編程技術(shù)面試的五大要點(diǎn)
扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)、高質(zhì)量的代碼、清晰的思路、優(yōu)化代碼的能力、優(yōu)秀的綜合能力是編程技術(shù)面試的五大要點(diǎn)。
找工作一直是一個(gè)熱門話題。要想找到心儀的工作，難免需要經(jīng)過(guò)多輪面試。編程面試是程序員面試過(guò)程中最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。如果能在編程面試的環(huán)節(jié)充分展示自己的能力，那么拿到中意的Offer就是水到渠成的事情。
我先后在歐特克、微軟和思科等公司任軟件工程師，多次接受他人的面試，同時(shí)也面試過(guò)很多人。總結(jié)面試與被面試的經(jīng)驗(yàn)，我發(fā)現(xiàn)盡管面試官的背景、性格各不相同，但都關(guān)注應(yīng)聘者五種素質(zhì)：扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí);能寫高質(zhì)量的代碼;分析問(wèn)題時(shí)思路清晰;能優(yōu)化時(shí)間效率和空間效率;具備包括學(xué)習(xí)能力、溝通能力、發(fā)散思維能力等在內(nèi)的綜合能力。
扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)
扎實(shí)的基本功是成為優(yōu)秀程序員的前提條件，因此面試官首要關(guān)注應(yīng)聘者的素質(zhì)即是否具備扎實(shí)的基礎(chǔ)。通常基本功在編程面試環(huán)節(jié)體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是編程語(yǔ)言，二是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法。
每個(gè)程序員至少要熟練掌握1~2門編程語(yǔ)言。面試官?gòu)膽?yīng)聘者在面試過(guò)程中寫的代碼以及跟進(jìn)的提問(wèn)中，能看出他編程語(yǔ)言掌握的熟練程度。以大部分公司面試要求的C++為例，如果函數(shù)需要傳入一個(gè)指針，面試官可能會(huì)問(wèn)是否需要為該指針加上const，把const加在指針不同的位置有什么區(qū)別;如果寫的函數(shù)需要傳入的參數(shù)是一個(gè)復(fù)雜類型的實(shí)例，面試官可能會(huì)問(wèn)傳入值參數(shù)或者引用參數(shù)有什么區(qū)別，什么時(shí)候需要為傳入的引用參數(shù)加上const。
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)通常是編程面試過(guò)程中考查的重點(diǎn)。在參加面試之前，應(yīng)聘者需要熟練掌握鏈表、樹、棧、隊(duì)列以及哈希表等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及它們的操作。如果我們留心各大公司的面試題，就會(huì)發(fā)現(xiàn)鏈表和二叉樹相關(guān)的問(wèn)題是很多面試官喜歡問(wèn)的問(wèn)題。這方面的問(wèn)題看似簡(jiǎn)單，但真正掌握也很不容易，特別適合在短短幾十分鐘的面試時(shí)間內(nèi)檢驗(yàn)應(yīng)聘者的基本功。如果應(yīng)聘者事先對(duì)鏈表的插入和刪除結(jié)點(diǎn)了如指掌，對(duì)二叉樹的各種遍歷方法的循環(huán)和遞歸寫法都爛熟于胸，那么真正到了面試時(shí)也就游刃有余了。
