2026年软件开发工程师面试要点与参考题目

2026年软件开发工程师面试要点与参考题目一、编程基础与数据结构（共5题，总分25分）1.题目1（5分）：请实现一个函数，输入一个字符串，返回该字符串中所有唯一字符的列表。例如，输入"leetcode"，输出["e","t","c","d","l","o"]。要求时间复杂度为O(n)。2.题目2（5分）：给定一个包含n个整数的数组，判断该数组是否可以通过一次翻转（即选择一个子数组并将其元素顺序反转）变成非递减顺序。例如，输入[1,7,5,4,6]，输出true（可以翻转[1,7,5]得到[5,7,1,4,6]）。请说明思路并给出代码。3.题目3（5分）：实现一个LRU（最近最少使用）缓存，支持get和put操作。缓存容量为capacity，get(key)返回key对应的value，若不存在返回-1；put(key,value)将键值对插入缓存，如果缓存已满，则删除最久未使用的项。例如，LRU容量为2，执行put(1,1),put(2,2),get(1),put(3,3),get(2)，输出get(2)的值为-1。请用哈希表和双向链表实现。4.题目4（5分）：请编写一个算法，找出二叉树中的最大路径和。路径可以以任意节点为起点和终点，但必须向下（不能向上）。例如，给定二叉树[1,2,3]，最大路径和为6（路径为1→3）。请给出代码和复杂度分析。5.题目5（5分）：实现一个函数，输入一个正整数n，返回所有小于等于n的质数的列表。例如，输入10，输出[2,3,5,7]。请说明筛选法（如埃拉托斯特尼筛法）的原理并实现。二、算法设计（共4题，总分20分）1.题目6（5分）：假设你正在设计一个社交媒体的“最活跃用户”排行榜，要求实时更新用户的活跃度（如发帖、评论等）。请提出一种数据结构，支持高效的更新和查询，并说明选择理由。2.题目7（5分）：给定一个m×n的矩阵，每一步可以向下或向右移动。设计一个函数，计算从左上角到右下角的最短路径数量（只能向下或向右移动）。例如，3×3矩阵，输出6。请用动态规划思路解答。3.题目8（5分）：请设计一个算法，将一个字符串转换成所有可能的子集排列（不重复）。例如，输入"abc"，输出[a,b,c,ab,ac,bc,abc]。要求不使用递归，考虑时间复杂度。4.题目9（5分）：在分布式系统中，如何设计一个高效的键值存储系统，支持高并发读写？请说明数据分片策略、一致性协议（如Raft或Paxos）和容错机制。三、系统设计与架构（共3题，总分15分）1.题目10（5分）：设计一个短链接服务（如tinyurl），要求输入任意长URL，返回一个短URL，并支持通过短URL查询原始URL。请说明存储方案（如数据库或哈希表）和防冲突策略。2.题目11（5分）：假设你要为某电商平台设计订单系统，支持高并发订单生成。请提出系统架构（如微服务拆分、负载均衡），并说明如何处理订单幂等性问题。3.题目12（5分）：如何设计一个高可用、可扩展的实时推荐系统？请说明技术选型（如Redis、消息队列、机器学习模型）、数据流处理方案（如Flink或Spark）和冷启动问题。四、数据库与SQL（共3题，总分15分）1.题目13（5分）：给定表User（idINT,nameVARCHAR,ageINT）和表Order（idINT,user_idINT,amountDECIMAL），请写出SQL查询：统计年龄大于30的用户，按消费金额从高到低排序，每页显示5条。假设当前页码为2。2.题目14（5分）：请解释数据库索引的B+树原理，并说明在哪些场景下索引会失效（如函数操作、or条件、like前缀匹配）。举例说明。3.题目15（5分）：假设有两个表：商品表Product（idINT,nameVARCHAR）和库存表Stock（product_idINT,warehouseVARCHAR,quantityINT）。请写出SQL查询：找出所有库存不足（quantity<100）的商品及其仓库，并按商品名称排序。五、编程语言与工程实践（共3题，总分15分）1.题目16（5分）：在Java中，请解释线程池（ExecutorService）的工作原理，并说明如何避免死锁问题。给出一个使用线程池处理任务的基本示例。2.题目17（5分）：请写出Python代码，实现一个生成器函数，按顺序产生斐波那契数列的前n项。例如，n=5，输出[1,1,2,3,5]。3.题目18（5分）：在Go语言中，如何实现一个并发安全的计数器？请说明使用Mutex或RWMutex的优缺点，并给出代码示例。答案与解析1.编程基础与数据结构题目1（5分）：pythondefunique_chars(s:str)->list:count={}forcins:count[c]=count.get(c,0)+1return[cforcinsifcount[c]==1]解析：遍历字符串统计字符频率，然后筛选出现一次的字符。时间复杂度O(n)。题目2（5分）：pythondefcan_be_non_decreasing(nums):n=len(nums)count=0i=0whilei<n-1:ifnums[i]>nums[i+1]:count+=1ifcount>1:returnFalsej=iwhilej>0andnums[j]<nums[j-1]:j-=1ifj==0:nums[0:i+1]=nums[i::-1]else:nums[j:i+1]=nums[i::-1]i+=1returnTrue解析：记录需要翻转的次数，若超过1次则返回false。通过找到最小值并调整子数组顺序使其非递减。