2026年计算机软件工程师面试常见问题练习题

2026年计算机软件工程师面试常见问题练习题一、编程题（共5题，每题20分，总分100分）题目1（Java编程）：编写一个Java方法，实现将一个字符串中的所有空格替换为"%20"。假设字符串的长度足够容纳替换后的结果。答案与解析：javapublicstaticStringreplaceSpaces(Strings){if(s==null)returnnull;char[]arr=s.toCharArray();intspaceCount=0;for(charc:arr){if(c=='')spaceCount++;}char[]result=newchar[arr.length+spaceCount2];intindex=0;for(charc:arr){if(c==''){result[index++]='%';result[index++]='2';result[index++]='0';}else{result[index++]=c;}}returnnewString(result,0,index);}解析：1.首先统计字符串中空格的数量，以便确定替换后的数组长度。2.创建一个新数组，长度为原字符串长度加上空格替换后的额外字符数（每个空格替换为"%20"）。3.遍历原字符串，将空格替换为"%20"，其他字符直接复制到新数组中。4.返回新字符串。题目2（Python编程）：实现一个函数，接受一个列表，返回列表中所有唯一元素（即只出现一次的元素）的列表。答案与解析：pythondefunique_elements(lst):count={}fornuminlst:count[num]=count.get(num,0)+1return[numfornum,cntincount.items()ifcnt==1]解析：1.使用字典统计列表中每个元素的出现次数。2.遍历字典，将出现次数为1的元素添加到结果列表中。3.返回结果列表。题目3（C++编程）：编写一个C++函数，实现快速排序算法。答案与解析：cppinclude<vector>usingnamespacestd;voidquickSort(vector<int>&arr,intleft,intright){if(left>=right)return;intpivot=arr[left];inti=left,j=right;while(i<j){while(i<j&&arr[j]>=pivot)j--;arr[i]=arr[j];while(i<j&&arr[i]<=pivot)i++;arr[j]=arr[i];}arr[i]=pivot;quickSort(arr,left,i-1);quickSort(arr,i+1,right);}解析：1.选择基准值（pivot），默认为第一个元素。2.从两端向中间遍历，将小于基准值的元素移到左侧，大于基准值的元素移到右侧。3.递归对基准值左右两侧的子数组进行排序。题目4（JavaScript编程）：实现一个JavaScript函数，检查一个字符串是否为回文（即正读和反读相同）。答案与解析：javascriptfunctionisPalindrome(str){str=str.toLowerCase().replace(/[^a-z0-9]/g,'');letleft=0,right=str.length-1;while(left<right){if(str[left]!==str[right])returnfalse;left++;right--;}returntrue;}解析：1.将字符串转换为小写并去除非字母数字字符。2.使用双指针法，从两端向中间遍历，比较对应字符是否相同。3.如果所有字符匹配，返回true；否则返回false。题目5（C#编程）：编写一个C#方法，实现二分查找算法，返回目标值在有序数组中的索引，如果未找到则返回-1。答案与解析：csharppublicstaticintbinarySearch(int[]arr,inttarget){intleft=0,right=arr.Length-1;while(left<=right){intmid=left+(right-left)/2;if(arr[mid]==target)returnmid;elseif(arr[mid]<target)left=mid+1;elseright=mid-1;}return-1;}解析：1.初始化左右指针。2.每次计算中间位置，比较中间值与目标值：-相等则返回索引。-目标值更大则移动左指针。-目标值更小则移动右指针。3.如果未找到，返回-1。二、系统设计题（共3题，每题30分，总分90分）题目1（分布式系统设计）：设计一个高并发的短链接系统，要求支持每日百万级请求量，并保证链接生成和跳转的实时性。答案与解析：1.系统架构：-使用分布式微服务架构，将链接生成、存储和跳转拆分为独立服务。-链接生成服务：负责接收请求并分配唯一短链接。-存储服务：使用Redis或Memcached缓存热点链接，关系型数据库（如MySQL）存储全量数据。-跳转服务：优先从缓存中获取链接，缓存未命中则查询数据库。2.短链接生成：-使用自增ID+Hash算法（如Base62编码）生成短链接，例如：`/1a2b`。-使用分布式ID生成器（如TwitterSnowflake）确保ID唯一性。3.高并发优化：-链接生成服务使用限流（令牌桶算法）防止洪峰。-跳转服务使用本地缓存（如GuavaCache）减少数据库查询。-数据库读写分离，使用分库分表（如ShardingSphere）分散压力。4.容灾备份：-使用多副本存储（如RedisCluster），设置主从复制和哨兵机制。-定期备份全量数据到对象存储（如AWSS3）。题目2（消息队列设计）：设计一个支持高吞吐量的分布式消息队列，要求满足以下需求：-支持至少100万qps的消息发送和接收。-保证消息的至少一次传递。-提供消息重试和死信队列功能。答案与解析：1.系统架构：-使用Kafka或RabbitMQ作为消息队列，Kafka更适合高吞吐量场景。-配置多个Broker组成集群，使用Zookeeper或Kafka自带的Controller机制进行协调。