大部分公司對(duì)算法的要求都只是考查查找和排序。應(yīng)聘者可以在了解各種查找和排序算法的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)掌握二分查找、歸并排序和快速排序，因?yàn)楹芏嗝嬖囶}都只是這些算法的變體而已。比如把排序好的數(shù)組的前面若干個(gè)數(shù)字移到數(shù)組的后面，然后問(wèn)怎樣在這個(gè)數(shù)組之中找到最小的數(shù)字。這道題其本質(zhì)就是考查二分查找。少數(shù)對(duì)算法很重視的公司比如谷歌或者百度，還會(huì)要求應(yīng)聘者熟練掌握動(dòng)態(tài)規(guī)劃和貪婪算法。如果對(duì)這種類型的公司感興趣，那么應(yīng)聘者在參加面試之前就應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)相關(guān)算法題目的練習(xí)。
高質(zhì)量的代碼
只有注重質(zhì)量的程序員，才能寫出魯棒穩(wěn)定的大型軟件。在面試過(guò)程中，面試官總會(huì)格外關(guān)注邊界條件、特殊輸入等看似細(xì)枝末節(jié)但實(shí)質(zhì)至關(guān)重要的地方，以此來(lái)分析應(yīng)聘者是否注重代碼質(zhì)量。很多時(shí)候，面試官發(fā)現(xiàn)應(yīng)聘者寫出來(lái)的代碼只能完成最基本的功能，一旦輸入特殊的邊界條件參數(shù)就會(huì)錯(cuò)誤百出甚至程序崩潰。
舉個(gè)很多應(yīng)聘者都被問(wèn)過(guò)的一個(gè)問(wèn)題：寫一個(gè)函數(shù)，把字符串轉(zhuǎn)化成整數(shù)。這道題看似很簡(jiǎn)單，絕大部分計(jì)算機(jī)專業(yè)的畢業(yè)生都能用十行以內(nèi)的代碼實(shí)現(xiàn)最基本的功能。可是在實(shí)際面試過(guò)程中，十個(gè)應(yīng)聘者中只有一個(gè)人能通過(guò)這道題的面試，因?yàn)榻^大部分應(yīng)聘者不能全面考慮到各種特殊輸入，比如輸入的字符串含中有非數(shù)字的符號(hào)、在字符串的開頭有正負(fù)號(hào)、字符串中有正負(fù)號(hào)但其位置不是在字符串的開頭。
除此之外，面試官還希望應(yīng)聘者能考慮的邊界條件包括2147483647(0×7FFFFFFF，int能表示的***正整數(shù))和-2147483648(0×80000000，int能表示的最小負(fù)整數(shù))。
除了邊界條件和特殊輸入考慮不足之外，面試官還有一個(gè)不能容忍的錯(cuò)誤就是程序崩潰。面試時(shí)很多應(yīng)聘者都會(huì)忘記對(duì)空指針做特殊處理而導(dǎo)致程序崩潰。如果面試時(shí)遇到鏈表、二叉樹相關(guān)的題目，應(yīng)聘者一定要特別小心。因?yàn)檫@兩種題目對(duì)應(yīng)的代碼里通常會(huì)有大量的指針操作，如果考慮不周到，就有可能對(duì)空指針進(jìn)行操作而使程序崩潰。
比如這樣一道題：輸入一個(gè)鏈表的頭指針和一個(gè)無(wú)符號(hào)整數(shù)k，輸出該鏈表的倒數(shù)第k個(gè)結(jié)點(diǎn)。這個(gè)題目很多人都能想到用兩個(gè)指針來(lái)解決：***個(gè)指針先在鏈表上移動(dòng)k-1步，同時(shí)讓***個(gè)指針和第二個(gè)指針在鏈表上移動(dòng)。當(dāng)***個(gè)指針移動(dòng)到尾指針時(shí)，第二個(gè)指針指向的就是倒數(shù)第k個(gè)結(jié)點(diǎn)。然而不是每個(gè)應(yīng)聘者都能根據(jù)正確思路寫出完整的代碼。不少應(yīng)聘者會(huì)忽略兩種可能：一是輸入的鏈表頭指針有可能是空指針;二是鏈表上結(jié)點(diǎn)的數(shù)目有可能少于k個(gè)。忽略這兩點(diǎn)的代碼都存在崩潰的可能，從而很難獲得面試官的青睞。
