2026年软件开发工程师面试题及代码实例含答案

2026年软件开发工程师面试题及代码实例含答案一、编程语言基础（3题，每题10分，共30分）题目1（Java基础）请编写一个Java方法，实现将一个字符串中的所有大写字母转换为小写字母，所有小写字母转换为大写字母，其他字符保持不变。例如，输入`"HelloWorld!"`，输出`"hELLOwORLD!"`。javapublicclassCaseConverter{publicstaticStringswapCase(Stringinput){if(input==null||input.isEmpty()){returninput;}StringBuilderresult=newStringBuilder();for(charc:input.toCharArray()){if(Character.isUpperCase(c)){result.append(Character.toLowerCase(c));}elseif(Character.isLowerCase(c)){result.append(Character.toUpperCase(c));}else{result.append(c);}}returnresult.toString();}publicstaticvoidmain(String[]args){Stringinput="HelloWorld!";Stringoutput=swapCase(input);System.out.println(output);//hELLOwORLD!}}题目2（Python基础）请编写一个Python函数，接受一个列表作为参数，返回该列表中所有奇数的平方。例如，输入`[1,2,3,4,5]`，输出`[1,9,25]`。pythondefsquare_odds(numbers):return[num2fornuminnumbersifnum%2!=0]示例print(square_odds([1,2,3,4,5]))#输出:[1,9,25]题目3（JavaScript基础）请编写一个JavaScript函数，接受一个正整数作为参数，返回该整数的所有质因数的列表。例如，输入`28`，输出`[2,2,7]`。javascriptfunctiongetPrimeFactors(n){constfactors=[];for(leti=2;i<=n;i++){while(n%i===0){factors.push(i);n/=i;}}returnfactors;}//示例console.log(getPrimeFactors(28));//输出:[2,2,7]二、数据结构与算法（4题，每题12分，共48分）题目4（数组与字符串）请编写一个函数，判断一个字符串是否是回文（即正读和反读相同）。例如，输入`"madam"`，返回`true`；输入`"hello"`，返回`false`。pythondefis_palindrome(s):returns==s[::-1]示例print(is_palindrome("madam"))#输出:Trueprint(is_palindrome("hello"))#输出:False题目5（链表）请编写一个函数，删除链表的重复元素，返回一个不包含重复元素的新链表。假设链表节点定义如下：pythonclassListNode:def__init__(self,val=0,next=None):self.val=valself.next=next例如，输入`[1,1,2,3,3]`，返回`[1,2,3]`。pythondefdelete_duplicates(head):ifnothead:returnheaddummy=ListNode(0)dummy.next=headprev=dummywhilehead:ifhead.nextandhead.val==head.next.val:whilehead.nextandhead.val==head.next.val:head=head.nextprev.next=head.nextelse:prev=prev.nexthead=head.nextreturndummy.next辅助函数：将列表转换为链表deflist_to_linkedlist(lst):dummy=ListNode(0)cur=dummyfornuminlst:cur.next=ListNode(num)cur=cur.nextreturndummy.next辅助函数：将链表转换为列表deflinkedlist_to_list(head):lst=[]whilehead:lst.append(head.val)head=head.nextreturnlst示例head=list_to_linkedlist([1,1,2,3,3])new_head=delete_duplicates(head)print(linkedlist_to_list(new_head))#输出:[1,2,3]题目6（树）请编写一个函数，二叉树的中序遍历结果。假设二叉树节点定义如下：pythonclassTreeNode:def__init__(self,val=0,left=None,right=None):self.val=valself.left=leftself.right=right例如，输入`[1,null,2,3]`（表示的树为`1->2->3`），中序遍历结果为`[3,2,1]`。