2026年程序员F面试题及答案

2026年程序员F面试题及答案一、编程语言基础（5题，每题10分，共50分）1.题目：请用Java编写一个方法，实现将一个字符串中的所有空格替换为"%20"。要求时间复杂度为O(n)，不使用额外的库函数。答案与解析：javapublicclassReplaceSpaces{publicstaticStringreplaceSpaces(Strings){if(s==null)returnnull;char[]chars=s.toCharArray();intspaceCount=0;//首先统计空格数量for(charc:chars){if(c=='')spaceCount++;}//创建新数组，长度为原字符串长度+2空格数量char[]newChars=newchar[chars.length+2spaceCount];intj=0;for(inti=0;i<chars.length;i++){if(chars[i]==''){newChars[j++]='%';newChars[j++]='2';newChars[j++]='0';}else{newChars[j++]=chars[i];}}returnnewString(newChars);}publicstaticvoidmain(String[]args){Stringinput="Wearehappy.";Stringoutput=replaceSpaces(input);System.out.println(output);//输出:We%20are%20happy.}}解析：-首先统计原字符串中的空格数量，因为每个空格需要替换为3个字符（"%20"）。-创建一个新数组，长度为原字符串长度+2空格数量。-遍历原字符串，遇到空格则在新数组中插入"%20"，否则直接复制字符。-最后将新数组转换为字符串返回。2.题目：请用Python实现一个函数，判断一个链表是否为回文链表。链表节点定义如下：pythonclassListNode:def__init__(self,val=0,next=None):self.val=valself.next=next答案与解析：pythonclassListNode:def__init__(self,val=0,next=None):self.val=valself.next=nextdefisPalindrome(head:ListNode)->bool:ifnotheadornothead.next:returnTrue找到链表中间节点slow=headfast=headwhilefastandfast.next:slow=slow.nextfast=fast.next.next反转后半部分链表prev=Nonewhileslow:next_node=slow.nextslow.next=prevprev=slowslow=next_node比较前半部分和反转后的后半部分left,right=head,prevwhileright:#只需比较后半部分，因为前半部分已经比较完ifleft.val!=right.val:returnFalseleft=left.nextright=right.nextreturnTrue解析：-使用快慢指针找到链表的中间节点。-反转后半部分链表，使其与前半部分对称。-逐个比较前半部分和反转后的后半部分，若全部相等则为回文链表。-时间复杂度O(n)，空间复杂度O(1)。3.题目：请用C++实现一个函数，统计一个二叉树中节点的最大深度。二叉树节点定义如下：cppstructTreeNode{intval;TreeNodeleft;TreeNoderight;TreeNode():val(0),left(nullptr),right(nullptr){}TreeNode(intx):val(x),left(nullptr),right(nullptr){}TreeNode(intx,TreeNodeleft,TreeNoderight):val(x),left(left),right(right){}};答案与解析：cppinclude<algorithm>structTreeNode{intval;TreeNodeleft;TreeNoderight;TreeNode():val(0),left(nullptr),right(nullptr){}TreeNode(intx):val(x),left(nullptr),right(nullptr){}TreeNode(intx,TreeNodeleft,TreeNoderight):val(x),left(left),right(right){}};intmaxDepth(TreeNoderoot){if(root==nullptr)return0;return1+std::max(maxDepth(root->left),maxDepth(root->right));}解析：-递归遍历二叉树，每访问一层深度加1。-递归终止条件为当前节点为空，返回0。-最终返回左右子树深度的最大值加1。4.题目：请用JavaScript实现一个函数，将一个非负整数转换为罗马数字。罗马数字的符号表示如下：-I:1-V:5-X:10-L:50-C:100-D:500-M:1000答案与解析：javascriptfunctionintToRoman(num){constvalueSymbols=[[1000,'M'],[900,'CM'],[500,'D'],[400,'CD'],[100,'C'],[90,'XC'],[50,'L'],[40,'XL'],[10,'X'],[9,'IX'],[5,'V'],[4,'IV'],[1,'I']];letresult='';for(let[value,symbol]ofvalueSymbols){while(num>=value){result+=symbol;num-=value;}}returnresult;}//示例console.log(intToRoman(3999));//输出:MMMCMXCIX解析：-使用数组按罗马数字的符号从大到小排列。-遍历数组，对于每个符号，尽可能多次减去对应的值，并将符号追加到结果中。-最终得到完整的罗马数字表示。5.题目：请用Go实现一个函数，检查一个字符串是否是有效的括号组合。例如：-输入:"()"→输出:true-输入:"(]"→输出:false答案与解析：gofuncisValid(sstring)bool{stack:=[]rune{}mapping:=map[rune]rune{')':'(','}':'{',']':'['}for_,char:=ranges{if_,exists:=mapping[char];exists{top:=stack[len(stack)-1]ifmapping[char]!=top{returnfalse}stack=stack[:len(stack)-1]}else{stack=append(stack,char)}}returnlen(stack)==0}//示例fmt.Println(isValid("()"))//输出:truefmt.Println(isValid("(]"))//输出:false解析：-使用栈来匹配括号。-遇到右括号时，检查栈顶是否为对应的左括号，若不是则无效。-遍历结束后，栈为空则有效，否则无效。二、算法与数据结构（5题，每题10分，共50分）6.题目：请用Java实现快速排序算法，并分析其时间复杂度。