2026年程序员面试与编程能力测试题集

2026年程序员面试与编程能力测试题集一、编程语言基础（共5题，每题10分，总分50分）（针对Java程序员，考察Java基础语法、面向对象特性及异常处理）1.题目：编写一个Java方法，接收一个整数数组，返回数组中所有奇数的平方和。要求使用Java8StreamAPI实现，并处理空数组的情况。2.题目：解释Java中的`volatile`关键字的作用，并说明它与`synchronized`的区别。举例说明在哪些场景下应使用`volatile`。3.题目：实现一个`Singleton`模式，要求在多线程环境下安全创建实例，并说明其原理。4.题目：编写Java代码，实现一个自定义异常类`BusinessException`，并在主方法中抛出并捕获该异常。5.题目：比较Java中的`HashMap`和`ConcurrentHashMap`的异同，并说明在哪些场景下选择后者。二、算法与数据结构（共5题，每题12分，总分60分）（针对北京/上海互联网公司，考察常用算法与复杂度分析）1.题目：给定一个字符串，判断是否可以通过翻转子字符串使字符串变为回文。例如，输入`"abccba"`，输出`true`；输入`"abcba"`，输出`false`。2.题目：实现快速排序算法，并分析其时间复杂度和空间复杂度。3.题目：设计一个LRU（LeastRecentlyUsed）缓存，要求支持`get`和`put`操作，并说明其实现原理。4.题目：给定一个无序数组，找出其中第K大的元素。要求不排序整个数组，时间复杂度不超过O(n)。5.题目：用二叉树实现一个表达式求值器（支持加减乘除），并说明其设计思路。三、数据库与SQL（共4题，每题15分，总分60分）（针对深圳/杭州企业，考察MySQL与SQL优化）1.题目：编写SQL查询，找出2023年入职的员工中，月薪最高的前10名员工的信息。2.题目：解释MySQL中的索引类型（如B-Tree索引、哈希索引等），并说明如何选择合适的索引。3.题目：优化以下SQL查询，并说明优化思路：sqlSELECTFROMordersWHEREdateBETWEEN'2023-01-01'AND'2023-12-31'ORDERBYdate;4.题目：设计一个分库分表的方案，假设有一个订单表`orders`，按`order_id`范围分表，说明如何实现和优化的。四、系统设计（共3题，每题20分，总分60分）（针对一线城市大厂，考察分布式系统设计能力）1.题目：设计一个高并发的短链接系统，要求支持秒级生成和解析，并说明其技术选型。2.题目：如何设计一个支持千万级用户的实时消息推送系统？说明其架构和关键技术。3.题目：假设你要设计一个电商平台的秒杀系统，要求支持每秒100万+订单，说明其关键设计点。五、编程实践（共3题，每题25分，总分75分）（针对特定业务场景编程，考察编码能力和问题解决能力）1.题目：编写Python代码，实现一个简单的爬虫，抓取指定URL的网页内容，并提取其中的所有`<a>`标签的链接。要求使用`requests`和`BeautifulSoup`库。2.题目：使用Go语言实现一个简单的RPC框架，要求支持服务注册和调用，并说明其原理。3.题目：编写Java代码，实现一个简单的消息队列（如RabbitMQ的简易版），要求支持消息的发布和订阅。答案与解析一、编程语言基础1.答案：javaimportjava.util.Arrays;importjava.util.stream.IntStream;publicclassOddSquareSum{publicstaticintcalculate(int[]arr){if(arr==null||arr.length==0)return0;returnArrays.stream(arr).filter(num->num%2!=0).map(num->numnum).sum();}publicstaticvoidmain(String[]args){int[]arr={1,2,3,4,5};System.out.println(calculate(arr));//输出：55(1^2+3^2+5^2)}}解析：-使用Java8StreamAPI的`filter`筛选奇数，`map`计算平方，`sum`求和。-处理空数组时直接返回0，避免异常。2.答案：`volatile`关键字的作用是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，其他线程能够立即看到该变化。-有序性：防止指令重排，保证代码执行顺序。与`synchronized`的区别：-`volatile`开销小，但仅保证单个变量的操作原子性；-`synchronized`是锁机制，保证代码块的原子性、可见性和有序性，但开销大。使用场景：-`volatile`：单个共享变量（如状态标记）的读写；-`synchronized`：复杂操作（如计数器）的原子性保证。3.答案：javapublicclassSingleton{privatestaticvolatileSingletoninstance;privateSingleton(){}publicstaticSingletongetInstance(){if(instance==null){synchronized(Singleton.class){if(instance==null){instance=newSingleton();}}}returninstance;}}解析：-双重检查锁定（Double-CheckedLocking），避免多线程多次初始化。-`volatile`防止指令重排，确保`instance`在构造完成前不被其他线程使用。4.答案：javapublicclassBusinessExceptionextendsException{publicBusinessException(Stringmessage){super(message);}}publicclassMain{publicstaticvoidmain(String[]args){try{thrownewBusinessException("业务异常");}catch(BusinessExceptione){System.out.println(e.getMessage());}}}解析：-自定义异常继承`Exception`，通过构造器传递错误信息。