2025年軟件工程師招聘筆試試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.以下關(guān)于Java垃圾回收機(jī)制的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.垃圾回收器會(huì)自動(dòng)回收堆內(nèi)存中不再被引用的對(duì)象B.調(diào)用System.gc()可以強(qiáng)制觸發(fā)FullGC，但JVM可能延遲執(zhí)行C.新生代通常采用標(biāo)記-清除（Mark-Sweep）算法D.大對(duì)象（如很長的數(shù)組）可能直接進(jìn)入老年代答案：C解析：新生代的回收算法通常是復(fù)制（Copying）算法，標(biāo)記-清除主要用于老年代。2.Python中，執(zhí)行以下代碼后的輸出結(jié)果是（）```pythondefouter():x=10definner():nonlocalxx+=5returnxreturninnerf=outer()print(f())print(f())```A.1520B.1015C.1515D.報(bào)錯(cuò)（nonlocal未定義）答案：A解析：nonlocal關(guān)鍵字用于修改外層函數(shù)的變量，第一次調(diào)用f()時(shí)x變?yōu)?5，第二次調(diào)用時(shí)x變?yōu)?0。3.以下關(guān)于TCP三次握手的描述中，正確的是（）A.第一次握手客戶端發(fā)送SYN=1，ACK=1B.第二次握手服務(wù)端發(fā)送SYN=1，ACK=客戶端ISN+1C.第三次握手客戶端發(fā)送SYN=0，ACK=服務(wù)端ISND.三次握手的目的是同步初始序列號(hào)（ISN）并確認(rèn)雙方通信能力答案：D解析：第一次握手客戶端發(fā)送SYN=1，ACK=0；第二次服務(wù)端發(fā)送SYN=1，ACK=客戶端ISN+1；第三次客戶端發(fā)送ACK=服務(wù)端ISN+1。三次握手的核心是確認(rèn)雙方收發(fā)能力并同步ISN。4.MySQL中，以下哪種索引類型無法避免回表查詢？（）A.主鍵索引（聚簇索引）B.覆蓋索引（CoveringIndex）C.二級(jí)索引（輔助索引）的非聯(lián)合索引D.聯(lián)合索引（復(fù)合索引）答案：C解析：二級(jí)索引（如普通索引）存儲(chǔ)的是索引列+主鍵值，查詢時(shí)若需獲取其他列數(shù)據(jù)，需通過主鍵回表查詢；覆蓋索引包含所有查詢需要的列，無需回表。5.以下關(guān)于Linux進(jìn)程管理的命令中，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控進(jìn)程資源占用的是（）A.ps-efB.topC.kill-9D.pwd答案：B解析：top命令用于實(shí)時(shí)顯示進(jìn)程的CPU、內(nèi)存等資源占用情況；ps-ef是靜態(tài)快照；kill用于終止進(jìn)程；pwd顯示當(dāng)前目錄。6.以下關(guān)于設(shè)計(jì)模式的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.工廠模式（FactoryPattern）用于解耦對(duì)象的創(chuàng)建和使用B.單例模式（SingletonPattern）可以通過枚舉實(shí)現(xiàn)線程安全C.觀察者模式（ObserverPattern）中，主題（Subject）需要維護(hù)觀察者列表D.裝飾器模式（DecoratorPattern）通過繼承擴(kuò)展對(duì)象功能答案：D解析：裝飾器模式通過組合（持有被裝飾對(duì)象的引用）而非繼承擴(kuò)展功能，繼承是靜態(tài)的，組合是動(dòng)態(tài)的。7.以下關(guān)于分布式系統(tǒng)CAP理論的描述中，正確的是（）A.一致性（Consistency）指所有節(jié)點(diǎn)在同一時(shí)間看到相同的數(shù)據(jù)副本B.可用性（Availability）要求系統(tǒng)在任何故障下都能快速響應(yīng)C.分區(qū)容錯(cuò)性（PartitionTolerance）指系統(tǒng)可以忽略網(wǎng)絡(luò)分區(qū)D.CAP三者可以同時(shí)滿足答案：A解析：可用性要求系統(tǒng)在非故障時(shí)快速響應(yīng)；分區(qū)容錯(cuò)性指系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)分區(qū)時(shí)仍能繼續(xù)運(yùn)行；CAP三者只能滿足其二。8.以下關(guān)于Python生成器（Generator）的描述中，正確的是（）A.