2026年IT大厂面试秘籍软件工程师面试题集

2026年IT大厂面试秘籍：软件工程师面试题集一、编程基础与数据结构（5题，每题10分）1.题目：请实现一个函数，输入一个正整数`n`，返回`n`的阶乘。要求：-不能使用递归。-时间复杂度尽可能低。-处理大数时考虑内存优化。2.题目：给定一个无重复元素的数组`nums`和一个目标值`target`，请找出所有相加等于`target`的不重复三元组。要求：-不能使用重复的元素。-返回所有三元组的列表。-示例：`nums=[-1,0,1,2],target=0`→`[-1,0,1]`3.题目：请实现一个LRU（LeastRecentlyUsed）缓存机制，支持`get`和`put`操作。要求：-使用哈希表和双向链表实现。-`get(key)`返回键对应的值，若不存在返回-1。-`put(key,value)`将键值对插入缓存，如果键已存在则更新值，如果缓存已满则删除最久未使用的元素。4.题目：请判断一个二叉树是否是平衡二叉树（即任意节点的左右子树高度差不超过1）。要求：-返回布尔值，并尽可能减少递归次数。-示例：`[3,9,20,null,null,15,7]`→`true`5.题目：请实现一个字符串的压缩算法，将连续的相同字符合并并计数。要求：-压缩后的字符串长度小于原字符串时返回原字符串。-示例：`"aabcccccaaa"`→`"a2b1c5a3"`二、算法与动态规划（4题，每题12分）1.题目：给定一个字符串`s`，请判断它是否可以由所有可能的子串重复多次连接而成。要求：-示例：`"abab"`→`true`，`"abcabcabc"`→`true`，`"abcabcab"`→`false`2.题目：给定一个非负整数数组`nums`，请将数组中的元素向右旋转`k`次。要求：-不能使用额外空间，原地旋转。-示例：`nums=[1,2,3,4,5],k=2`→`[4,5,1,2,3]`3.题目：给定一个正整数`n`，请计算1到`n`的所有整数中数字`2`出现的次数。要求：-示例：`n=23`→`12`（即`2`出现在`2,12,20-29`）4.题目：给定一个二维网格`grid`，其中`1`表示陆地，`0`表示水域，请计算岛屿的数量。要求：-岛屿上下左右相连。-示例：`grid=[[1,1,0,0,0],[1,1,0,0,0],[0,0,1,0,0],[0,0,0,1,1]]`→`3`三、系统设计（2题，每题20分）1.题目：设计一个微博系统，要求：-用户可以发布、转发、点赞微博。-微博按时间倒序显示，最新发布在前。-支持关注/取消关注功能。-写出核心数据结构和主要接口设计。2.题目：设计一个短链接生成系统，要求：-输入长链接，返回固定长度的短链接。-支持短链接跳转回长链接。-高并发场景下保证唯一性和快速响应。-写出主要实现思路和数据库设计。四、数据库与分布式（3题，每题15分）1.题目：解释数据库事务的ACID特性，并举例说明为什么需要隔离性。-示例：银行转账场景。2.题目：如何解决分布式数据库中的数据一致性问题？请比较强一致性和最终一致性。-示例：CAP理论的应用场景。3.题目：设计一个分布式缓存系统，要求：-支持高可用和水平扩展。-处理缓存失效和热点数据问题。-写出主要架构和优化策略。五、网络与系统编程（3题，每题15分）1.题目：解释TCP三次握手和四次挥手的过程，并说明为什么需要TIME_WAIT状态。2.题目：比较HTTP/1.1和HTTP/2的主要区别，并说明HTTP/3的改进。3.题目：设计一个秒杀系统，要求：-防止超卖和并发问题。-写出主要技术选型和实现思路。答案与解析一、编程基础与数据结构1.答案：pythondeffactorial(n):result=1foriinrange(1,n+1):result=i处理大数内存优化：可以使用列表存储每一位returnresult解析：-非递归实现阶乘可以通过循环完成。-大数优化：Python原生支持大整数，但若内存受限，可使用列表存储每一位（如模拟大数乘法）。2.答案：pythondefthree_sum(nums,target):nums.sort()res=[]foriinrange(len(nums)-2):ifi>0andnums[i]==nums[i-1]:continueleft,right=i+1,len(nums)-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-=1returnres解析：-排序后双指针遍历，避免重复三元组。-跳过重复元素，提高效率。3.答案：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.headclassNode:def__init__(self,key,value):self.key=keyself.value=valueself.prev=Noneself.next=Nonedefget(self,key:int)->int:ifkeyinself.cache:node=self.cache[key]self._move_to_head(node)returnnode.valuereturn-1defput(self,key:int,value:int)->None:ifkeyinself.cache:node=self.cache[key]node.value=valueself._move_to_head(node)else:iflen(self.cache)==self.capacity:self._remove_tail()new_node=self.Node(key,value)self.cache[key]=new_nodeself._add_to_head(new_node)def_move_to_head(self,node):self._remove_node(node)self._add_to_head(node)def_remove_node(self,node):node.prev.next=node.nextnode.next.prev=node.prevdef_add_to_head(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：-双向链表维护LRU顺序，哈希表快速查找。