pythondefinorder_traversal(root):result=[]definorder(node):ifnode:inorder(node.left)result.append(node.val)inorder(node.right)inorder(root)returnresult示例构建树:1->null->2->3root=TreeNode(1)root.right=TreeNode(2)root.right.left=TreeNode(3)print(inorder_traversal(root))#输出:[3,2,1]题目7（动态规划）请编写一个函数，计算一个字符串的最长回文子串的长度。例如，输入`"babad"`，返回`3`（"bab"或"aba"）。pythondeflongest_palindrome(s):ifnots:return0n=len(s)dp=[[False]nfor_inrange(n)]max_len=1foriinrange(n):dp[i][i]=Trueforiinrange(n-1):ifs[i]==s[i+1]:dp[i][i+1]=Truemax_len=2forlengthinrange(3,n+1):foriinrange(n-length+1):j=i+length-1ifs[i]==s[j]anddp[i+1][j-1]:dp[i][j]=Truemax_len=lengthreturnmax_len示例print(longest_palindrome("babad"))#输出:3三、系统设计与数据库（3题，每题15分，共45分）题目8（数据库设计）设计一个简单的学生选课系统数据库表结构。要求包含以下功能：1.学生表（Student）：学生ID（主键）、姓名、年龄。2.课程表（Course）：课程ID（主键）、课程名称、学分。3.选课表（Enrollment）：选课ID（主键）、学生ID（外键）、课程ID（外键）、成绩。请写出各表的创建语句（使用SQL）。sql--学生表CREATETABLEStudent(StudentIDINTPRIMARYKEY,NameVARCHAR(50),AgeINT);--课程表CREATETABLECourse(CourseIDINTPRIMARYKEY,CourseNameVARCHAR(100),CreditsINT);--选课表CREATETABLEEnrollment(EnrollmentIDINTPRIMARYKEY,StudentIDINT,CourseIDINT,GradeDECIMAL(5,2),FOREIGNKEY(StudentID)REFERENCESStudent(StudentID),FOREIGNKEY(CourseID)REFERENCESCourse(CourseID));题目9（系统设计）设计一个简单的短链接生成系统。要求：1.用户输入长链接，系统返回一个短链接。2.短链接应唯一且易于记忆（例如`/abc123`）。3.系统应支持按短链接查询原始长链接。请简述系统架构设计，并说明如何保证短链接的唯一性和快速查询。答案：系统架构设计：1.前端服务：接收用户的长链接请求，返回短链接。2.短链接生成服务：生成唯一的短链接，可以是随机字符串或基于长链接的哈希值。3.数据库：存储长链接和短链接的映射关系。4.缓存服务（可选）：缓存常用短链接以提高查询速度。唯一性和快速查询：-唯一性：使用随机字符串生成算法（如UUID或随机字符组合）或长链接的哈希值（如MD5）作为短链接。-快速查询：将短链接和长链接的映射关系存储在数据库中，并使用索引优化查询。对于常用短链接，可以使用Redis等缓存服务减少数据库查询次数。题目10（分布式系统）假设你需要设计一个高并发的短链接服务，请简述如何保证服务的可用性和扩展性。至少提出三种方案。答案：1.负载均衡：使用Nginx或HAProxy等负载均衡器分发请求到多个后端服务实例，提高并发处理能力。2.微服务架构：将短链接服务拆分为多个微服务（如生成服务、查询服务），每个服务独立扩展，降低单点压力。3.分布式缓存：使用Redis或Memcached缓存短链接映射关系，减少数据库压力，提高查询速度。4.数据库分片：将数据库分片，按短链接或时间范围分散数据，避免单表过大。5.异步处理：使用消息队列（如Kafka）处理生成和查询请求，解耦服务，提高吞吐量。答案与解析一、编程语言基础题目1（Java基础）javapublicclassCaseConverter{publicstaticStringswapCase(Stringinput){if(input==null||input.isEmpty()){returninput;}StringBuilderresult=newStringBuilder();for(charc:input.toCharArray()){if(Character.isUpperCase(c)){result.append(Character.toLowerCase(c));}elseif(Character.isLowerCase(c)){result.append(Character.toUpperCase(c));}else{result.append(c);}}returnresult.toString();}publicstaticvoidmain(String[]args){Stringinput="HelloWorld!";Stringoutput=swapCase(input);System.out.println(output);//hELLOwORLD!}}解析：-首先检查输入是否为空，如果是则直接返回。-使用`StringBuilder`高效拼接字符串。-遍历每个字符，使用`Character.isUpperCase`和`Character.isLowerCase`判断大小写，然后转换。-其他字符保持不变。