生成器表達(dá)式使用[]，列表推導(dǎo)式使用()B.生成器通過__next__()方法逐個(gè)生成元素，節(jié)省內(nèi)存C.生成器一旦耗盡（StopIteration），可以通過reset()方法重置D.生成器函數(shù)必須使用return返回最終結(jié)果答案：B解析：生成器表達(dá)式用()，列表推導(dǎo)式用[]；生成器無法重置，需重新創(chuàng)建；生成器函數(shù)用yield而非return。9.以下關(guān)于Java多線程的描述中，正確的是（）A.Thread類的start()方法會(huì)調(diào)用run()方法，但直接調(diào)用run()不會(huì)創(chuàng)建新線程B.synchronized關(guān)鍵字可以修飾變量，確保變量的原子性C.volatile關(guān)鍵字可以保證變量的可見性和原子性D.ReentrantLock的lock()方法必須在finally塊中調(diào)用unlock()答案：A解析：直接調(diào)用run()會(huì)在當(dāng)前線程執(zhí)行；synchronized修飾方法或代碼塊，不能修飾變量；volatile不保證原子性；ReentrantLock需在finally中釋放鎖以避免死鎖。10.以下關(guān)于算法時(shí)間復(fù)雜度的描述中，正確的是（）A.冒泡排序的最壞時(shí)間復(fù)雜度是O(nlogn)B.快速排序的平均時(shí)間復(fù)雜度是O(n2)C.歸并排序的空間復(fù)雜度是O(n)D.二分查找的時(shí)間復(fù)雜度是O(n)答案：C解析：冒泡排序最壞O(n2)；快速排序平均O(nlogn)；二分查找O(logn)；歸并排序需要額外O(n)空間。二、填空題（每空2分，共20分）1.Java中，異常處理的關(guān)鍵字包括try、catch、______和______（寫出兩個(gè)）。答案：finally；throw（或throws）2.Python中，使用______模塊可以操作JSON數(shù)據(jù)，將字典轉(zhuǎn)換為JSON字符串的函數(shù)是______。答案：json；json.dumps()3.操作系統(tǒng)中，進(jìn)程的三種基本狀態(tài)是______、______、______。答案：就緒；運(yùn)行；阻塞4.數(shù)據(jù)庫事務(wù)的ACID特性指______、______、隔離性、持久性。答案：原子性；一致性5.設(shè)計(jì)模式中，______模式用于將一個(gè)類的接口轉(zhuǎn)換成客戶期望的另一個(gè)接口，解決接口不兼容問題；______模式用于在不改變原有對(duì)象結(jié)構(gòu)的情況下動(dòng)態(tài)添加職責(zé)。答案：適配器（Adapter）；裝飾器（Decorator）三、編程題（共30分）3.1（10分）使用Java實(shí)現(xiàn)一個(gè)線程安全的單例模式（要求至少兩種實(shí)現(xiàn)方式，并說明各自優(yōu)缺點(diǎn)）。答案：方式一：餓漢式（靜態(tài)常量）```javapublicclassSingleton{privatestaticfinalSingletonINSTANCE=newSingleton();privateSingleton(){}publicstaticSingletongetInstance(){returnINSTANCE;}}```優(yōu)點(diǎn)：線程安全（類加載時(shí)初始化，JVM保證線程安全）；實(shí)現(xiàn)簡單。缺點(diǎn)：提前占用內(nèi)存（未使用時(shí)已創(chuàng)建實(shí)例）。方式二：雙重檢查鎖定（Double-CheckedLocking）```javapublicclassSingleton{privatestaticvolatileSingletonINSTANCE;//volatile防止指令重排privateSingleton(){}publicstaticSingletongetInstance(){if(INSTANCE==null){//第一次檢查，減少同步開銷synchronized(Singleton.class){if(INSTANCE==null){//第二次檢查，防止多線程同時(shí)通過第一次檢查INSTANCE=newSingleton();}}}returnINSTANCE;}}```優(yōu)點(diǎn)：懶加載（使用時(shí)創(chuàng)建）；線程安全；性能較高（僅第一次同步）。缺點(diǎn)：需使用volatile關(guān)鍵字（JDK1.5及以上），避免INSTANCE實(shí)例化時(shí)指令重排導(dǎo)致的空指針問題。