改共享数据。-解决方案：互斥锁、信号量、死锁避免算法。2.答案：pythonimportthreadingc