2026年软件开发工程师面试题库版含答案

2026年软件开发工程师面试题库版含答案一、编程基础题（5题，每题10分，共50分）1.题目请用Python实现一个函数，输入一个正整数n，返回一个列表，其中包含从1到n的所有奇数。要求不使用任何内置的列表推导式或循环语句。2.题目给定一个字符串`s`，请编写一个函数，返回一个新字符串，其中所有小写字母反转大小写，所有大写字母保持不变。例如，输入`"HelloWorld"`，输出`"hELLOwORLD"`。3.题目请用Java实现一个方法，输入一个整数数组，返回数组中的最大值和最小值，要求不使用任何排序算法，时间复杂度为O(n)。4.题目请用C++实现一个函数，输入一个浮点数x，返回x的绝对值，要求不使用任何标准库函数。5.题目请用JavaScript实现一个类`Counter`，包含两个方法：`increment()`增加计数，`getValue()`获取当前值。要求使用闭包实现私有计数器。二、算法与数据结构题（5题，每题15分，共75分）1.题目请设计一个算法，判断一个字符串是否是另一个字符串的子序列。例如，输入`"abc"`和`"ahbgdc"`，返回`true`，因为`"abc"`是`"ahbgdc"`的子序列。2.题目请实现一个函数，输入一个链表的头节点，返回反转后的链表头节点。要求原地反转，不使用额外空间。3.题目请设计一个算法，找出数组中第三大的数。例如，输入`[3,2,1,5,6,4]`，返回`2`。要求时间复杂度为O(n)。4.题目请实现一个LRU（最近最少使用）缓存，支持`get(key)`和`put(key,value)`操作。要求容量为固定值，超出容量时删除最久未使用的元素。5.题目请设计一个算法，将一个非负整数`n`转换为罗马数字。例如，输入`3`，返回`"III"`；输入`4`，返回`"IV"`。三、系统设计题（2题，每题25分，共50分）1.题目请设计一个简单的微博系统，需要支持以下功能：1.用户注册和登录2.发布微博（最多140字符）3.关注/取消关注用户4.显示用户关注的人的微博时间线要求：1.描述系统架构2.说明关键数据表设计3.分析主要接口设计4.讨论高并发场景下的优化方案2.题目请设计一个短链接系统，要求：1.输入长链接，生成短链接2.通过短链接访问时，重定向到原始长链接3.支持自定义短链接前缀4.统计短链接访问次数要求：1.描述系统架构2.说明核心数据结构3.分析高并发处理方案4.讨论安全性考虑四、数据库题（3题，每题15分，共45分）1.题目请写一个SQL查询，找出过去30天内活跃用户（至少登录过一次）中，最常访问的3个城市。要求使用MySQL语法。2.题目请写一个SQL查询，找出所有订单金额大于平均订单金额的客户，按订单金额降序排列。要求使用PostgreSQL语法。3.题目请设计一个数据库索引优化方案，针对以下查询：sqlSELECTFROMordersWHEREcustomer_id=123ANDorder_dateBETWEEN'2025-01-01'AND'2025-12-31'要求：1.分析当前查询的执行计划2.设计合适的索引3.说明索引选择理由五、编程语言题（3题，每题15分，共45分）1.题目请解释Java中的`volatile`关键字的作用和原理，并说明它与`synchronized`的区别。2.题目请解释Python中的`GIL`是什么，以及它对多线程编程的影响，并给出一个绕过GIL的解决方案。3.题目请解释C++中的RAII（ResourceAcquisitionIsInitialization）原则，并说明它如何帮助管理资源。答案与解析一、编程基础题答案与解析1.Python实现奇数列表（10分）pythondefodd_numbers(n):defgen():foriinrange(1,n+1,2):yieldireturnlist(gen())解析：1.使用生成器函数`gen()`生成奇数2.`range(1,n+1,2)`生成从1到n的奇数序列3.最后将生成器转换为列表4.避免使用循环和列表推导式2.字符串大小写反转（10分）pythondeftoggle_case(s):result=[]forcins:ifc.islower():result.append(c.upper())elifc.isupper():result.append(c.lower())else:result.append(c)return''.join(result)解析：1.遍历字符串中的每个字符2.使用`islower()`和`isupper()`判断大小写3.使用`upper()`和`lower()`转换大小写4.其他字符保持不变3.Java查找最大最小值（10分）javapublicstaticint[]findMinMax(int[]arr){if(arr==null||arr.length==0){returnnewint[]{0,0};}intmin=arr[0];intmax=arr[0];for(inti=1;i<arr.length;i++){if(arr[i]<min){min=arr[i];}if(arr[i]>max){max=arr[i];}}returnnewint[]{min,max};}解析：1.