3.2（10分）給定一個(gè)包含嵌套結(jié)構(gòu)的JSON字符串（示例如下），使用Python編寫函數(shù)統(tǒng)計(jì)所有鍵為"value"的節(jié)點(diǎn)的值的總和。要求處理任意深度的嵌套（包括列表中的對(duì)象）。示例輸入：```json{"a":{"value":10},"b":[{"value":5},{"x":{"value":3}}],"c":{"d":[{"value":2},{"e":{"value":8}}]}}```示例輸出：28（10+5+3+2+8=28）答案：```pythonimportjsondefsum_values(obj):total=0ifisinstance(obj,dict):forkey,valueinobj.items():ifkey=="value"andisinstance(value,(int,float)):total+=valueelse:total+=sum_values(value)遞歸處理嵌套的字典或列表elifisinstance(obj,list):foriteminobj:total+=sum_values(item)遞歸處理列表中的元素returntotal測試代碼json_str='''{"a":{"value":10},"b":[{"value":5},{"x":{"value":3}}],"c":{"d":[{"value":2},{"e":{"value":8}}]}}'''data=json.loads(json_str)print(sum_values(data))輸出28```3.3（10分）使用C++模板編寫一個(gè)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)任意類型數(shù)組的排序（要求使用快速排序算法）。答案：```cppinclude<iostream>include<algorithm>//用于swaptemplate<typenameT>intpartition(Tarr[],intlow,inthigh){Tpivot=arr[high];//選擇最后一個(gè)元素作為基準(zhǔn)inti=low-1;//小于基準(zhǔn)的元素的右邊界for(intj=low;j<=high-1;j++){if(arr[j]<pivot){//假設(shè)T類型支持<運(yùn)算符i++;std::swap(arr[i],arr[j]);}}std::swap(arr[i+1],arr[high]);returni+1;//返回基準(zhǔn)的正確位置}template<typenameT>voidquick_sort(Tarr[],intlow,inthigh){if(low<high){intpi=partition(arr,low,high);quick_sort(arr,low,pi-1);//遞歸排序左半部分quick_sort(arr,pi+1,high);//遞歸排序右半部分}}//測試示例intmain(){intint_arr[]={3,1,4,1,5,9,2,6};intn=sizeof(int_arr)/sizeof(int_arr[0]);quick_sort(int_arr,0,n-1);for(inti=0;i<n;i++){std::cout<<int_arr[i]<<"";//輸出：11234569}doubledouble_arr[]={3.1,1.2,4.5,2.3};n=sizeof(double_arr)/sizeof(double_arr[0]);quick_sort(double_arr,0,n-1);for(inti=0;i<n;i++){std::cout<<double_arr[i]<<"";//輸出：1.22.33.14.5}return0;}```四、算法題（共20分）4.1（10分）給定一棵二叉樹的前序遍歷數(shù)組和中序遍歷數(shù)組（元素均唯一），重建該二叉樹，并輸出后序遍歷結(jié)果。示例輸入：前序遍歷：[3,9,20,15,7]中序遍歷：[9,3,15,20,7]示例輸出：后序遍歷結(jié)果[9,15,7,20,3]答案：思路：前序遍歷的第一個(gè)元素是根節(jié)點(diǎn)，中序遍歷中根節(jié)點(diǎn)左側(cè)是左子樹，右側(cè)是右子樹。遞歸構(gòu)建左右子樹。