-使用`try-catch`捕获并处理异常。5.答案：`HashMap`和`ConcurrentHashMap`的异同：-相同点：都是基于哈希表实现的映射结构，支持快速查找。-不同点：-`HashMap`：线程不安全，多线程使用需外部同步。-`ConcurrentHashMap`：线程安全，通过分段锁（Segment）实现高并发访问。使用场景：-`HashMap`：单线程或少量读操作场景。-`ConcurrentHashMap`：高并发读写场景（如分布式缓存）。二、算法与数据结构1.答案：pythondefcan_be_palindrome(s:str)->bool:fromcollectionsimportCountercounts=Counter(s)odd_count=sum(1forvincounts.values()ifv%2!=0)returnodd_count<=1测试print(can_be_palindrome("abccba"))#Trueprint(can_be_palindrome("abcba"))#False解析：-回文允许最多一个字符出现奇数次（居中字符）。-统计字符出现次数，判断奇数个字符是否超过1个。2.答案：javapublicclassQuickSort{publicstaticvoidquickSort(int[]arr,intleft,intright){if(left>=right)return;intpivot=partition(arr,left,right);quickSort(arr,left,pivot-1);quickSort(arr,pivot+1,right);}privatestaticintpartition(int[]arr,intleft,intright){intpivot=arr[right];inti=left-1;for(intj=left;j<right;j++){if(arr[j]<=pivot){i++;swap(arr,i,j);}}swap(arr,i+1,right);returni+1;}privatestaticvoidswap(int[]arr,inti,intj){inttemp=arr[i];arr[i]=arr[j];arr[j]=temp;}}解析：-时间复杂度：O(nlogn)，平均；O(n^2)，最坏（选择最右端为pivot）。-空间复杂度：O(logn)，递归栈。3.答案：pythonclassLRUCache:def__init__(self,capacity:int):self.cache={}self.capacity=capacityself.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:oldest=self.order.pop(0)delself.cache[oldest]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`时先淘汰最久未使用项。4.答案：javapublicclassKthLargest{privateint[]heap;privateintsize;publicKthLargest(intk,int[]nums){this.heap=newint[k];this.size=0;for(intnum:nums){add(num);}}publicintadd(intval){if(size<heap.length){heap[size++]=val;heapifyUp(size-1);}elseif(val>heap[0]){heap[0]=val;heapifyDown(0);}returnheap[0];}privatevoidheapifyUp(intindex){while(index>0){intparent=(index-1)/2;if(heap[index]>heap[parent]){swap(index,parent);index=parent;}elsebreak;}}privatevoidheapifyDown(intindex){intleft=2index+1;intright=2index+2;intlargest=index;if(left<size&&heap[left]>heap[largest])largest=left;if(right<size&&heap[right]>heap[largest])largest=right;if(largest!=index){swap(index,largest);heapifyDown(largest);}}privatevoidswap(inti,intj){inttemp=heap[i];heap[i]=heap[j];heap[j]=temp;}}解析：-使用最小堆维护前K大元素，堆顶为第K大。-时间复杂度：O(nlogk)，初始化；O(logk)，每次add。5.答案：javaclassTreeNode{intval;TreeNodeleft,right;TreeNode(intx){val=x;}}publicclassExpressionEvaluator{publicintevaluate(Stringexpression){//简化版：仅支持加减乘除Deque<Integer>stack=newArrayDeque<>();Deque<Character>ops=newArrayDeque<>();for(inti=0;i<expression.length();i++){charc=expression.charAt(i);if(Character.isDigit(c)){intnum=0;while(i<expression.length()&&Character.isDigit(expression.charAt(i))){num=num10+(expression.charAt(i)-'0');i++;}i--;stack.push(num);}elseif(c=='('){ops.push(c);}elseif(c==')'){while(ops.peek()!