2026年软件工程师面试笔试模拟题及答案详解

2026年软件工程师面试笔试模拟题及答案详解一、编程题（共5题，每题15分，总分75分）1.编程题：字符串反转（15分）题目：编写一个函数，将输入的字符串反转，不使用内置的反转函数。例如，输入`"hello"`，输出`"olleh"`。要求：-时间复杂度O(n)-空间复杂度O(1)示例代码（Python）：pythondefreverse_string(s:str)->str:实现代码答案与解析：pythondefreverse_string(s:str)->str:将字符串转换为列表，因为列表可以原地修改chars=list(s)left,right=0,len(chars)-1whileleft<right:交换左右指针对应的字符chars[left],chars[right]=chars[right],chars[left]left+=1right-=1return''.join(chars)解析：-时间复杂度：遍历字符串一次，为O(n)。-空间复杂度：虽然将字符串转换为列表需要O(n)空间，但题目允许不使用内置函数，因此此方法合理。若严格限制空间，可使用双指针原地修改字符串（Python中字符串不可变，需转换为列表）。2.编程题：斐波那契数列（15分）题目：编写一个函数，计算斐波那契数列的第n项（n≥1）。斐波那契数列定义如下：F(1)=1,F(2)=1,F(3)=2,F(4)=3,...,F(n)=F(n-1)+F(n-2)。要求：-动态规划解法（空间复杂度O(n)）-优化为空间复杂度O(1)示例代码（Java）：javapublicstaticintfibonacci(intn){//实现代码}答案与解析：javapublicstaticintfibonacci(intn){if(n<=1)returnn;inta=0,b=1,c=0;for(inti=2;i<=n;i++){c=a+b;a=b;b=c;}returnc;}解析：-动态规划（O(n)空间）：使用数组存储前两项，逐步计算。-优化（O(1)空间）：只存储前两个值，避免使用额外空间。3.编程题：二叉树遍历（15分）题目：给定一个二叉树，编写代码实现前序遍历（根-左-右）。不使用递归，使用栈实现。示例代码（C++）：cppstructTreeNode{intval;TreeNodeleft;TreeNoderight;TreeNode(intx):val(x),left(nullptr),right(nullptr){}};voidpreorderTraversal(TreeNoderoot){//实现代码}答案与解析：cppvoidpreorderTraversal(TreeNoderoot){if(!root)return;std::stack<TreeNode>stack;stack.push(root);while(!stack.empty()){TreeNodenode=stack.top();stack.pop();//访问节点std::cout<<node->val<<'';//先右后左，保证左子树先处理if(node->right)stack.push(node->right);if(node->left)stack.push(node->left);}}解析：-前序遍历顺序为根-左-右，使用栈时先压右子树再压左子树，弹出时先处理左子树。4.编程题：最长有效括号（15分）题目：给定一个字符串，包含`'('`和`')'`，计算最长的有效括号子串的长度。例如，输入`"(()"`，输出`2`（即`"()"`）。要求：-动态规划解法示例代码（JavaScript）：javascriptfunctionlongestValidParentheses(s){//实现代码}答案与解析：javascriptfunctionlongestValidParentheses(s){letmaxLen=0;constdp=Array(s.length).fill(0);for(leti=1;i<s.length;i++){if(s[i]===')'){if(s[i-1]==='('){dp[i]=(i>=2?dp[i-2]:0)+2;}elseif(i-dp[i-1]>0&&s[i-dp[i-1]-1]==='('){dp[i]=dp[i-1]+((i-dp[i-1])>=2?dp[i-dp[i-1]-2]:0)+2;}maxLen=Math.max(maxLen,dp[i]);}}returnmaxLen;}解析：-动态规划数组`dp[i]`表示以`i`结尾的最长有效括号长度。-若`s[i]===')'`且`s[i-1]==='('`，则`dp[i]=dp[i-2]+2`。-若`s[i]===')'`且`s[i-1]===')'`，则检查`i-dp[i-1]-1`是否为`'('`，若是则更新。5.编程题：合并区间（15分）题目：给定一个区间列表，合并所有重叠的区间。例如，输入`[[1,3],[2,6],[8,10]]`，输出`[[1,6],[8,10]]`。