2026年软件工程师面试笔试经典题目解析

2026年软件工程师面试笔试经典题目解析一、编程语言基础（共3题，每题10分，总分30分）题目1：请用Java实现一个方法，输入一个字符串，返回该字符串中所有唯一字符的集合。例如，输入"abaccde"，返回"a,c,d,e"。题目2：用Python编写一个函数，接受一个整数列表，返回列表中所有偶数的平方和。例如，输入[1,2,3,4]，返回20（2²+4²）。题目3：用C++实现一个简单的LRU（最近最少使用）缓存类，支持get和put操作。要求：-get(key)：返回键对应的值，如果不存在返回-1。-put(key,value)：插入或更新键值对，如果缓存已满，则删除最久未使用的元素。（假设缓存容量为3）二、算法与数据结构（共5题，每题15分，总分75分）题目4：给定一个链表，判断是否存在环。如果存在，返回入口节点；否则返回null。（例如，链表1→2→3→4→2，存在环，入口为2）题目5：用二分查找法实现一个函数，在有序数组中查找目标值target，如果找到返回索引，否则返回-1。要求时间复杂度为O(logn)。题目6：编写一个函数，将字符串转换成整数（atoi）。假设输入字符串可能包含前导空格、正负号，忽略非数字字符。（例如，输入"-42a123"，返回-42）题目7：用栈实现一个队列。要求：-enqueue方法在队尾添加元素。-dequeue方法返回队头元素。（例如，执行enq(1),enq(2)，然后deq()，返回1）题目8：给定一个无重复元素的整数数组，返回所有可能的子集。（例如，输入[1,2,3]，返回[[],[1],[2],[1,2],[3],[1,3],[2,3],[1,2,3]）。三、系统设计（共2题，每题25分，总分50分）题目9：设计一个短链接生成服务，要求：-输入URL，返回固定长度的短链接（如6位字母数字组合）。-支持反向解析，通过短链接查询原始URL。-考虑高并发场景下的性能和分布式部署方案。题目10：设计一个简单的消息队列系统，要求：-支持发布/订阅模式，可自定义主题。-保证消息至少传递一次。-考虑消息持久化、消费者挂断重连等场景。四、数据库与SQL（共2题，每题20分，总分40分）题目11：假设有一个电商订单表`orders`（id,user_id,product_id,amount,order_time），编写SQL查询：-查询每个用户的总消费金额，按消费金额降序排列。-查询最近30天内消费金额最高的用户。题目12：用SQL实现一个事务，更新订单状态：1.将订单状态从"pending"更新为"paid"。2.如果更新成功，插入一条订单日志记录；如果失败，回滚状态变更。（假设存在`order_logs`表）五、分布式与中间件（共2题，每题15分，总分30分）题目13：解释CAP理论，并说明在分布式数据库中如何权衡一致性（Consistency）、可用性（Availability）和分区容错性（PartitionTolerance）。举例说明。题目14：如何实现分布式事务？对比2PC和TCC两种方案的优缺点，并说明适用场景。答案与解析一、编程语言基础题目1（Java）：javaimportjava.util.HashSet;importjava.util.Set;publicclassUniqueChars{publicstaticSet<Character>getUniqueChars(Strings){Set<Character>set=newHashSet<>();for(charc:s.toCharArray()){if(!set.contains(c)){set.add(c);}}returnset;}publicstaticvoidmain(String[]args){Stringinput="abaccde";System.out.println(getUniqueChars(input));//输出[a,c,d,e]}}解析：-使用`HashSet`存储唯一字符，时间复杂度O(n)，空间复杂度O(n)。-遍历字符串，若字符不在集合中则添加。题目2（Python）：pythondefsum_of_even_squares(nums):returnsum(x2forxinnumsifx%2==0)解析：-列表推导式过滤偶数并计算平方，最后求和。-适用于Pythonic的简洁实现。题目3（C++）：cppinclude<unordered_map>include<list>classLRUCache{public:LRUCache(intcapacity):capacity_(capacity){}intget(intkey){autoit=cache_map.find(key);if(it==cache_map.end())return-1;touch(it->second);returnit->second->second;}voidput(intkey,intvalue){autoit=cache_map.find(key);if(it!