2026年软件开发工程师技术面试题及白板练习含答案

2026年软件开发工程师技术面试题及白板练习含答案一、编程语言基础（5题，每题10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。如果输入为负数或非整数，抛出异常。答案：pythondefodd_numbers(n):ifnotisinstance(n,int)orn<0:raiseValueError("输入必须是正整数")return[iforiinrange(1,n+1)ifi%2!=0]解析：-使用`isinstance`检查输入是否为整数，非整数则抛异常。-`range(1,n+1)`生成1到n的序列，`ifi%2!=0`筛选奇数。-列表推导式简洁高效，符合Python风格。2.题目：用Java编写一个方法，接收一个字符串，返回该字符串中所有单词的逆序排列（单词间以空格分隔）。例如，输入"HelloWorld"返回"WorldHello"。答案：javapublicstaticStringreverseWords(Strings){if(s==null||s.trim().isEmpty())returns;String[]words=s.split("");StringBuildersb=newStringBuilder();for(inti=words.length-1;i>=0;i--){sb.append(words[i]);if(i!=0)sb.append("");}returnsb.toString();}解析：-首先检查输入是否为空。-`split("")`按空格分割字符串为单词数组。-从后向前遍历数组，用`StringBuilder`拼接逆序单词，避免频繁字符串拼接。3.题目：用C++实现一个函数，输入一个浮点数x，返回其绝对值。若输入为NaN（非数字），返回0。答案：cppinclude<cmath>doubleabsolute(doublex){if(std::isnan(x))return0;returnstd::abs(x);}解析：-`std::isnan`检查是否为NaN，是则返回0。-`std::abs`计算绝对值，适用于所有浮点数。-封装为函数便于复用，符合C++工程习惯。4.题目：用JavaScript实现一个类`Counter`，包含方法`increment()`（自增）和`reset()`（重置为0），初始值为0。答案：javascriptclassCounter{constructor(){this.value=0;}increment(){this.value+=1;}reset(){this.value=0;}}解析：-类的构造函数初始化`value`为0。-`increment()`每次调用加1，`reset()`强制置为0。-符合ES6类语法，简洁明了。5.题目：用Go编写一个函数，接收一个整数切片，返回其中最大的两个数，若无有效数字则返回错误。答案：gofuncfindTopTwo(nums[]int)(int,int,error){iflen(nums)<2{return0,0,fmt.Errorf("至少需要两个数字")}max1,max2:=nums[0],nums[1]ifmax1<max2{max1,max2=max2,max1}for_,num:=rangenums[2:]{ifnum>max1{max2,max1=max1,num}elseifnum>max2{max2=num}}returnmax1,max2,nil}解析：-首先检查切片长度是否至少为2。-初始化`max1`和`max2`为前两个数，确保`max1>max2`。-遍历剩余元素，分别更新最大和次大值。二、数据结构与算法（5题，每题10分）1.题目：用链表实现一个栈（Stack），支持`push`和`pop`操作，并确保`pop`在空栈时返回错误。答案（Python）：pythonclassListNode:def__init__(self,val=0,next=None):self.val=valself.next=nextclassStack:def__init__(self):self.head=Nonedefpush(self,x):new_node=ListNode(x)new_node.next=self.headself.head=new_nodedefpop(self):ifself.headisNone:raiseException("栈为空")val=self.head.valself.head=self.head.nextreturnval解析：-链表头`head`作为栈顶，`push`时新节点插入头部。-`pop`时删除头部节点，返回其值。-时间复杂度O(1)，符合栈特性。2.题目：给定一个数组，找出其中重复次数最多的元素及其出现次数。例如，`[1,2,2,3,3,3]`返回`(3,3)`。答案（Java）：javapublicstaticint[]mostFrequent(int[]nums){Map<Integer,Integer>map=newHashMap<>();intmaxFreq=0,result=0;for(intnum:nums){intfreq=map.getOrDefault(num,0)+1;map.put(num,freq);if(freq>maxFreq){maxFreq=freq;result=num;}}returnnewint[]{result,maxFreq};}解析：-哈希表记录每个数字的频率。-遍历时实时更新最大频率和对应数字。-最终返回最高频元素及其次数。3.题目：用快速排序（QuickSort）对数组`[8,3,1,7,0,10,2]`进行排序，要求给出每一步的分区（pivot）和分区后子数组。答案（白板过程）：-初始数组：`[8,3,1,7,0,10,2]`，选择`pivot=8`。-分区后：`[2,3,1,7,0]`（小于8的）和`[10]`（大于8的），`pivot`位置为4。-递归排序子数组：-`[2,3,1,7,0]`选`pivot=2`，分区后`[0,1]`和`[3,7]`，`pivot`位置为2。-`[0,1]`选`pivot=0`，分区后`[]`和`[1]`，`pivot`位置为1。-`[3,7]`选`pivot=3`，分区后`[]`和`[7]`，`pivot`位置为1。-合并结果：`[0,1,2,3,7,10]`。解析：-快速排序核心是分区，每次选择`pivot`将数组分为小于和大于它的两部分。-递归对子数组重复该过程，直至有序。-时间复杂度O(nlogn)，平均情况。4.题目：实现二叉树的层序遍历（BFS），输出每层节点值。