要求：-先排序再合并示例代码（Python）：pythondefmerge_intervals(intervals):实现代码}答案与解析：pythondefmerge_intervals(intervals):ifnotintervals:return[]按区间的起始位置排序intervals.sort(key=lambdax:x[0])merged=[intervals[0]]forcurrentinintervals[1:]:last=merged[-1]ifcurrent[0]<=last[1]:#有重叠last[1]=max(last[1],current[1])else:merged.append(current)returnmerged解析：-先按区间起始位置排序，然后遍历合并：若当前区间与最后一个区间重叠，则扩展最后一个区间的结束位置；否则，添加新区间。二、算法题（共3题，每题10分，总分30分）1.算法题：滑动窗口最大值（10分）题目：给定一个数组和一个窗口大小k，滑动窗口从左到右移动，每次返回窗口中的最大值。例如，输入`[1,3,-1,-3,5,3,6,7]`，k=3，输出`[3,3,5,5,6,7]`。要求：-使用单调队列优化示例代码（Java）：javapublicstaticint[]maxSlidingWindow(int[]nums,intk){//实现代码}答案与解析：javapublicstaticint[]maxSlidingWindow(int[]nums,intk){if(nums==null||nums.length==0||k==0)returnnewint[0];intn=nums.length;int[]res=newint[n-k+1];//双向队列，存储元素索引Deque<Integer>deque=newLinkedList<>();for(inti=0;i<n;i++){//移除不在窗口的元素if(!deque.isEmpty()&&deque.peekFirst()<i-k+1){deque.pollFirst();}//移除小于当前元素的元素while(!deque.isEmpty()&&nums[i]>=nums[deque.peekLast()]){deque.pollLast();}deque.offerLast(i);//第k个元素开始记录结果if(i>=k-1){res[i-k+1]=nums[deque.peekFirst()];}}returnres;}解析：-单调队列存储窗口中元素的索引，确保队首始终是最大值。-滑动窗口时，移除不在窗口的元素，并保持队列单调递减。2.算法题：快速排序（10分）题目：实现快速排序算法，选择一个基准元素，将数组分为小于和大于基准的两部分，递归排序。要求：-使用Lomuto分区方案示例代码（C++）：cppvoidquickSort(intarr[],intleft,intright){//实现代码}答案与解析：cppvoidquickSort(intarr[],intleft,intright){if(left>=right)return;//选择基准元素intpivot=arr[right];inti=left;for(intj=left;j<right;j++){if(arr[j]<=pivot){std::swap(arr[i],arr[j]);i++;}}std::swap(arr[i],arr[right]);//递归排序左右两部分quickSort(arr,left,i-1);quickSort(arr,i+1,right);}解析：-Lomuto分区：选择`right`作为基准，遍历数组，将小于基准的元素移到左侧。-递归排序基准左侧和右侧的子数组。3.算法题：最小路径和（10分）题目：给定一个三角形，找到从顶部到底部的最小路径和。每一步只能移动到相邻的数上。例如：[[2],[3,4],[6,5,7],[4,1,8,3]]输出`11`（2→3→5→1）。要求：-动态规划解法示例代码（Python）：pythondefminimumTotal(triangle):实现代码}答案与解析：pythondefminimumTotal(triangle):ifnottriangle:return0n=len(triangle)dp=[[0](i+1)foriinrange(n)]dp[0][0]=triangle[0][0]foriinrange(1,n):dp[i][0]=dp[i-1][0]+triangle[i][0]dp[i][i]=dp[i-1][i-1]+triangle[i][i]forjinrange(1,i):dp[i][j]=min(dp[i-1][j-1],dp[i-1][j])+triangle[i][j]returnmin(dp[-1])解析：-从底部向上计算，`dp[i][j]`表示从`(i,j)`到底部的最小路径和。-递推关系：`dp[i][j]=min(dp[i-1][j-1],dp[i-1][j])+triangle[i][j]`。三、系统设计题（共2题，每题15分，总分30分）1.系统设计题：设计微博系统（15分）题目：设计一个微博系统，支持用户发布、关注、查看时间线等功能。主要功能：-用户注册/登录-发布微博（限制长度，支持@功能）-关注/取消关注-查看时间线（显示关注用户的最新微博）要求：-简述系统架构-关键数据结构和数据库设计答案与解析：系统架构：-前端：Web/App客户端（React/Vue或原生开发）-后端：微服务架构（如用户服务、微博服务、关系服务）-数据库：MySQL/PostgreSQL（用户、微博、关系）-缓存：Redis（缓存热点数据，如时间线）数据结构：-用户表：`id`,`username`,`password_hash`,`follows`（存储关注用户列表）-微博表：`id`,`user_id`,`content`,`timestamp`,`likes`,`retweets`-关系表：`follower_id`,`followee_id`（双向关系）关键设计：-发布微博：短文本存储（如MongoDB），@功能通过解析内容并关联用户表。