=cache_map.end()){it->second->second=value;touch(it->second);return;}if(cache_map.size()==capacity_){cache_map.erase(lru_list.back().first);lru_list.pop_back();}lru_list.emplace_front(key,value);cache_map[key]=lru_list.begin();}private:voidtouch(list<pair<int,int>>&node){lru_list.erase(node);lru_list.emplace_front(node->first,node->second);cache_map[node->first]=lru_list.begin();}intcapacity_;unordered_map<int,list<pair<int,int>>::iterator>cache_map;list<pair<int,int>>lru_list;};解析：-使用`unordered_map`记录键到链表节点的映射，链表维护LRU顺序。-`get`操作将节点移到头部，`put`时若满则删除尾部节点。二、算法与数据结构题目4（链表环检测）：pythonclassListNode:def__init__(self,x):self.val=x;self.next=NonedefdetectCycle(head):ifnothead:returnNoneslow,fast=head,headwhilefastandfast.next:slow=slow.nextfast=fast.next.nextifslow==fast:slow=headwhileslow!=fast:slow=slow.nextfast=fast.nextreturnslowreturnNone解析：-快慢指针判断环，相遇后从头部重新遍历找入口。-时间O(n)，空间O(1)。题目5（二分查找）：javapublicintbinarySearch(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：-每次取中点比较，缩小搜索范围。-需要数组有序，对重复元素返回任意一个索引。题目6（atoi）：pythondefmyAtoi(s):s=s.strip()ifnots:return0sign=1i=0ifs[0]=='-':sign=-1i+=1elifs[0]=='+':i+=1result=0whilei<len(s)ands[i].isdigit():result=result10+int(s[i])ifsign==1andresult>231-1:return231-1elifsign==-1and-result<-231:return-231i+=1returnsignresult解析：-处理前导空格、符号，逐位累加。-防止溢出需提前判断。题目7（栈实现队列）：pythonclassMyQueue:def__init__(self):self.in_stack=[]self.out_stack=[]defenq(self,x):self.in_stack.append(x)defdeq(self):ifnotself.out_stack:whileself.in_stack:self.out_stack.append(self.in_stack.pop())ifnotself.out_stack:returnNonereturnself.out_stack.pop()解析：-入队压栈，出队时若出栈为空则转移所有元素。-时间最坏O(n)，但均摊为O(1)。题目8（子集生成）：pythondefsubsets(nums):res=[]subset=[]defdfs(i):ifi==len(nums):res.append(subset.copy())returnsubset.append(nums[i])dfs(i+1)subset.pop()dfs(i+1)dfs(0)returnres解析：-回溯法递归选择或不选择当前元素。-时间O(2^n)，空间O(n)。三、系统设计题目9（短链接生成）：方案：1.使用`hash`函数（如MD5）将URL映射到固定长度字符串。2.压缩（如k-trie）减少存储空间。3.分布式部署时，用Redis缓存热点链接，数据库存储全部记录。解析：-需考虑碰撞概率和可读性，可加盐或随机前缀。题目10（消息队列）：方案：-使用`RabbitMQ`或`Kafka`。-消息持久化到磁盘，消费者确认机制保证至少传递。-挂断重连通过心跳检测自动恢复。解析：-关键在于解耦和可靠性，需支持异步拉取或推送。四、数据库与SQL题目11（SQL查询）：sql--总消费金额SELECTuser_id,SUM(amount)AStotalFROMordersGROUPBYuser_idORDERBYtotalDESC;--最高消费用户SELECTuser_idFROMordersGROUPBYuser_idORDERBYSUM(amount)DESCLIMIT1;解析：-使用`GROUPBY`聚合，`SUM`计算总金额。题目12（事务更新）：sqlBEGINTRANSACTION;UPDATEordersSETstatus='paid'WHEREid=?;IF@@ROWCOUNT>0INSERTINTOorder_logs(order_id,status)VALUES(?,?);ELSEROLLBACK;COMMIT;解析：-使用`IF`判断更新是否成功，`ROLLBACK`回滚。五、分布式与中间件题目13（CAP理论）：解释：-一致