2026年程序员面试宝典编程语言与算法题库

2026年程序员面试宝典：编程语言与算法题库一、Java基础（共5题，每题10分）1.题目：解释Java中的`volatile`关键字的作用，并说明它与`synchronized`关键字的区别。2.题目：编写一个Java程序，实现线程安全的单例模式（至少提供两种实现方式）。3.题目：说明Java中的`HashMap`和`ConcurrentHashMap`的区别，并举例说明在哪些场景下优先使用`ConcurrentHashMap`。4.题目：什么是Java中的`GC（垃圾回收）`？简述常见的`GC算法`及其优缺点。5.题目：编写Java代码，实现一个`斐波那契数列`的生成器，要求使用`递归`和`动态规划`两种方法分别实现，并比较时间复杂度。二、算法与数据结构（共8题，每题12分）1.题目：给定一个未排序的整数数组，编写算法找出数组中的中位数。2.题目：实现快速排序算法，并说明其时间复杂度和空间复杂度。3.题目：编写代码实现二叉树的深度优先遍历（前序、中序、后序）。4.题目：什么是动态规划？举例说明如何使用动态规划解决背包问题。5.题目：给定一个字符串，判断它是否是回文串（不考虑空格和大小写）。6.题目：编写算法，找出无重复字符的最长子串长度（例如，输入"abcabcbb"，输出"abc"的长度3）。7.题目：说明图的深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）的原理，并分别给出实现代码。8.题目：实现一个LRU（最近最少使用）缓存，要求支持`get`和`put`操作。三、C++编程（共5题，每题10分）1.题目：解释C++中的`RAII（资源获取即初始化）`机制，并举例说明其应用场景。2.题目：编写C++代码，实现一个`模板`函数，用于交换两个变量的值。3.题目：说明C++中的`智能指针`（如`unique_ptr`和`shared_ptr`）的作用，并比较它们的区别。4.题目：什么是虚函数（virtualfunction）？为什么需要使用虚函数？5.题目：编写C++代码，实现一个简单的`单链表`，并实现反转链表的功能。四、Python编程（共5题，每题10分）1.题目：解释Python中的`装饰器`（decorator）的原理，并编写一个简单的装饰器示例。2.题目：编写Python代码，实现一个`生成器`，用于生成斐波那契数列。3.题目：说明Python中的`列表推导式`（listcomprehension）的优势，并举例说明。4.题目：什么是Python中的`上下文管理器`（contextmanager）？如何使用`with`语句？5.题目：编写Python代码，实现一个简单的`二叉树`，并实现前序遍历。五、数据库（共4题，每题15分）1.题目：解释数据库的`ACID`特性，并说明其在事务处理中的作用。2.题目：编写SQL查询语句，实现以下需求：-从`employees`表（包含`id,name,department,salary`字段）中查询`salary`大于平均值的员工信息。-查询每个部门的平均`salary`，并按平均`salary`降序排列。3.题目：说明`索引`（index）在数据库中的作用，并比较`B-Tree索引`和`哈希索引`的区别。4.题目：编写SQL语句，实现以下需求：-将`orders`表中的`order_date`字段转换为`timestamp`类型。-为`customers`表中的`name`字段创建一个`非唯一索引`。六、系统设计（共3题，每题20分）1.题目：设计一个简单的短链接系统（如TinyURL），说明主要的技术方案和实现步骤。2.题目：如何设计一个高并发的计数器系统？说明可能的技术方案（如Redis、分布式锁等）。3.题目：设计一个消息队列系统（如Kafka或RabbitMQ），说明其核心组件和工作原理。答案与解析一、Java基础1.答案：`volatile`关键字确保变量的可见性和有序性，但不保证原子性。-可见性：当一个线程修改了`volatile`变量时，其他线程能够立即看到该修改。-有序性：禁止指令重排序，保证代码的执行顺序与程序代码顺序一致。与`synchronized`的区别：-`volatile`适用于变量读写的场景，轻量级；-`synchronized`是锁机制，适用于复杂场景（如状态变更），但性能开销较大。2.答案：-饿汉式（静态代码块初始化）：javapublicclassSingleton{privatestaticfinalSingletonINSTANCE=newSingleton();privateSingleton(){}publicstaticSingletongetInstance(){returnINSTANCE;}}-懒汉式（双重校验锁）：javapublicclassSingleton{privatevolatilestaticSingletonINSTANCE;privateSingleton(){}publicstaticSingletongetInstance(){if(INSTANCE==null){synchronized(Singleton.class){if(INSTANCE==null){INSTANCE=newSingleton();}}}returnINSTANCE;}}3.答案：-`HashMap`：线程不安全，适用于单线程场景；-`ConcurrentHashMap`：线程安全，通过分段锁（Segment）实现高并发；优先使用`ConcurrentHashMap`的场景：-高并发读操作（性能更好）；-需要细粒度锁控制时。4.答案：`GC`是自动回收不再使用的内存。常见算法：-标记-清除（Mark-Sweep）：标记存活对象，清除垃圾；-复制（Copying）：将存活对象复制到新内存区域；-标记-整理（Mark-Compact）：标记存活对象，整理内存。5.答案：-递归：javapublicstaticintfib(intn){if(n<=1)returnn;returnfib(n-1)+fib(n-2);}时间复杂度：O(2^n)-动态规划：javapublicstaticintfib(intn){if(n<=1)returnn;int[]dp=newint[n+1];dp[0]=0;dp[1]=1;for(inti=2;i<=n;i++){dp[i]=dp[i-1]+dp[i-2];}returndp[n];}时间复杂度：O(n)，空间复杂度：O(n)二、算法与数据结构1.答案：javapublicstaticdoublefindMedian(int[]nums){Arrays.sort(nums);intn=nums.length;if(n%2==0){return(nums[n/2-1]+nums[n/2])/2.0;}else{returnnums[n/2];}}2.答案：javapublicstaticvoidquickSort(int[]arr,intleft,intright){if(left>=right)return;intpivot=arr[left+(right-left)/2];inti=left,j=right;while(i<=j){while(arr[i]<pivot)i++;while(arr[j]>pivot)j--;if(i<=j){swap(arr,i,j);i++;j--;}}quickSort(arr,left,j);quickSort(arr,i,right);}时间复杂度：O(nlogn)，空间复杂度：O(logn)。