例如：输入：3/\920/\157输出：[3],[9,20],[15,7]答案（JavaScript）：javascriptfunctionlevelOrder(root){if(!root)return[];letresult=[];letqueue=[root];while(queue.length){letlevel=[];letsize=queue.length;for(leti=0;i<size;i++){letnode=queue.shift();level.push(node.val);if(node.left)queue.push(node.left);if(node.right)queue.push(node.right);}result.push(level);}returnresult;}解析：-使用队列实现BFS，初始包含根节点。-每层遍历`size`个节点，出队并记录值，同时入队子节点。-按层级添加到结果数组。5.题目：给定一个字符串`"aabbcc"`,生成所有可能的排列组合（去重）。答案（Python）：pythondefpermute_unique(s):fromitertoolsimportpermutationsreturnset(''.join(p)forpinpermutations(s))解析：-`itertools.permutations`生成所有排列，用`set`去重。-适用于小规模字符串，大字符串需手动去重优化。三、系统设计与架构（2题，每题15分）1.题目：设计一个简单的URL短链接服务，要求：-输入长URL，输出短URL（如`/abc123`）。-支持反向解析，输入短URL返回长URL。-高并发处理，支持每日百万级请求。答案：架构方案：1.前端服务（Nginx+Node.js/Go）：-负责接收请求，分配短码，调用后端。-使用缓存（Redis）存储短码→长URL映射，加速查询。2.后端服务（PostgreSQL/MySQL）：-存储映射关系，提供增删查接口。-短码生成：随机生成6位base62（a-z,A-Z,0-9）。3.负载均衡：-多实例部署前端服务，使用Nginx分发。-后端分库分表（按短码哈希）。关键点：-短码唯一性：使用雪崩算法或分布式ID生成器。-缓存策略：热点数据（如热门长URL）缓存更长时间。-高并发：限流（令牌桶算法）+异步写入数据库。解析：-前端服务处理请求，后端存储数据。-Redis缓存减少数据库压力，短码生成需避免冲突。-分布式部署和缓存是高并发保障。2.题目：设计一个实时消息推送系统（如微信通知），要求：-支持单点消息推送和多用户广播。-保证消息至少发送一次（可重试）。-考虑网络分区和延迟问题。答案：架构方案：1.消息队列（Kafka/RabbitMQ）：-接收前端消息，解耦系统。-保证消息不丢失（生产者幂等、副本机制）。2.推送服务（Go/Java）：-消费消息，按用户分组推送。-重试机制：延迟重试（指数退避）。3.用户管理：-用户标签（按场景分组，如订单通知）。-离线推送：消息存入Redis，用户上线时补发。关键点：-消息可靠性：队列持久化+确认机制。-网络分区：集群部署，分区不导致消息丢失。-延迟问题：优先级队列+多级缓存。解析：-队列是核心，解耦且保证顺序。-重试需防死循环（幂等性设计）。-离线推送是高可用关键。四、数据库与SQL（3题，每题10分）1.题目：SQL查询：表`Orders`（`id`,`user_id`,`amount`,`order_date`），表`Users`（`id`,`name`,`city`），查询每个城市的用户订单总金额，按金额降序。答案：sqlSELECTu.city,SUM(o.amount)AStotal_amountFROMOrdersoJOINUsersuONo.user_id=u.idGROUPBYu.cityORDERBYtotal_amountDESC;解析：-使用`JOIN`关联订单和用户表。-`GROUPBY`按城市分组，`SUM`聚合金额。-`ORDERBY`降序排列，符合业务需求。2.题目：SQL优化：原查询`SELECTFROMProductsWHEREprice>100ORDERBYprice`慢，如何优化？答案：1.索引：-在`price`列创建索引（B-Tree）。sqlCREATEINDEXidx_priceONProducts(price);2.分析执行计划：-检查是否全表扫描，改为索引扫描。3.避免`SELECT`：sqlSELECTid,name,priceFROMProductsWHEREprice>100ORDERBYprice;解析：-索引是SQL优化的首选。-`SELECT`导致不必要的列传输，应指定字段。-执行计划（EXPLAIN）是诊断关键。3.题目：SQL事务：表`Bank`（`account_id`,`balance`），实现转账功能：从`from_id`转`to_id`金额`amount`。答案：sqlBEGINTRANSACTION;UPDATEBankSETbalance=balance-amountWHEREaccount_id=from_id;UPDATEBankSETbalance=balance+amountWHEREaccount_id=to_id;COMMIT;解析：-事务保证原子性（要么全成功，要么全失败）。-需加锁避免并发问题（可使用`SELECTFORUPDATE`）。-实际场景需考虑死锁和超时。五、网络与系统（2题，每题10分）1.题目：HTTP请求流程：-客户端访问`GET/api/data?user=123`，服务器返回`200OK`，请简述TCP和HTTP交互过程。答案：1.TCP三次握手：-客户端SYN→服务器SYN-ACK→客户端ACK。-建立可靠连接。2.HTTP请求：-客户端发送`GET/api/data?user=123HTTP/1.1\r\nHost:...`。3.TCP四次挥手（GET后无响应时）：-客户端FIN→服务器ACK→服务器FIN→客户端ACK。解析：-TCP保证数据可靠传输。-HTTP是无状态的，每次请求独立。2.题目：DNS解析过程：-输入``，如何找到IP地址？答案：1.客户端缓存检查。2.本地DNS服务器（ISP）：-查询根DNS（.com）→顶级域DNS（com）→权威DNS（）。3.返回IP：缓存或递归查询。解析：-顺序是关键：本地→根→TLD→权威。-递归查询会代为向下一级DNS发送请求。六、白板编程练习（2题，每题15分）1.题目：用递归实现斐波那契数列第n项（n≥1）。要求：-写出递归代码，并分析时间复杂度。-优化为动态规划版本。答案（递归）：pythondeffib(n):ifn<=1:returnnreturnfib(n-1)+fib(n-2)复杂度：-指数级O(2^n)，重复计算大量子问题。优化（动态规划）：pythondeffib_dp(n):ifn<=1:returnndp=