题目3（5分）：pythonclassLRUCache:def__init__(self,capacity:int):self.capacity=capacityself.cache={}self.head,self.tail=Node(0,0),Node(0,0)self.head.next=self.tailself.tail.prev=self.headdefget(self,key:int)->int:ifkeyinself.cache:self._move_to_head(self.cache[key])returnself.cache[key].valuereturn-1defput(self,key:int,value:int)->None:ifkeyinself.cache:self.cache[key].value=valueself._move_to_head(self.cache[key])else:iflen(self.cache)==self.capacity:self._remove_tail()new_node=Node(key,value)self.cache[key]=new_nodeself._add_node(new_node)def_move_to_head(self,node):self._remove_node(node)self._add_node(node)def_remove_node(self,node):node.prev.next=node.nextnode.next.prev=node.prevdef_add_node(self,node):node.prev=self.headnode.next=self.head.nextself.head.next.prev=nodeself.head.next=nodedef_remove_tail(self):tail=self.tail.prevself._remove_node(tail)delself.cache[tail.key]解析：使用双向链表维护访问顺序，哈希表记录节点，实现O(1)的get和put。题目4（5分）：pythonclassTreeNode:def__init__(self,val=0,left=None,right=None):self.val=valself.left=leftself.right=rightdefmax_path_sum(root):self.max_sum=float('-inf')defdfs(node):ifnotnode:return0left=max(dfs(node.left),0)right=max(dfs(node.right),0)self.max_sum=max(self.max_sum,left+right+node.val)returnmax(left,right)+node.valdfs(root)returnself.max_sum解析：后序遍历，计算左右子树的最大贡献值（非负），更新全局最大路径和。题目5（5分）：pythondefsieve_of_eratosthenes(n):is_prime=[True](n+1)is_prime[0]=is_prime[1]=Falseforiinrange(2,int(n0.5)+1):ifis_prime[i]:forjinrange(ii,n+1,i):is_prime[j]=Falsereturn[ifori,primeinenumerate(is_prime)ifprime]解析：筛法原理是标记所有倍数为非质数，从2开始遍历到sqrt(n)，时间复杂度O(nloglogn)。2.算法设计题目6（5分）：数据结构：使用哈希表存储用户活跃度（键为用户ID，值为活跃度），并维护一个有序列表（如红黑树）记录活跃度从高到低的用户。更新时，先删除旧活跃度，再插入新活跃度。查询时直接读取有序列表的前k个用户。题目7（5分）：pythondefunique_paths(m,n):dp=[[1]nfor_inrange(m)]foriinrange(1,m):forjinrange(1,n):dp[i][j]=dp[i-1][j]+dp[i][j-1]returndp[m-1][n-1]解析：动态规划，dp[i][j]表示到达(i,j)的路径数，等于上方和左方的路径数之和。题目8（5分）：pythondefsubsets_permutation(s):res=[]defbacktrack(path,used):iflen(path)==len(s):res.append(''.join(path))returnforiinrange(len(s)):ifnotused[i]:used[i]=Truepath.append(s[i])backtrack(path,used)path.pop()used[i]=Falsebacktrack([],[False]len(s))returnres解析：回溯法枚举所有子集，通过used数组避免重复。题目9（5分）：数据分片：将键空间哈希到多个节点，每个节点存储部分键值对。一致性协议：使用Raft协议保证分布式事务的强一致性。容错机制：副本机制，每个键值对有多个副本存储在不同节点。3.系统设计与架构题目10（5分）：存储方案：使用Redis存储短URL与长URL的映射，键为短URL，值为长URL。防冲突策略：生成随机6位短码（如base62编码），检查唯一性。题目11（5分）：微服务拆分：订单创建、订单查询、库存扣减、支付对账。负载均衡：使用Nginx或ALB分发请求。幂等性：使用分布式锁或数据库唯一约束防止重复下单。题目12（5分）：技术选型：Redis缓存热点数据，Kafka收集用户行为日志，Flink实时计算特征，机器学习模型（如协同过滤）生成推荐。冷启动：使用离线推荐数据初始化缓存，动态调整权重。4.数据库与SQL题目13（5分）：sqlSELECTname,amountFROMUserJOINOrderONUser.id=Order.user_idWHEREage>30ORDERBYamountDESCLIMIT5OFFSET5;解析：JOIN连接用户和订单表，WHERE过滤年龄，ORDERBY排序，LIMIT和OFFSET分页。题目14（5分）：B+树原理：数据存储在叶子节点，内部节点存储键值作为索引。索引失效场景：如User.age+1、Order.amountBETWEEN100AND200、LIKE'abc%'。函数操作和or条件无法利用索引。题目15（5分）：sqlSELECTPFROMProductJOINStockONProduct.id=Sduct_idWHEREStock.quantity<100ORDERBYP;解析：J