初始化最大值和最小值为数组第一个元素2.遍历数组，更新最大值和最小值3.时间复杂度为O(n)4.不使用排序算法4.C++实现绝对值（10分）cppdoubleabsolute(doublex){if(x<0){return-x;}returnx;}解析：1.简单的条件判断2.如果x小于0，返回-x3.否则返回x本身4.不使用标准库函数5.JavaScript实现Counter类（10分）javascriptclassCounter{constructor(){letcount=0;this.increment=function(){count++;returncount;};this.getValue=function(){returncount;};}}解析：1.使用闭包隐藏计数器`count`2.`increment()`方法增加计数3.`getValue()`方法返回当前值4.符合题目要求二、算法与数据结构题答案与解析1.判断子序列（15分）pythondefis_subsequence(s,t):it=iter(t)returnall(cinitforcins)解析：1.使用迭代器`it`遍历`t`2.`all(cinitforcins)`检查`s`中的每个字符是否按顺序出现在`t`中3.时间复杂度为O(n)，其中n是`t`的长度2.链表反转（15分）pythonclassListNode:def__init__(self,val=0,next=None):self.val=valself.next=nextdefreverse_list(head):prev=Nonecurrent=headwhilecurrent:next_node=current.nextcurrent.next=prevprev=currentcurrent=next_nodereturnprev解析：1.使用三个指针`prev`、`current`和`next_node`2.逐个反转节点指针3.时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(1)3.第三大数（15分）pythondefthird_largest(nums):first=second=third=float('-inf')fornuminnums:ifnum>first:third=secondsecond=firstfirst=numeliffirst>num>second:third=secondsecond=numelifsecond>num>third:third=numreturnthirdifthird!=float('-inf')elseNone解析：1.初始化三个变量存储第一大、第二大和第三大数2.遍历数组更新这三个变量3.时间复杂度为O(n)4.LRU缓存（15分）pythonclassLRUCache:def__init__(self,capacity:int):self.capacity=capacityself.cache={}self.order=[]defget(self,key:int)->int:ifkeyinself.cache:self.order.remove(key)self.order.append(key)returnself.cache[key]return-1defput(self,key:int,value:int)->None: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：1.使用字典存储缓存内容，列表维护访问顺序2.`get()`方法将访问的键移到列表末尾3.`put()`方法在满时删除最旧的元素4.时间复杂度为O(1)5.整数转罗马数字（15分）pythondefint_to_roman(num):val=[1000,900,500,400,100,90,50,40,10,9,5,4,1]syms=["M","CM","D","CD","C","XC","L","XL","X","IX","V","IV","I"]roman_num=""i=0whilenum>0:for_inrange(num//val[i]):roman_num+=syms[i]num-=val[i]i+=1returnroman_num解析：1.使用两个列表存储数值和符号2.从大到小匹配数值3.重复添加符号直到数值减为04.时间复杂度为O(1)三、系统设计题答案与解析1.微博系统设计（25分）系统架构：1.前端：React/Vue，负责用户界面2.后端：SpringBoot/Django，提供RESTfulAPI3.数据库：MySQL/PostgreSQL，存储用户和微博数据4.缓存：Redis，缓存热点数据5.