答案与解析：javapublicclassQuickSort{publicstaticvoidquickSort(int[]arr,intleft,intright){if(left>=right)return;intpivotIndex=partition(arr,left,right);quickSort(arr,left,pivotIndex-1);quickSort(arr,pivotIndex+1,right);}privatestaticintpartition(int[]arr,intleft,intright){intpivot=arr[right];inti=left-1;for(intj=left;j<right;j++){if(arr[j]<=pivot){i++;swap(arr,i,j);}}swap(arr,i+1,right);returni+1;}privatestaticvoidswap(int[]arr,inti,intj){inttemp=arr[i];arr[i]=arr[j];arr[j]=temp;}publicstaticvoidmain(String[]args){int[]arr={3,1,4,1,5,9,2,6};quickSort(arr,0,arr.length-1);System.out.println(Arrays.toString(arr));//输出:[1,1,2,3,4,5,6,9]}}解析：-快速排序采用分治法，选择一个基准值（pivot），将数组分为两部分，左部分小于等于基准值，右部分大于基准值。-递归对左右部分进行排序。-时间复杂度：平均O(nlogn)，最坏O(n²)（当基准值选择不均匀时）。7.题目：请用Python实现一个函数，找出数组中第三大的数。若数组中数字不足三个，则返回最大的数。答案与解析：pythondefthird_max(nums):first,second,third=float('-inf'),float('-inf'),float('-inf')fornuminnums:ifnum>first:first,second,third=num,first,secondeliffirst>num>second:second,third=num,secondelifsecond>num>third:third=numreturnthirdifthird!=float('-inf')elsefirst示例print(third_max([1,2,2,5,3,5]))#输出:2print(third_max([1,1]))#输出:1解析：-初始化三个变量表示前三大的数。-遍历数组，更新三个变量。-若第三大的数存在（不为负无穷），则返回；否则返回最大的数。8.题目：请用C++实现一个函数，合并两个有序链表，返回合并后的有序链表。链表节点定义如下：cppstructListNode{intval;ListNodenext;ListNode():val(0),next(nullptr){}ListNode(intx):val(x),next(nullptr){}ListNode(intx,ListNodenext):val(x),next(next){}};答案与解析：cppstructListNode{intval;ListNodenext;ListNode():val(0),next(nullptr){}ListNode(intx):val(x),next(nullptr){}ListNode(intx,ListNodenext):val(x),next(next){}};ListNodemergeTwoLists(ListNodel1,ListNodel2){ListNodedummy;ListNodetail=&dummy;while(l1&&l2){if(l1->val<l2->val){tail->next=l1;l1=l1->next;}else{tail->next=l2;l2=l2->next;}tail=tail->next;}tail->next=l1?l1:l2;returndummy.next;}解析：-使用虚拟头节点简化边界处理。-遍历两个链表，按顺序合并到新链表中。-时间复杂度O(n)，空间复杂度O(1)。9.题目：请用JavaScript实现一个函数，找出数组中重复次数超过一半的数。若不存在，返回-1。答案与解析：javascriptfunctionmajorityElement(nums){letcount=0;letcandidate=null;for(letnumofnums){if(count===0){candidate=num;}count+=(num===candidate)?1:-1;}letmajorityCount=0;for(letnumofnums){if(num===candidate){majorityCount++;}}returnmajorityCount>nums.length/2?candidate:-1;}//示例console.log(majorityElement([3,2,3]));//输出:3console.log(majorityElement([2,2,1,1,1,2,2]));//输出:2解析：-使用摩尔投票法，候选者初始为null，计数为0。-遍历数组，若计数为0则更新候选者，若当前数等于候选者则计数加1，否则减1。-最后验证候选者是否为多数元素。10.题目：请用Go实现一个函数，找出无重复字符的最长子串的长度。答案与解析：gofunclengthOfLongestSubstring(sstring)int{maxLen:=0charMap:=make(map[rune]int)left:=0forright,char:=ranges{iflastIdx,exists:=charMap[char];exists&&lastIdx>=left{left=lastIdx+1}charMap[char]=rightmaxLen=max(maxLen,right-left+1)}returnmaxLen}funcmax(a,bint)int{ifa>b{returna}returnb}//示例fmt.Println(lengthOfLongestSubstring("abcabcbb"))//输出:3解析：-使用滑动窗口技术，左指针和右指针分别表示窗口的左右边界。-使用哈希表记录字符上一次出现的位置。-遍历字符串，若字符重复且在窗口内，则移动左指针。-更新最大长度。三、系统设计（3题，每题10分，共30分）11.题目：设计一个简单的URL短缩服务，要求：1.输入一个长URL，返回一个短URL。2.支持短URL重定向回原URL。答案与解析：-核心思想：使用自增ID作为映射，结合Base62编码缩短ID长度。-步骤：1.生成一个全局唯一ID（如数据库自增）。2.将ID编码为Base62（a-z,A-Z,0-9），如100→"fU"。3.将短URL与原URL存储到数据库（key-value）。4.重定向时，根据短URL解析出原URL。-示例：-原URL:`/long-url`→ID:100→短URL:`/fU`。-重定向时，`/fU`查询数据库，返回`/long-url`。12.题目：设计一个高并发的短链接系统，要求支持秒杀场景。答案与解析：-核心架构：-分布式ID生成器（如Twitter的Snowflake算法），保证全局唯一性。-缓存层（Redis），存储短URL与原URL的映射，加速查询。-数据库（如MySQLCluster），存储持久化数据。-负载均衡（Nginx），分发请求到多个后端节点。-秒杀优化：-使用限流（令牌桶算法）防止数据库过载。-异步写入，先缓存后写入数据库。-预热缓存，提前加载热门短链接。13.题目：设计一个新闻推荐系统，要求：1.用户行为数据（点击、点赞）实时写入。2.每秒更新一次推荐列表。