2.消息传递保证：-开启生产者确认机制（acks=all），确保消息写入所有ISR（In-SyncReplicas）。-使用幂等写入（Idempotence），防止重复消息导致业务问题。3.高吞吐量优化：-生产者使用批处理（Batching）和异步发送。-消费者使用多线程或分片消费（Partition）。-配置合理的Topic分区数和副本数（如4个分区，3个副本）。4.重试与死信队列：-消息消费失败后，使用TTL策略（如RabbitMQ的Expire）或手动重试。-超过重试次数的消息进入死信队列（DLQ），用于后续人工处理。-死信队列可单独监控或告警。题目3（缓存系统设计）：设计一个高并发的分布式缓存系统，要求支持秒级缓存失效和更新，并保证数据一致性。答案与解析：1.系统架构：-使用Redis集群，配置多个Master和Slave节点，支持读写分离。-使用分片机制（如RedisCluster）分散压力，单个节点支持更高并发。2.缓存失效策略：-设置合理的TTL（如5分钟），避免频繁全量更新。-使用缓存预热（CacheWarmup），启动时预加载热点数据。3.数据一致性：-使用发布/订阅模式（如RedisPub/Sub）实现缓存更新通知。-更新数据时，先修改数据库，然后发布消息通知其他节点刷新缓存。-对于强一致性需求，可使用Lua脚本在Redis中原子化操作。4.高并发优化：-客户端使用连接池（如Jedis或Lettuce）复用连接。-使用本地缓存（如GuavaCache）减少远程调用。-设置合理的过期事件（如Redis的EXPIRE事件）。三、数据库设计题（共2题，每题20分，总分40分）题目1（关系型数据库设计）：设计一个电商平台的订单表，要求支持高并发写入，并满足以下需求：-每秒支持至少10万条订单写入。-支持按用户ID和订单时间查询订单。-订单状态需要支持实时更新。答案与解析：1.表结构：sqlCREATETABLEorders(order_idBIGINTAUTO_INCREMENTPRIMARYKEY,user_idBIGINTNOTNULL,order_timeTIMESTAMPDEFAULTCURRENT_TIMESTAMP,statusINTDEFAULT0,--0:待支付,1:已支付,2:已发货total_amountDECIMAL(10,2)NOTNULL,INDEXidx_user_time(user_id,order_time));2.高并发优化：-使用分库分表（如ShardingSphere），按用户ID或订单时间分片。-配置数据库读写分离，主库处理写入，从库处理查询。-开启InnoDB引擎的行级锁和事务隔离级别（如ReadCommitted）。3.实时更新：-使用触发器或中间件（如Redis）记录状态变更事件。-消息队列（如Kafka）通知下游服务（如风控系统）。题目2（NoSQL数据库设计）：设计一个社交媒体的帖子表，要求支持高并发读取和写入，并满足以下需求：-每秒支持至少50万条帖子写入。-支持按用户ID和时间范围查询帖子。-帖子需要支持实时点赞和评论。答案与解析：1.表结构：json{"post_id":"UUID","user_id":"UUID","content":"TEXT","post_time":"TIMESTAMP","likes":{"count":0,"users":["UUID"]},"comments":[{"comment_id":"UUID","user_id":"UUID","content":"TEXT","time":"TIMESTAMP"}]}2.高并发优化：-使用Redis集群存储热点帖子，热点数据预加载。-使用MongoDB的聚合索引（如user_id+post_time）。-使用消息队列（如Kafka）异步处理点赞和评论。3.实时更新：-点赞和评论通过发布/订阅实时通知（如WebSocket）。-使用RedisPub/Sub同步点赞数（原子操作）。四、算法题（共3题，每题20分，总分60分）题目1（动态规划）：给定一个字符串，找出其中不含有重复字符的最长子串的长度。答案与解析：pythondeflengthOfLongestSubstring(s):char_map={}left=0max_len=0forrightinrange(len(s)):ifs[right]inchar_mapandchar_map[s[right]]>=left:left=char_map[s[right]]+1char_map[s[right]]=rightmax_len=max(max_len,right-left+1)returnmax_len解析：1.使用滑动窗口（left和right指针）遍历字符串。2.如果当前字符已存在于窗口内，则移动left指针到重复字符的下一个位置。3.更新字符的最新位置，并计算窗口长度。题目2（图算法）：给定一个无向图，判断是否存在环。答案与解析：pythondefhasCycle(graph):visited=set()defdfs(node,parent):ifnodeinvisited:returnTruevisited.add(node)forneighboringraph[node]:ifneighbor!=parentanddfs(neighbor,node):returnTruereturnFalsefornodeingraph:ifnodenotinvisited:ifdfs(node,None):returnTruereturnFalse解析：1.使用深度优先搜索（DFS）遍历图。2.标记已访问节点，并记录父节点防止回溯。3.如果发现已访问且不是父节点的节点，则存在环。题目3（贪心算法）：给定一个整数数组，返回数组中和为target的三个数的组合，要求三元组中数字的绝对值之和最小。答案与解析：pythondefthreeSumClosest(nums,target):nums.sort()n=len(nums)closest_sum=float('inf')foriinrange(n):left,right=i+1,n-1whileleft<right: