2026年IT公司软件开发工程师面试技巧与答案

2026年IT公司软件开发工程师面试技巧与答案一、编程能力测试（共5题，每题20分，总分100分）1.题目（20分）：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（重复字符只保留第一次出现的位置）。例如，输入`"leetcode"`，输出`['l','e','t','c','o','d']`。要求时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(1)。答案：pythondefunique_chars(s:str)->list:seen=set()result=[]forcharins:ifcharnotinseen:seen.add(char)result.append(char)returnresult示例print(unique_chars("leetcode"))#输出:['l','e','t','c','o','d']解析：-使用集合`seen`记录已出现的字符，确保O(1)的查找时间。-遍历字符串一次，将唯一字符添加到`result`中。-时间复杂度O(n)，空间复杂度O(1)（假设字符集固定，如ASCII）。2.题目（20分）：实现一个函数，输入一个链表，返回该链表的中位数。假设链表长度为奇数，返回中间节点；为偶数，返回中间两个节点的第一个。例如，输入`1->2->3->4->5`，输出`3`；输入`1->2->3->4`，输出`2`。答案：pythonclassListNode:def__init__(self,val=0,next=None):self.val=valself.next=nextdeffind_median(head:ListNode)->int:slow=fast=headprev=Nonewhilefastandfast.next:prev=slowslow=slow.nextfast=fast.next.nextreturnslow.valifprevelsehead.val示例1->2->3->4->5head=ListNode(1,ListNode(2,ListNode(3,ListNode(4,ListNode(5)))))print(find_median(head))#输出:31->2->3->4head=ListNode(1,ListNode(2,ListNode(3,ListNode(4))))print(find_median(head))#输出:2解析：-使用快慢指针法，快指针每次移动两步，慢指针移动一步。-当快指针到达末尾时，慢指针位于中位数位置。-时间复杂度O(n)，空间复杂度O(1)。3.题目（20分）：实现一个函数，输入一个整数数组，返回该数组的最长连续递增子序列的长度。例如，输入`[1,3,5,4,7]`，输出`3`（子序列`[1,3,5]`或`[4,7]`）。答案：pythondeflongest_consecutive(nums:list)->int:ifnotnums:return0nums_set=set(nums)max_len=0fornuminnums_set:ifnum-1notinnums_set:current_num=numcurrent_len=1whilecurrent_num+1innums_set:current_num+=1current_len+=1max_len=max(max_len,current_len)returnmax_len示例print(longest_consecutive([1,3,5,4,7]))#输出:3解析：-使用集合去重，避免重复计算。-遍历每个数字，如果它是连续子序列的起点（前一个数字不存在），则计算长度。-时间复杂度O(n)，空间复杂度O(n)。4.题目（20分）：实现一个函数，输入一个二叉树，返回该树的层序遍历（按从上到下、从左到右的顺序）。例如，输入`[3,9,20,None,None,15,7]`，输出`[[3],[9,20],[15,7]]`。答案：pythonfromcollectionsimportdequeclassTreeNode:def__init__(self,val=0,left=None,right=None):self.val=valself.left=leftself.right=rightdeflevel_order(root:TreeNode)->list:ifnotroot:return[]result=[]queue=deque([root])whilequeue:level=[]for_inrange(len(queue)):node=queue.popleft()level.append(node.val)ifnode.left:queue.append(node.left)ifnode.right:queue.append(node.right)result.append(level)returnresult示例[3,9,20,None,None,15,7]root=TreeNode(3,TreeNode(9),TreeNode(20,TreeNode(15),TreeNode(7)))print(level_order(root))#输出:[[3],[9,20],[15,7]]解析：-使用队列实现广度优先遍历（BFS）。-按层遍历，每层将节点值添加到`level`列表，最后添加到`result`中。-时间复杂度O(n)，空间复杂度O(n)。5.题目（20分）：实现一个函数，输入一个整数n，返回斐波那契数列的第n项（n从0开始）。例如，输入`5`，输出`5`（斐波那契序列：0,1,1,2,3,5）。答案：pythondeffibonacci(n:int)->int:ifn==0:return0elifn==1:return1a,b=0,1for_inrange(2,n+1):a,b=b,a+breturnb示例print(fibonacci(5))#输出:5解析：-使用动态规划，避免递归的重复计算。-使用两个变量`a`和`b`存储前两个数，循环更新。-时间复杂度O(n)，空间复杂度O(1)。二、系统设计（共2题，每题50分，总分100分）1.题目（50分）：设计一个高并发的短链接生成系统。要求：-输入任意长度的URL，输出固定长度的短链接（如6位字母数字组合）。-支持高并发访问（每秒百万级请求）。-支持链路追踪（可记录原始URL和访问次数）。答案：系统架构：1.URL编码模块：将长URL转换为短链接。-使用哈希算法（如SHA-256）+Base62编码（a-z,A-Z,0-9）。-压缩哈希值（如取前6位）。2.分布式缓存：使用Redis存储短链接映射关系（短链接→长URL）。-设置过期时间（如1天），减少数据库压力。3.数据库：使用分片数据库（如MySQLCluster）存储原始URL、短链接、访问次数等。4.负载均衡：使用Nginx或HAProxy分发请求到多个后端服务。5.链路追踪：在Redis中记录访问次数，数据库中记录详细日志。代码示例（URL编码）：pythonimporthashlibimportstringdefencode_url(long_url:str)->str:hash_obj=hashlib.sha256(long_url.encode())hash_hex=hash_obj.hexdigest()short_code=''.join(random.choices(string.ascii_letters+string.digits,k=6))returnshort_code示例print(encode_url("/path/to/resource"))#输出:如"a1B2c3"解析：-高并发：Redis支持单线程异步处理，适合缓存。