='('){stack.push(applyOp(ops.pop(),stack.pop(),stack.pop()));}ops.pop();//弹出'('}elseif(c=='+'||c=='-'||c==''||c=='/'){while(!ops.isEmpty()&&hasPrecedence(c,ops.peek())){stack.push(applyOp(ops.pop(),stack.pop(),stack.pop()));}ops.push(c);}}while(!ops.isEmpty()){stack.push(applyOp(ops.pop(),stack.pop(),stack.pop()));}returnstack.pop();}privatebooleanhasPrecedence(charop1,charop2){if(op2=='('||op2==')')returnfalse;return(op1!=''&&op1!='/')||(op2!='+'&&op2!='-');}privateintapplyOp(charop,intb,inta){switch(op){case'+':returna+b;case'-':returna-b;case'':returnab;case'/':returna/b;}return0;}}解析：-使用两个栈：操作数栈和操作符栈。-优先级：乘除>加减。括号改变优先级。三、数据库与SQL1.答案：sqlSELECTemployee_id,name,salaryFROMemployeesWHEREYEAR(hire_date)=2023ORDERBYsalaryDESCLIMIT10;解析：-`YEAR(hire_date)`提取年份。-`ORDERBYsalaryDESC`排序，`LIMIT10`取前10。2.答案：MySQL索引类型：-B-Tree索引：最通用，支持范围查询和排序。适用于等值查询和排序。-哈希索引：基于哈希表，仅支持精确等值查询。-全文索引：支持文本内容搜索（如`MATCH...AGAINST`）。-空间索引：用于GIS数据。选择原则：-主键推荐`PRIMARYKEY`（隐式B-Tree）。-高频查询字段使用`INDEX`。-范围查询避免使用哈希索引。3.答案：优化建议：-为`date`字段添加索引：`CREATEINDEXidx_dateONorders(date);`-使用`INDEX`覆盖：`SELECTdateFROMordersWHEREdateBETWEEN'2023-01-01'AND'2023-12-31';`原理：-索引避免全表扫描，通过索引直接定位数据。-范围查询需要B-Tree索引。4.答案：分库分表方案：-分库：按业务模块分库（如订单库、用户库）。-分表：-水平分表：按`order_id`范围分表（如`order_id`%10->表1~表10）。-垂直分表：按列拆分（如订单表拆分为订单主表+商品表）。技术选型：-分库：MySQLCluster/ShardingSphere。-分表：逻辑分表（路由）或物理分表（分库实现）。四、系统设计1.答案：高并发短链接系统设计：-架构：-Web层：Nginx+负载均衡。-服务层：无状态API网关（Kong/Consul）。-缓存层：Redis（存储短链接映射）。-数据库：分库存储长链接+短链接映射。-关键技术：-路由算法：Base62编码短ID。-缓存策略：本地缓存+分布式缓存。-异步处理：消息队列（Kafka）处理热点链接。2.答案：实时消息推送系统设计：-架构：-用户接入层：WebSocket/Server-SentEvents。-消息中心：RabbitMQ/Kafka。-订阅管理：Redis/Zookeeper存储订阅关系。-推送服务：按设备/用户分组推送。-关键技术：-消息队列解耦服务。-负载均衡分发消息。-离线消息重试机制。3.答案：秒杀系统设计：-架构：-预估阶段：分布式定时任务（如Cron）。-开售阶段：-读缓存+写缓存（Redis）。-分布式锁（RedisLock/本地锁）。-库存减扣：数据库乐观锁/行锁。-关键技术：-熔断限流（Sentinel/RateLimiter）。-异步通知（短信/消息队列）。五、编程实践1.答案：pythonimportrequestsfrombs4importBeautifulSoupdeffetch_links(url:str):response=requests.get(url)soup=BeautifulSoup(response.text,'html.parser')links=[a['href']forainsoup.find_all('a',href=True)]returnlinks测试print(fetch_links(''))解析：-`requests`获取网页，`BeautifulSoup`解析。-提取`<a>`标签的`href`属性。2.答案：gopackagemainimport("fmt""net""net/rpc")typeArgsstruct{AintBint}typeArithstruct{}func(tArith)Multiply(argsArgs,replyint)error{reply=args.Aargs.Breturnnil}funcregisterService(){rpc.Register(new(Arith))listener,_:=net.Listen("tcp",":1234")deferlistener.Close()for{conn,_:=listener.Accept()gorpc.ServeConn(conn)}}funcmain(){goregisterService()varreplyintrpc.Call("Arith.Multiply",Args{4,5},&reply)fmt.Println(reply)//输出：20}解析：-定义RPC服务`Arith`和`Multiply`方法。-使用`rpc.Register`注册，`rpc.ServeConn`监听。3.答案：javaimport