代碼實(shí)現(xiàn)（Python）：```pythonclassTreeNode:def__init__(self,val=0,left=None,right=None):self.val=valself.left=leftself.right=rightdefbuild_tree(preorder,inorder):ifnotpreorder:returnNoneroot_val=preorder[0]root=TreeNode(root_val)root_idx=inorder.index(root_val)根節(jié)點(diǎn)在中序中的位置左子樹的中序和前序left_in=inorder[:root_idx]left_pre=preorder[1:1+len(left_in)]右子樹的中序和前序right_in=inorder[root_idx+1:]right_pre=preorder[1+len(left_in):]root.left=build_tree(left_pre,left_in)root.right=build_tree(right_pre,right_in)returnrootdefpostorder_traversal(root):res=[]defdfs(node):ifnotnode:returndfs(node.left)dfs(node.right)res.append(node.val)dfs(root)returnres測試preorder=[3,9,20,15,7]inorder=[9,3,15,20,7]root=build_tree(preorder,inorder)print(postorder_traversal(root))輸出[9,15,7,20,3]```4.2（10分）給定一個(gè)字符串s，找出其中最長的回文子串（要求使用Manacher算法，時(shí)間復(fù)雜度O(n)）。示例輸入：s="babad"示例輸出："bab"或"aba"（兩者均為有效解）答案：Manacher算法通過插入特殊字符（如）統(tǒng)一奇偶長度回文的處理，利用回文中心的對(duì)稱性減少重復(fù)計(jì)算。代碼實(shí)現(xiàn)（Java）：```javapublicclassLongestPalindrome{publicStringlongestPalindrome(Strings){if(s==null||s.length()==0)return"";//預(yù)處理字符串，插入StringBuildersb=newStringBuilder();sb.append('^');//哨兵，避免越界for(charc:s.toCharArray()){sb.append('').append(c);}sb.append("$");char[]t=sb.toString().toCharArray();intn=t.length;int[]p=newint[n];//記錄每個(gè)位置的回文半徑intcenter=0,right=0;//當(dāng)前最右回文的中心和右邊界intmaxLen=0,resultCenter=0;for(inti=1;i<n-1;i++){//利用對(duì)稱性初始化p[i]intmirror=2center-i;if(i<right){p[i]=Math.min(right-i,p[mirror]);}//擴(kuò)展中心while(t[i+p[i]+1]==t[i-p[i]-1]){p[i]++;}//更新最右邊界和中心if(i+p[i]>right){center=i;right=i+p[i];}//記錄最長回文if(p[i]>maxLen){maxLen=p[i];resultCenter=i;}}//計(jì)算原字符串中的起始位置intstart=(resultCenter-maxLen)/2;returns.substring(start,start+maxLen);}//測試publicstaticvoidmain(String[]args){LongestPalindromesolution=newLongestPalindrome();System.out.println(solution.longestPalindrome("babad"));//輸出"bab"或"aba"}}```五、綜合題（共10分）設(shè)計(jì)一個(gè)高并發(fā)的短鏈接服務(wù)（如將長URL轉(zhuǎn)換為6位短碼），需要考慮以下問題：1.短碼的生成策略（如何保證唯一性？如何避免碰撞？）2.系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)（關(guān)鍵組件有哪些？各組件的職責(zé)是什么？）3.性能優(yōu)化（如何處理每秒10萬次的轉(zhuǎn)換請(qǐng)求？如何快速跳轉(zhuǎn)？）4.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案（選擇哪種數(shù)據(jù)庫？如何設(shè)計(jì)表結(jié)構(gòu)？）答案：1.短碼生成策略-唯一性保證：采用“自增ID+基數(shù)轉(zhuǎn)換”方案。維護(hù)一個(gè)全局自增ID（如數(shù)據(jù)庫自增主鍵或Redis的原子計(jì)數(shù)器），將ID轉(zhuǎn)換為62進(jìn)制（0-9，a-z，A-Z）