数据库分片可扩展。-链路追踪：Redis记录访问次数，数据库存储详细日志（时间、IP等）。2.题目（50分）：设计一个实时消息推送系统（如微信、抖音）。要求：-支持单聊和群聊。-支持离线推送（用户不在线时仍能收到消息）。-支持消息分片（长消息自动分段发送）。答案：系统架构：1.消息队列：使用Kafka或RabbitMQ存储待发送消息。2.用户状态管理：使用Redis记录在线用户（Key：用户ID，Value：设备ID列表）。3.消息分片：服务端将长消息拆分为多个短消息（如1KB一段）。4.离线推送：用户离线时，消息存储在Redis（过期重试），或推送至第三方服务（如FCM）。5.消息推送：WebSocket或长轮询保持连接，或使用第三方推送服务（如阿里云推送）。代码示例（消息分片）：pythondefsplit_message(long_message:str,chunk_size:int=1024)->list:return[long_message[i:i+chunk_size]foriinrange(0,len(long_message),chunk_size)]示例messages=split_message("Hello,thisisaverylongmessagethatneedstobesplitintomultipleparts.")print(messages)#输出:['Hello,thisisave','rylongmessagethatneedstobesplitintomultipleparts.']解析：-实时性：WebSocket保持连接，减少延迟。-离线支持：Redis或第三方服务确保消息不丢失。三、算法与数据结构（共3题，每题30分，总分90分）1.题目（30分）：给定一个无重复元素的数组`nums`和一个目标值`target`，返回所有相加之和为`target`的不同三元组。例如，输入`nums=[-1,0,1,2]`，`target=0`，输出`[[-1,0,1],[-1,2,1]]`。答案：pythondefthree_sum(nums:list,target:int)->list:nums.sort()result=[]n=len(nums)foriinrange(n):ifi>0andnums[i]==nums[i-1]:continueleft,right=i+1,n-1whileleft<right:total=nums[i]+nums[left]+nums[right]iftotal==target:result.append([nums[i],nums[left],nums[right]])whileleft<rightandnums[left]==nums[left+1]:left+=1whileleft<rightandnums[right]==nums[right-1]:right-=1left+=1right-=1eliftotal<target:left+=1else:right-=1returnresult示例print(three_sum([-1,0,1,2],0))#输出:[[-1,0,1],[-1,2,1]]解析：-排序后使用双指针法，避免重复解。-时间复杂度O(n²)，空间复杂度O(1)。2.题目（30分）：实现一个LRU（LeastRecentlyUsed）缓存，支持`get`和`put`操作。例如：pythoncache=LRUCache(2)cache.put(1,1)cache.put(2,2)cache.get(1)#返回1cache.put(3,3)#去除键2cache.get(2)#返回-1(未找到)cache.put(4,4)#去除键1cache.get(1)#返回-1(未找到)cache.get(3)#返回3cache.get(4)#返回4答案：pythonfromcollectionsimportOrderedDictclassLRUCache:def__init__(self,capacity:int):self.cache=OrderedDict()self.capacity=capacitydefget(self,key:int)->int:ifkeynotinself.cache:return-1self.cache.move_to_end(key)returnself.cache[key]defput(self,key:int,value:int)->None:ifkeyinself.cache:self.cache.move_to_end(key)self.cache[key]=valueiflen(self.cache)>self.capacity:self.cache.popitem(last=False)示例cache=LRUCache(2)cache.put(1,1)cache.put(2,2)print(cache.get(1))#返回1cache.put(3,3)#去除键2print(cache.get(2))#返回-1cache.put(4,4)#去除键1print(cache.get(1))#返回-1print(cache.get(3))#返回3print(cache.get(4))#返回4解析：-使用`OrderedDict`记录键值对，移动访问的键到末尾表示最近使用。-超出容量时删除最久未使用的键（`popitem(last=False)`）。3.题目（30分）：给定一个字符串`s`，找到其中最长的回文子串。例如，输入`"babad"`，输出`"bab"`或`"aba"`。答案：pythondeflongest_palindrome(s:str)->str:ifnots:return""start,end=0,0foriinrange(len(s)):len1=expand_from_center(s,i,i)len2=expand_from_center(s,i,i+1)max_len=max(len1,len2)ifmax_len>end-start:start=i-(max_len-1)//2end=i+max_len//2returns[start:end+1]defexpand_from_center(s:str,left:int,right:int)->int:whileleft>=0andright<len(s)ands[left]==s[right]:left-=1right+=1returnright-left-1示例print(longest_palindrome("babad"))#输出:"bab"或"aba"解析：-双指针法，分别检查奇数长度和偶数长度的回文。-时间复杂度O(n²)，空间复杂度O(1)。四、数据库与存储（共2题，每题25分，总分50分）1.题目（25分）：设计一个用户表（`users`），包含以下字段：-`id`（主键，自增）-`username`（唯一，非空）-`email`（唯一，非空，需验证格式）-`password_hash`（非空，存储加密密码）-`created_at`（创建时间，默认当前时间）-`last_login`（上次登录时间，可空）-`is_active`（是否激活，布尔值，默认True）答案：sqlCREATETABLEusers(idINTAUTO_INCREMENTPRIMARYKEY,usernameVARCHAR(50)UNIQUENOTNULL,emailVARCHAR(100)UNIQUENOTNULL,password_hashVARCHAR(255)NOTNU