2026年程序设计及算法面试题目集

2026年程序设计及算法面试题目集1.代码填充题（共3题，每题10分）题目要求：根据题意，在代码的空白处填入合适的代码片段，使程序功能完整。第1题（10分）：实现一个函数，输入一个整数数组，返回数组中所有唯一元素的最大乘积。如果唯一元素少于两个，返回-1。pythondefmax_unique_product(nums):请在此处填入代码pass第2题（10分）：实现一个函数，输入一个字符串，返回该字符串中不重复字符的最长子串长度。pythondeflength_of_longest_unique_substring(s):请在此处填入代码pass第3题（10分）：实现一个函数，输入一个链表头节点，返回链表中倒数第k个节点。如果k大于链表长度，返回None。pythonclassListNode:def__init__(self,val=0,next=None):self.val=valself.next=nextdefget_kth_from_end(head,k):请在此处填入代码pass2.编程实现题（共4题，每题15分）题目要求：根据题意，编写完整的代码实现。第1题（15分）：实现一个LRU（LeastRecentlyUsed）缓存，支持get和put操作。缓存容量固定，超出容量时淘汰最久未使用的元素。pythonclassLRUCache:def__init__(self,capacity:int):请在此处填入代码passdefget(self,key:int)->int:请在此处填入代码passdefput(self,key:int,value:int)->None:请在此处填入代码pass第2题（15分）：实现一个函数，输入一个二叉树，返回其深度。二叉树节点定义如下：pythonclassTreeNode:def__init__(self,val=0,left=None,right=None):self.val=valself.left=leftself.right=rightdefmax_depth(root):请在此处填入代码pass第3题（15分）：实现一个函数，输入一个字符串，返回该字符串的所有子集。例如，输入"abc"，返回["","a","b","ab","c","ac","bc","abc"]。pythondefsubsets(s):请在此处填入代码pass第4题（15分）：实现一个函数，输入一个整数n，返回所有可能的括号组合。例如，n=3时，返回[["(",")(","(())","(()","())","((())","(()(","((()))"]。pythondefgenerate_parentheses(n):请在此处填入代码pass3.算法设计题（共3题，每题20分）题目要求：根据题意，设计算法并说明时间复杂度。第1题（20分）：有一个无序数组，包含重复元素，请设计一个算法，找出数组中出现次数超过一半的元素。假设一定存在这样的元素。pythondefmajority_element(nums):请在此处填入代码pass第2题（20分）：给定一个字符串，判断是否可以通过翻转子字符串的方式使其成为回文串。例如，输入"aab"，可以翻转"aa"得到"baab"，是回文串。pythondefcanBecomePalindrome(s):请在此处填入代码pass第3题（20分）：有一个mn的网格，从左上角出发，每次只能向右或向下移动，到达右下角。路径中数字之和最大是多少？网格定义如下：pythondefmax_path_sum(grid):请在此处填入代码pass4.数据结构与算法应用题（共2题，每题25分）题目要求：结合实际场景，设计数据结构和算法。第1题（25分）：实现一个任务调度器，输入一系列任务及其执行时间（例如[("task1",2),("task2",3),...]），按照任务优先级（优先级高的先执行）和执行时间排序，返回执行顺序。如果多个任务优先级相同，按输入顺序执行。pythonimportheapqdeftask_scheduler(tasks):请在此处填入代码pass第2题（25分）：设计一个算法，输入一个字符串，判断是否是有效的括号组合。例如，输入"()[]{}",返回True；输入"([)]"，返回False。pythondefisValid(s):请在此处填入代码pass答案与解析1.代码填充题第1题：pythondefmax_unique_product(nums):fromcollectionsimportCountercount=Counter(nums)unique_nums=[numfornum,cntincount.items()ifcnt==1]iflen(unique_nums)<2:return-1returnprod(unique_nums)解析：先统计数组中每个数字的出现次数，筛选出唯一元素（出现次数为1的数字），然后计算这些数字的乘积。如果唯一元素少于两个，返回-1。第2题：pythondeflength_of_longest_unique_substring(s):left=0max_len=0char_set=set()forrightinrange(len(s)):whiles[right]inchar_set:char_set.remove(s[left])left+=1char_set.add(s[right])max_len=max(max_len,right-left+1)returnmax_len解析：使用滑动窗口方法，维护一个不重复字符的集合。