3.答案：javapublicstaticvoidpreOrder(TreeNoderoot){if(root==null)return;System.out.print(root.val+"");preOrder(root.left);preOrder(root.right);}（中序、后序类似，只需调整打印顺序）。4.答案：动态规划解决背包问题：javapublicstaticintknapsack(int[]weights,int[]values,intcapacity){intn=weights.length;int[][]dp=newint[n+1][capacity+1];for(inti=1;i<=n;i++){for(intw=1;w<=capacity;w++){if(weights[i-1]<=w){dp[i][w]=Math.max(dp[i-1][w],values[i-1]+dp[i-1][w-weights[i-1]]);}else{dp[i][w]=dp[i-1][w];}}}returndp[n][capacity];}5.答案：javapublicstaticbooleanisPalindrome(Strings){s=s.replaceAll("[^a-zA-Z0-9]","").toLowerCase();intleft=0,right=s.length()-1;while(left<right){if(s.charAt(left)!=s.charAt(right))returnfalse;left++;right--;}returntrue;}6.答案：javapublicstaticintlengthOfLongestSubstring(Strings){int[]last=newint[128];Arrays.fill(last,-1);intmaxLen=0,start=-1;for(inti=0;i<s.length();i++){charc=s.charAt(i);if(last[c]>start){start=last[c];}last[c]=i;maxLen=Math.max(maxLen,i-start);}returnmaxLen;}7.答案：DFS：javapublicstaticvoiddfs(intnode,boolean[]visited,List<Integer>path){visited[node]=true;path.add(node);for(intneighbor:graph[node]){if(!visited[neighbor]){dfs(neighbor,visited,path);}}}BFS：javapublicstaticvoidbfs(intstart){Queue<Integer>queue=newLinkedList<>();boolean[]visited=newboolean[graph.length];queue.add(start);visited[start]=true;while(!queue.isEmpty()){intnode=queue.poll();System.out.print(node+"");for(intneighbor:graph[node]){if(!visited[neighbor]){queue.add(neighbor);visited[neighbor]=true;}}}}8.答案：javapublicstaticclassLRUCache{privateMap<Integer,Integer>cache;privateintcapacity;privateDeque<Integer>deque;publicLRUCache(intcapacity){this.capacity=capacity;cache=newLinkedHashMap<>();deque=newLinkedList<>();}publicintget(intkey){if(!cache.containsKey(key))return-1;deque.remove(key);deque.addLast(key);returncache.get(key);}publicvoidput(intkey,intvalue){if(cache.containsKey(key)){deque.remove(key);}elseif(cache.size()==capacity){intfirst=deque.removeFirst();cache.remove(first);}cache.put(key,value);deque.addLast(key);}}三、C++编程1.答案：RAII通过对象生命周期管理资源，确保资源在对象销毁时自动释放。示例：cppclassFile{public:File(constcharpath){fp=fopen(path,"r");}~File(){if(fp)fclose(fp);}private:FILEfp;};2.答案：cpptemplate<typenameT>voidswap(T&a,T&b){Ttemp=a;a=b;b=temp;}3.答案：`unique_ptr`：独占所有权，类似Java中的`final`变量；`shared_ptr`：引用计数，允许多个指针共享同一对象。4.答案：虚函数允许子类重写父类方法，实现多态。用途：实现接口或回调机制。5.答案：cppstructListNode{intval;ListNodenext;ListNode(intx):val(x),next(nullptr){}};voidreverseList(ListNode&head){ListNodeprev=nullptr,curr=head;while(curr){ListNodenext=curr->next;curr->next=prev;prev=curr;curr=next;}head=prev;}四、Python编程1.答案：装饰器本质是函数，用于修改其他函数的功能。示例：pythondefmy_decorator(func):defwrapper(args,kwargs):print("Before")result=func(args,kwargs)print("After")returnresultreturnwrapper@my_decoratordefsay_hello():print("Hello")2.答案：pythondeffib(n):a,b=0,1for_inrange(n):yieldaa,b=b,a+b3.答案：列表推导式更简洁、高效。示例：pythonsquares=[x2forxinrange(10)]4.答案：pythonwithopen("file.txt","r")asf:content=f.read()底层使用`__enter__`和`__exit__`方法。5.答案：pythonclassTreeNode:def__init__(self,val=0,left=None,right=None):self.val=valself.left=leftself.right=rightdefpreorder(root):ifnotroot:returnprint(root.val,end="")preorder(root.left)preorder(root.right)五、数据库1.答案：ACID：-原子性（Atomicity）：事务不可分割；-一致性（Consistency）：事务执行后数