2026年互联网大厂软件开发岗位面试题精讲

2026年互联网大厂软件开发岗位面试题精讲一、编程基础与算法（共5题，每题15分，总分75分）1.题目：请实现一个函数，输入一个非负整数`n`，返回其二进制表示中`1`的个数。例如，输入`11`（二进制为`1011`），返回`3`。2.题目：给定一个字符串`s`，请判断它是否是一个有效的括号字符串（只包含`'('`和`')'`，且括号匹配）。例如，输入`"()[]{}"`，返回`true`；输入`"(]"`，返回`false`。3.题目：设计一个LRU（最近最少使用）缓存，支持`get`和`put`操作。`get(key)`返回键对应的值，如果不存在返回`-1`；`put(key,value)`插入或更新键值对，如果缓存已满，则删除最久未使用的项。4.题目：给定一个未排序的整数数组，请实现`topKFrequent(nums,k)`，返回出现频率最高的`k`个元素。例如，输入`[1,1,1,2,2,3]`和`k=2`，返回`[1,2]`。5.题目：请实现一个函数，检查一个链表是否包含环。如果存在环，返回`true`；否则返回`false`。答案与解析1.二进制中`1`的个数答案：pythondefcount_bits(n):count=0whilen:count+=n&1n>>=1returncount解析：使用位运算，每次判断`n`的最低位是否为`1`（`n&1`），然后右移一位（`n>>=1`）。时间复杂度`O(logn)`。2.有效的括号字符串答案：pythondefisValid(s):stack=[]mapping={')':'(','}':'{',']':'['}forcharins:ifcharinmapping:top=stack.pop()ifstackelse'#'ifmapping[char]!=top:returnFalseelse:stack.append(char)returnnotstack解析：使用栈，遍历字符串，遇到右括号时检查栈顶是否匹配。时间复杂度`O(n)`。3.LRU缓存答案：pythonclassLRUCache:def__init__(self,capacity:int):self.capacity=capacityself.cache={}self.order=[]defget(self,key:int)->int:ifkeyinself.cache:self.order.remove(key)self.order.append(key)returnself.cache[key]return-1defput(self,key:int,value:int)->None:ifkeyinself.cache:self.order.remove(key)eliflen(self.cache)==self.capacity:self.cache.pop(self.order.pop(0))self.cache[key]=valueself.order.append(key)解析：使用字典存储键值对，列表维护访问顺序。`get`时移动键到末尾，`put`时先删除最久未使用项（如果满）。4.频率最高的k个元素答案：pythonfromcollectionsimportCounterdeftopKFrequent(nums,k):count=Counter(nums)return[numfornum,_incount.most_common(k)]解析：使用`Counter`统计频率，`most_common(k)`返回频率最高的`k`个元素。5.检查链表环答案：pythonclassListNode:def__init__(self,x):self.val=xself.next=NonedefhasCycle(head:ListNode)->bool:slow,fast=head,headwhilefastandfast.next:slow=slow.nextfast=fast.next.nextifslow==fast:returnTruereturnFalse解析：快慢指针，如果存在环，快指针会追上慢指针。时间复杂度`O(n)`。二、系统设计（共3题，每题25分，总分75分）1.题目：设计一个高并发的短链接系统。输入长链接，输出短链接；访问短链接时解析为长链接。2.题目：设计一个微博系统，支持用户发布、关注、点赞、获取时间线等功能。要求说明数据结构、接口设计及扩展性。3.题目：设计一个分布式限流系统，支持全局限流（如每秒1000次请求），并要求低延迟和高可用。答案与解析1.短链接系统答案：-数据结构：-使用`hash`函数将长链接映射为短链接（如`6位随机字母`），存储在内存（Redis）中。-关联关系：短链接→长链接（数据库或Redis）。-接口设计：httpPOST/shorten?url=LONG_URL→返回SHORT_URLGET/{SHORT_URL}→返回LONG_URL-扩展性：-使用分布式`hash`函数（如Ketama）避免冲突。-监控短链接命中率，定期清理无效链接。2.微博系统答案：-数据结构：-用户：`users`表（`id`,`name`,`follows`）。-微博：`tweets`表（`id`,`user_id`,`content`,`time`）。-关注关系：`follows`表（`follower_id`,`followee_id`）。-接口设计：httpPOST/tweets→发布微博POST/follow/{user_id}→关注用户GET/timeline/{user_id}→获取时间线（分页+关注关系）GET/like/{tweet_id}→点赞微博-扩展性：-微博分页加载（Redis缓存热门用户）。-实时推送：WebSocket或MQ（如Kafka）。3.分布式限流系统答案：-方案：-使用Redis的`RateLimiter`（令牌桶算法）。-每个请求分配`token`，每秒生成1000个`token`。-实现：httpGET/rate_limit→检查token-高可用：-Redis集群部署。-超时处理：请求失败自动重试（如`2次/30s`）。三、数据库与存储（共3题，每题25分，总分75分）1.题目：设计一个电商订单表，包含订单号、用户ID、商品ID、数量、金额、下单时间等字段，并说明索引设计。2.题目：为什么数据库需要主键？如果使用自增ID，会有什么问题？3.题目：设计一个消息队列系统，支持消息发布、订阅、延迟消息和重试机制。答案与解析1.电商订单表设计答案：-字段：sqlCREATETABLEorders(idBIGINTAUTO_INCREMENTPRIMARYKEY,user_idBIGINT,product_idBIGINT,quantityINT,amountDECIMAL(10,2),order_timeTIMESTAMPDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP,FOREIGNKEY(user_id)REFERENCESusers(id),FOREIGNKEY(product_id)REFERENCESproducts(id));-索引设计：-主键索引（`id`）。-聚合索引（`user_id`,`order_time`）用于查询用户订单。-分区索引（按`order_time`分月）。2.主键与自增ID问题答案：-主键作用：-唯一标识记录。-加速JOIN操作。-自增ID问题：-高并发下可能超限。-容易泄露业务逻辑（如订单号）。-分库分表时可能不适用。3.消息队列系统设计答案：-数据结构：-消息：`messages`（`id`,`topic`,`payload`,`delay_time`,`status`）。-订阅：`subscriptions`（`topic`,`consumer_id`）。-功能实现：-发布：写入`messages`，设置延迟时间（如使用RedisTTL）。-订阅：轮询`messages`，匹配`subscriptions`。-重试：失败消息标记，定时重发。四、网络与分布式（共3题，每题25分，总分75分）1.题目：简述TCP三次握手和四次挥手过程，并说明为什么需要重传机制？2.题目：设计一个分布式事务解决方案，支持“两阶段提交”（2PC）或“本地消息表”。3.题题：如何优化分布式缓存的命中率？答案与解析1.TCP握手与挥手答案：-三次握手：1.客户端发送SYN=1，等待服务器确认。2.服务器发送SYN=1,ACK=1，等待客户端确认。3.客户端发送ACK=1。-四次挥手：1.客户端发送FIN=1，进入`FIN_WAIT_1`。2.服务器发送ACK=1，进入`CLOSE_WAIT`。3.服务器发送FIN=1，进入`LAST_ACK`。4.客户端发送ACK=1，进入`TIME_WAIT`后关闭。-重传机制：-可靠传输需要超时重传（ACK丢失时）。2.分布式事务答案：-2PC：1.准备阶段：协调者询问所有参