遍历字符串时，如果当前字符已存在于集合中，则移动左指针并移除字符，直到当前字符不重复为止。每次更新最大子串长度。第3题：pythondefget_kth_from_end(head,k):fast=slow=headfor_inrange(k):ifnotfast:returnNonefast=fast.nextwhilefast:fast=fast.nextslow=slow.nextreturnslow解析：使用双指针法。先让快指针移动k步，然后慢指针和快指针同时移动，当快指针到达末尾时，慢指针即为倒数第k个节点。2.编程实现题第1题：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)self.cache[key]=valueself.order.append(key)iflen(self.cache)>self.capacity:oldest_key=self.order.pop(0)delself.cache[oldest_key]解析：使用哈希表存储键值对，维护一个双向队列记录访问顺序。get时移动键到队尾，put时如果超出容量则删除最久未使用的元素。第2题：pythondefmax_depth(root):ifnotroot:return0return1+max(max_depth(root.left),max_depth(root.right))解析：递归计算左右子树的最大深度，加1为当前节点深度。第3题：pythondefsubsets(s):res=[]subset=[]defbacktrack(i):res.append(subset.copy())forjinrange(i,len(s)):subset.append(s[j])backtrack(j+1)subset.pop()backtrack(0)returnres解析：回溯法生成所有子集。遍历每个字符，选择或不选择，递归生成所有组合。第4题：pythondefgenerate_parentheses(n):res=[]defbacktrack(left=0,right=0,path=""):iflen(path)==2n:res.append(path)returnifleft<n:backtrack(left+1,right,path+"(")ifright<left:backtrack(left,right+1,path+")")backtrack()returnres解析：回溯法生成所有括号组合。确保左括号数量不超过n，右括号数量不超过左括号。3.算法设计题第1题：pythondefmajority_element(nums):count=0candidate=Nonefornuminnums:ifcount==0:candidate=numcount+=(1ifnum==candidateelse-1)returncandidate解析：Boyer-Moore投票算法。遍历数组，维护候选者和计数器，最终候选者为答案。第2题：pythondefcanBecomePalindrome(s):fromcollectionsimportCountercount=Counter(s)odd_count=sum(1forcntincount.values()ifcnt%2==1)returnodd_count<=1解析：回文串中最多有一个字符出现奇数次。统计字符出现次数，判断奇数次字符数量是否合法。第3题：pythondefmax_path_sum(grid):m,n=len(grid),len(grid[0])dp=[[0]nfor_inrange(m)]dp[0][0]=grid[0][0]foriinrange(1,m):dp[i][0]=dp[i-1][0]+grid[i][0]forjinrange(1,n):dp[0][j]=dp[0][j-1]+grid[0][j]foriinrange(1,m):forjinrange(1,n):dp[i][j]=max(dp[i-1][j],dp[i][j-1])+grid[i][j]returndp[-1][-1]解析：动态规划。dp[i][j]表示到达(i,j)的最大路径和，从左上角开始填充。4.数据结构与算法应用题第1题：pythonimportheapqdeftask_scheduler(tasks):priority_queue=[]fortask,timeintasks:heapq.heappush(priority_queue,(time,task))order=[]whilepriority_queue:time,task=heapq.heappop(priority_queue)order.append(task)iftime>1:heapq.heappush(priority_queue,(time-1,task))returnorder解析：使用优先队列（最小堆）按执行时间排序任务，模拟执行过程。第2题：pythondefisValid(s):stack=[]mapp