-头部为最近使用，尾部为最久未使用。4.答案：pythondefis_balanced(root):defcheck(node):ifnotnode:return0,Trueleft_height,left_balanced=check(node.left)right_height,right_balanced=check(node.right)returnmax(left_height,right_height)+1,left_balancedandright_balancedandabs(left_height-right_height)<=1returncheck(root)[1]解析：-后序遍历计算高度，同时判断平衡性。-递归时合并高度和平衡性判断，减少重复计算。5.答案：pythondefcompress(s:str)->str:ifnots:return""count=1result=[]foriinrange(1,len(s)):ifs[i]==s[i-1]:count+=1else:result.append(s[i-1]+str(count))count=1result.append(s[-1]+str(count))return''.join(result)iflen(''.join(result))<len(s)elses解析：-遍历字符串，统计连续字符数量。-压缩后长度小于原字符串则返回压缩结果。二、算法与动态规划1.答案：pythondefrepeated_substring_pattern(s:str)->bool:n=len(s)foriinrange(1,n//2+1):ifn%i==0:ifs[:i](n//i)==s:returnTruereturnFalse解析：-检查所有可能的子串长度，判断能否重复拼接成原字符串。2.答案：pythondefrotate(nums,k):n=len(nums)k%=nnums[:]=nums[-k:]+nums[:-k]解析：-原地旋转：先反转后反转。-优化：直接拼接切片。3.答案：pythondefcount_digit_two(n):count=0foriinrange(1,n+1):count+=str(i).count('2')returncount解析：-遍历所有数字，统计'2'的出现次数。-优化：按位统计（如`n=23`，分别统计10-19和20-29的'2'）。4.答案：pythondefnum_islands(grid):ifnotgrid:return0rows,cols=len(grid),len(grid[0])count=0defdfs(r,c):ifr<0orc<0orr>=rowsorc>=colsorgrid[r][c]=='0':returngrid[r][c]='0'dfs(r+1,c)dfs(r-1,c)dfs(r,c+1)dfs(r,c-1)forrinrange(rows):forcinrange(cols):ifgrid[r][c]=='1':count+=1dfs(r,c)returncount解析：-深度优先遍历标记已访问陆地。-每次遇到陆地则岛屿数量加1。三、系统设计1.答案：-数据结构：-用户表（`users`）：`id`,`name`,`follows`（关注列表）。-微博表（`tweets`）：`id`,`user_id`,`content`,`timestamp`,`likes`。-点赞表（`likes`）：`user_id`,`tweet_id`。-主要接口：-`POST/tweets`（发布微博）。-`GET/users/{user_id}/timeline`（获取用户时间线）。-`POST/users/{user_id}/follow`（关注用户）。解析：-微博按时间倒序显示，可通过`timestamp`排序。-关注列表存储关注用户的`id`，时间线通过SQLJOIN查询。2.答案：-实现思路：-使用哈希函数将长链接映射为短链接（如`hash(long_url)`）。-存储映射关系（数据库或Redis）。-短链接访问时反向解析回长链接。-数据库设计：-`short_links`：`id`（自增），`short_code`（短码），`long_url`。解析：-高并发下使用Redis缓存热点短链接。-短码可使用62进制编码（如`a-zA-Z0-9`）减少长度。四、数据库与分布式1.答案：-ACID特性：-原子性（Atomicity）：事务要么全部成功，要么全部失败。-一致性（Consistency）：事务执行后数据库状态一致。-隔离性（Isolation）：并发事务互不干扰。-持久性（Durability）：事务提交后永久保存。-隔离性举例：-脏读：事务A读取事务B未提交的数据，B回滚后A读取到无效数据。-不可重复读：事务A两次读取同一数据，B在两次读取间修改数据。-幻读：事务A两次扫描查询范围，B插入新数据使查询结果不同。2.答案：-强一致性：-任何读操作都能获取到最新写入的数据（如分布式锁）。-适用于金融交易等场景。-最终一致性：-允许短暂的不一致，但最终会收敛（如Redis缓存）。-适用于社交、新闻等场景。-CAP理论：-分布式系统无法同时满足C（一致性）、A（可用性）、P（分区容错性）。3