-时间线：使用RedisPipeline并发获取关注用户微博，按时间排序。2.系统设计题：设计短链接系统（15分）题目：设计一个短链接系统（如TinyURL），用户输入长链接，系统返回短链接，点击短链接可跳转回长链接。要求：-简述系统架构-关键技术（如Base62编码）答案与解析：系统架构：-前端：输入长链接，返回短链接和跳转页面-后端：微服务（生成短链接、解析短链接）-数据库：关系型数据库（`long_url`,`short_url`,`timestamp`）-缓存：Redis（缓存短链接对应长链接，提高查询效率）关键技术：-Base62编码：将长ID编码为短字符串（62进制，如`a-zA-Z0-9`）。-映射关系：-生成唯一ID（如Snowflake算法）-存储`short_url`（如`/abc123`）对应`long_url`流程：1.输入长链接→生成唯一ID→Base62编码→存储`short_url`和`long_url`→返回短链接。2.访问短链接→解码获取ID→查询Redis缓存（命中则返回长链接）或数据库→返回长链接。答案与解析（单独列出）编程题：1.字符串反转：pythondefreverse_string(s:str)->str:chars=list(s)left,right=0,len(chars)-1whileleft<right:chars[left],chars[right]=chars[right],chars[left]left+=1right-=1return''.join(chars)解析：双指针法，时间O(n)，空间O(n)（列表存储）。2.斐波那契数列：javapublicstaticintfibonacci(intn){if(n<=1)returnn;inta=0,b=1,c=0;for(inti=2;i<=n;i++){c=a+b;a=b;b=c;}returnc;}解析：动态规划优化空间至O(1)，仅存储前两个值。3.二叉树前序遍历：cppvoidpreorderTraversal(TreeNoderoot){std::stack<TreeNode>stack;stack.push(root);while(!stack.empty()){TreeNodenode=stack.top();stack.pop();std::cout<<node->val<<'';if(node->right)stack.push(node->right);if(node->left)stack.push(node->left);}}解析：栈模拟递归，先压右后压左。4.最长有效括号：javascriptfunctionlongestValidParentheses(s){letmaxLen=0;constdp=Array(s.length).fill(0);for(leti=1;i<s.length;i++){if(s[i]===')'){if(s[i-1]==='('){dp[i]=(i>=2?dp[i-2]:0)+2;}elseif(i-dp[i-1]>0&&s[i-dp[i-1]-1]==='('){dp[i]=dp[i-1]+((i-dp[i-1])>=2?dp[i-dp[i-1]-2]:0)+2;}maxLen=Math.max(maxLen,dp[i]);}}returnmaxLen;}解析：动态规划，`dp[i]`表示以`i`结尾的最长有效括号。5.合并区间：pythondefmerge_intervals(intervals):ifnotintervals:return[]intervals.sort(key=lambdax:x[0])merged=[intervals[0]]forcurrentinintervals[1:]:last=merged[-1]ifcurrent[0]<=last[1]:last[1]=max(last[1],current[1])else:merged.append(current)returnmerged解析：排序后遍历合并重叠区间。算法题：1.滑动窗口最大值：javapublicstaticint[]maxSlidingWindow(int[]nums,intk){if(nums==null||nums.length==0||k==0)returnnewint[0];intn=nums.length;int[]res=newint[n-k+1];Deque<Integer>deque=newLinkedList<>();for(inti=0;i<n;i++){if(!deque.isEmpty()&&deque.peekFirst()<i-k+1){deque.pollFirst();}while(!deque.isEmpty()&&nums[i]>=nums[deque.peekLast()]){deque.pollLast();}deque.offerLast(i);if(i>=k-1){res[i-k+1]=nums[deque.peekFirst()];}}returnres;}解析：单调队列存储窗口最大值索引。2.快速排序：cppvoidquickSort(intarr[],intleft,intright){if(left