题目2（Python基础）pythondefsquare_odds(numbers):return[num2fornuminnumbersifnum%2!=0]示例print(square_odds([1,2,3,4,5]))#输出:[1,9,25]解析：-使用列表推导式，遍历`numbers`列表。-判断每个数字是否为奇数（`num%2!=0`）。-如果是奇数，计算其平方并加入结果列表。题目3（JavaScript基础）javascriptfunctiongetPrimeFactors(n){constfactors=[];for(leti=2;i<=n;i++){while(n%i===0){factors.push(i);n/=i;}}returnfactors;}//示例console.log(getPrimeFactors(28));//输出:[2,2,7]解析：-从2开始遍历到`n`，检查`n`是否能被`i`整除。-如果能，将`i`加入`factors`数组，并将`n`除以`i`。-重复直到`n`无法被`i`整除，然后继续下一个`i`。-最终返回所有质因数。二、数据结构与算法题目4（数组与字符串）pythondefis_palindrome(s):returns==s[::-1]示例print(is_palindrome("madam"))#输出:Trueprint(is_palindrome("hello"))#输出:False解析：-回文字符串正读和反读相同。-使用Python切片`[::-1]`反转字符串，然后比较是否等于原字符串。题目5（链表）pythonclassListNode:def__init__(self,val=0,next=None):self.val=valself.next=nextdefdelete_duplicates(head):ifnothead:returnheaddummy=ListNode(0)dummy.next=headprev=dummywhilehead:ifhead.nextandhead.val==head.next.val:whilehead.nextandhead.val==head.next.val:head=head.nextprev.next=head.nextelse:prev=prev.nexthead=head.nextreturndummy.next辅助函数：将列表转换为链表deflist_to_linkedlist(lst):dummy=ListNode(0)cur=dummyfornuminlst:cur.next=ListNode(num)cur=cur.nextreturndummy.next辅助函数：将链表转换为列表deflinkedlist_to_list(head):lst=[]whilehead:lst.append(head.val)head=head.nextreturnlst示例head=list_to_linkedlist([1,1,2,3,3])new_head=delete_duplicates(head)print(linkedlist_to_list(new_head))#输出:[1,2,3]解析：-使用虚拟头节点`dummy`简化边界处理。-遍历链表，如果当前节点的下一个节点与当前节点值相同，则跳过所有重复节点。-否则，移动`prev`指针。题目6（树）pythonclassTreeNode:def__init__(self,val=0,left=None,right=None):self.val=valself.left=leftself.right=rightdefinorder_traversal(root):result=[]definorder(node):ifnode:inorder(node.left)result.append(node.val)inorder(node.right)inorder(root)returnresult示例构建树:1->null->2->3root=TreeNode(1)root.right=TreeNode(2)root.right.left=TreeNode(3)print(inorder_traversal(root))#输出:[3,2,1]解析：-中序遍历顺序：左子树->根节点->右子树。-使用递归实现，先遍历左子树，记录根节点值，再遍历右子树。题目7（动态规划）pythondeflongest_palindrome(s):ifnots:return0n=len(s)dp=[[False]nfor_inrange(n)]max_len=1foriinrange(n):dp[i][i]=Trueforiinrange(n-1):ifs[i]==s[i+1]:dp[i][i+1]=Truemax_len=2forlengthinrange(3,n+1):foriinrange(n-length+1):j=i+length-1ifs[i]==s[j]anddp[i+1][j-1]:dp[i][j]=Truemax_len=lengthreturnmax_len示例print(longest_palindrome("babad"))#输出:3解析：-使用动态规划，`dp[i][j]`表示`s[i..j]`是否为回文。-初始化单个字符为回文，检查相邻字符，然后扩展到更长的子串。-记录最大回文长度。三、系统设计与数据库题目8（数据库设计）sql--学生表CREATETABLEStudent(StudentIDINTPRIMARYKEY,NameVARCHAR(50),AgeINT);--课程表CREATETABLECourse(CourseI