2026年人工智能算法工程师面试题及解析

2026年人工智能算法工程师面试题及解析一、编程能力测试（3题，每题10分，共30分）1.题目：实现一个函数，输入一个整数数组，返回其中所有和为给定目标值的三元组。要求不重复的三元组，且三元组内的数字按升序排列。示例：输入：`nums=[-1,0,1,2,-1,-4]`,目标值`target=0`输出：`[[-1,-1,2],[-1,0,1]]`解析：-方法一：暴力枚举，时间复杂度O(n³)，空间复杂度O(1)。-方法二：先排序，时间复杂度O(nlogn)，然后使用双指针，时间复杂度O(n²)，空间复杂度O(1)。-优化点：排序后去重，避免重复三元组。答案：pythondefthree_sum(nums,target):nums.sort()n=len(nums)res=[]foriinrange(n):ifi>0andnums[i]==nums[i-1]:continueleft,right=i+1,n-1whileleft<right:total=nums[i]+nums[left]+nums[right]iftotal==target:res.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-=1returnres2.题目：实现一个LRU（LeastRecentlyUsed）缓存，支持`get`和`put`操作。缓存容量为`capacity`，当访问或插入元素时，如果缓存已满，则删除最久未使用的元素。示例：pythonclassLRUCache:def__init__(self,capacity:int):self.capacity=capacityself.cache={}self.order=[]defget(self,key:int)->int:passdefput(self,key:int,value:int)->None:pass解析：-使用哈希表记录键值对，时间复杂度O(1)。-使用双向链表记录访问顺序，头部为最近使用，尾部为最久未使用。-`get`操作时，将元素移动到头部；`put`操作时，如果已存在则更新值并移动到头部，否则插入头部并删除尾部元素（如果超出容量）。答案：pythonclassNode:def__init__(self,key=0,value=0):self.key=keyself.value=valueself.prev=Noneself.next=NoneclassLRUCache:def__init__(self,capacity:int):self.capacity=capacityself.cache={}self.head=Node()self.tail=Node()self.head.next=self.tailself.tail.prev=self.headdef_add_node(self,node):node.prev=self.headnode.next=self.head.nextself.head.next.prev=nodeself.head.next=nodedef_remove_node(self,node):prev_node=node.prevnext_node=node.nextprev_node.next=next_nodenext_node.prev=prev_nodedef_move_to_head(self,node):self._remove_node(node)self._add_node(node)def_pop_tail(self):res=self.tail.prevself._remove_node(res)returnresdefget(self,key:int)->int:node=self.cache.get(key,None)ifnotnode:return-1self._move_to_head(node)returnnode.valuedefput(self,key:int,value:int)->None:node=self.cache.get(key,None)ifnode:node.value=valueself._move_to_head(node)else:newNode=Node(key,value)self.cache[key]=newNodeself._add_node(newNode)iflen(self.cache)>self.capacity:tail=self._pop_tail()delself.cache[tail.key]3.题目：实现一个二叉树的层序遍历（BFS），返回其按层排列的节点值列表。示例：输入：`[3,9,20,null,null,15,7]`输出：`[[3],[9,20],[15,7]]`解析：-使用队列实现BFS，每次弹出当前层的所有节点，并将它们的子节点加入队列。-按层存储节点值，每层一个列表。答案：pythonfromcollectionsimportdequefromtypingimportList,OptionalclassTreeNode:def__init__(self,val=0,left:Optional['TreeNode']=None,right:Optional['TreeNode']=None):self.val=valself.left=leftself.right=rightdeflevelOrder(root:Optional[TreeNode])->List[List[int]]:ifnotroot:return[]res=[]queue=deque([root])whilequeue:level_size=len(queue)level_nodes=[]for_inrange(level_size):node=queue.popleft()level_nodes.append(node.val)ifnode.left:queue.append(node.left)ifnode.right:queue.append(node.right)res.append(level_nodes)returnres二、算法设计（3题，每题10分，共30分）1.题目：设计一个算法，给定一个包含重复元素的数组，返回所有不重复的全排列。示例：输入：`[1,1,2]`输出：`[[1,1,2],[1,2,1],[2,1,1]]`解析：-使用回溯算法，剪枝去重：-当选择一个数字时，跳过与上一个相同的数字，避免重复排列。-时间复杂度O(n!)，空间复杂度O(n)。答案：pythondefpermuteUnique(nums:List[int])->List[List[int]]:defbacktrack(path,used,res):iflen(path)==len(nums):res.append(path.copy())returnforiinrange(len(nums)):ifused[i]:continueifi>0andnums[i]==nums[i-1]andnotused[i-1]:continueused[i]=Truepath.append(nums[i])backtrack(path,used,res)path.pop()used[i]=Falsenums.sort()used=[False]len(nums)res=[]backtrack([],used,res)returnres2.题目：设计一个算法，给定一个字符串`s`和一个字符集`charSet`，返回所有可能的子集，其中每个子集的字符都不在`charSet`中。示例：`s="abc"`,`charSet={"a"}`输出：`["","b","c","bc"]`解析：-使用回溯算法，遍历所有可能的子集，跳过包含`charSet`中的字符的子集。-时间复杂度O(2^n)，空间复杂度O(n)。答案：pythondefsubsetsWithDup(s:str,charSet:set)->List[str]:defbacktrack(path,res):res.append("".join(path))foriinrange(len(s)):ifs[i]incharSet:continuepath.append(s[i])backtrack(path,res)path.pop()s.sort()res=[]backtrack([],res)returnres3.题目：设计一个算法，给定一个二维网格`grid`，每个格子表示一个房间，`1`表示可以通过，`0`表示障碍。返回从起点`(0,0)`到终点`(m-1,n-1)`的最短路径长度。示例：`grid=[[1,0,0],[1,1,0],[1,1,1]]`输出：`2`解析：-使用BFS算法，从起点开始遍历，记录每一步的路径长度。-时间复杂度O(mn)，空间复杂度O(mn)。答案：pythonfromcollectionsimportdequedefshortestPathBinaryMatrix(grid:List[List[int]])->int:ifgrid[0][0]!=1orgrid[-1][-1]!=1:return-1m,n=len(grid),len(grid[0])queue=deque([(0,0,1)])#(x,y,steps)directions=[(-1,-1),(-1,0),(-1,1),(0,-1),(0,1),(1,-1),(1,0),(1,1)]whilequeue:x,y,steps=queue.popleft()ifx==m-1andy==n-1:returnstepsfordx,dyindirections:nx,ny=x+dx,y+dyif0<=nx<mand0<=ny<nandgrid[nx][ny]==1:grid[nx][ny]=0#markasvisitedqueue.append((nx,ny,steps+1))return-1三、系统设计（2题，每题20分，共40分）1.题目：设计一个实时推荐系统，用户访问商品时，系统需要根据用户的历史行为和商品信息，在1秒内返回Top5相似商品。解析：-数据结构：-使用倒排索引（InvertedIndex）存储商品特征与相似商品的映射关系。-使用Trie树优化特征查询。-算法：-用户访问商品时，提取其特征向量，计算与数据库中所有商品的相似度（如余弦相似度）。-使用Top-K算法（如堆或快速选择）返回Top5相似商品。-性能优化：-缓存热门商品的特征向量，减少计算次数。-使用分布式计算框架