消息队列：Kafka/RabbitMQ，处理异步任务关键数据表设计：sqlCREATETABLEusers(user_idBIGINTAUTO_INCREMENTPRIMARYKEY,usernameVARCHAR(50)UNIQUENOTNULL,password_hashVARCHAR(255)NOTNULL,created_atTIMESTAMPDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP);CREATETABLEtweets(tweet_idBIGINTAUTO_INCREMENTPRIMARYKEY,user_idBIGINT,contentTEXTNOTNULL,created_atTIMESTAMPDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP,FOREIGNKEY(user_id)REFERENCESusers(user_id));CREATETABLEfollowships(follower_idBIGINT,followee_idBIGINT,created_atTIMESTAMPDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP,PRIMARYKEY(follower_id,followee_id),FOREIGNKEY(follower_id)REFERENCESusers(user_id),FOREIGNKEY(followee_id)REFERENCESusers(user_id));主要接口设计：plaintextPOST/api/users/registerPOST/api/users/loginPOST/api/tweets(发布微博)GET/api/tweets(获取时间线)POST/api/followships(关注用户)DELETE/api/followships(取消关注)高并发优化：1.使用Redis缓存热点用户的时间线2.对数据库进行分片3.使用消息队列处理耗时操作4.负载均衡，水平扩展5.限流措施，防止DDoS攻击2.短链接系统设计（25分）系统架构：1.前端：Nginx，处理重定向2.后端：Golang/Node.js，处理请求3.数据库：Redis，存储短链接映射4.缓存：CDN，加速静态资源访问5.监控：Prometheus/Grafana，监控系统状态核心数据结构：gotypeShortLinkstruct{ShortCodestring`rediskeyprefix`LongURLstring`longURL`UserIDint64`creatoruserID`Countint`clickcount`CreatedAttime.Time}高并发处理方案：1.使用Redis原子操作处理计数2.使用分布式锁处理并发更新3.负载均衡，水平扩展4.Read/Write分离，优化读取性能安全性考虑：1.短链接加盐，防止猜测2.设置有效期，自动清理3.限制短链接访问频率4.HTTPS加密传输四、数据库题答案与解析1.活跃用户城市查询（15分）sqlSELECTcity,COUNT()ASactive_usersFROM(SELECTcustomer_id,SUBSTRING_INDEX(email,'@',-1)AScityFROMusersWHERElast_login_date>=DATE_SUB(CURDATE(),INTERVAL30DAY))ASrecent_usersGROUPBYcityORDERBYactive_usersDESCLIMIT3;解析：1.子查询筛选最近30天登录过的用户2.提取邮箱中的域名作为城市3.按城市分组统计活跃用户数4.降序排列并取前3名2.大于平均订单金额客户（15分）sqlSELECTcustomer_id,order_id,amountFROMordersWHEREamount>(SELECTAVG(amount)FROMorders)ORDERBYamountDESC;解析：1.子查询计算平均订单金额2.外层查询选择大于平均金额的订单3.PostgreSQL支持子查询4.简单直观3.数据库索引优化（15分）执行计划分析：sqlEXPLAINSELECTFROMordersWHEREcustomer_id=123ANDorder_dateBETWEEN'2025-01-01'AND'2025-12-31';可能输出：TableScanonordersFilter:(customer_id=123ANDorder_date>='2025-01-01'ANDorder_date<='2025-12-31')索引设计：sqlCREATEINDEXidx_customer_dateONorders(customer_id,order_date);索引选择理由：1.复合索引可以同时过滤customer_id和order_date2.索引顺序重要：customer_id选择性更高，应放在前面3.减少全表扫描，提高查询性能4.覆盖索引可能进一步优化五、编程语言题答案与解析1.Javavolatile关键字（15分）作用：1.保证可见性：对volatile变量的写操作对其他线程立即可见2.禁止指令重排序：确保volatile变量前后的操作顺序原理：1.CPU缓存一致性协议2.读操作时从主存加载，写操作时先写缓存再同步到主存3.不保证原子性，需要配合synchronized或原子类使用与synchronized的区别：1.volatile仅保证可见性和禁止重排序2.synchronize