要想寫出魯棒的高質(zhì)量代碼，需要在動(dòng)手寫代碼之前想好測(cè)試用例。在寫代碼之前，先要想好各種邊界條件和特殊輸入作為測(cè)試用例。當(dāng)代碼寫好之后，自己在心里用之前想好的測(cè)試用例來(lái)檢驗(yàn)自己寫出的代碼，這樣就能在面試官之前發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題。以求鏈表的倒數(shù)第k個(gè)結(jié)點(diǎn)為例，如果事先想到了輸入頭指針為空指針和鏈表上的結(jié)點(diǎn)總數(shù)少于k這兩個(gè)測(cè)試用例，并且在寫好代碼之后在心里模擬代碼的運(yùn)行過(guò)程，確保能夠通過(guò)這兩個(gè)測(cè)試用例的測(cè)試，那么這輪面試必然是能夠通過(guò)的。
清晰的思路
只有思路清晰，應(yīng)聘者才有可能在面試過(guò)程中解決復(fù)雜的問(wèn)題。有時(shí)面試官會(huì)有意出一些比較復(fù)雜的問(wèn)題，以考查能否在短時(shí)間內(nèi)形成清晰的思路并解決問(wèn)題。對(duì)于確實(shí)很復(fù)雜的問(wèn)題，面試官甚至不期待應(yīng)聘者能在面試不到一個(gè)小時(shí)的時(shí)間里給出完整的答案，他更看重的可能還是應(yīng)聘者是否有清晰的思路。面試官通常不會(huì)喜歡應(yīng)聘者在沒(méi)有形成清晰思路之前就草率地開始寫代碼，結(jié)果寫出來(lái)的代碼容易邏輯混亂、錯(cuò)誤百出。
應(yīng)聘者可以用幾個(gè)簡(jiǎn)單的方法幫助自己形成清晰的思路。
首先是舉幾個(gè)簡(jiǎn)單的具體例子讓自己理解問(wèn)題。當(dāng)一眼看不出問(wèn)題中隱藏的規(guī)律時(shí)，可以試著用1~2個(gè)具體的例子模擬操作的過(guò)程，這樣說(shuō)不定就能通過(guò)具體的例子找到抽象的規(guī)律。
其次可以試著用圖形表示抽象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。像分析與鏈表、二叉樹相關(guān)的題目時(shí)，可以畫出它們的結(jié)構(gòu)圖來(lái)簡(jiǎn)化題目。
***可以試著把復(fù)雜的問(wèn)題分解成若干個(gè)簡(jiǎn)單的子問(wèn)題，再一一解決。很多基于遞歸的思路，包括分治法和動(dòng)態(tài)規(guī)劃法，都是把復(fù)雜的問(wèn)題分解成一個(gè)或者多個(gè)簡(jiǎn)單的子問(wèn)題。
比如把二叉搜索樹轉(zhuǎn)化排序的雙向鏈表這個(gè)問(wèn)題就很復(fù)雜。碰到這個(gè)問(wèn)題，不妨先畫出1~2個(gè)具體的二叉搜索樹及其對(duì)應(yīng)的排序雙向鏈表，直觀地感受二叉搜索樹和排序的雙向鏈表有哪些聯(lián)系。如果一下子找不出轉(zhuǎn)換的規(guī)律，可以把整個(gè)二叉樹看出三部分：根結(jié)點(diǎn)、左子樹和右子樹。當(dāng)遞歸地把轉(zhuǎn)換左右子樹這兩個(gè)子問(wèn)題解決之后，再把轉(zhuǎn)換左右子樹得到的鏈表和根結(jié)點(diǎn)鏈接起來(lái)，整個(gè)問(wèn)題也就解決了。
優(yōu)化代碼的能力
優(yōu)秀的程序員對(duì)時(shí)間和空間的消耗錙銖必較，他們很有激情不斷優(yōu)化自己的代碼。當(dāng)面試官出的題目有多種解法時(shí)，通常他會(huì)期待應(yīng)聘者最終能夠找到***解。這就要求應(yīng)聘者在面試官提示還有更好的解法時(shí)，不能放棄思考，而應(yīng)該努力尋找在時(shí)間消耗或者空間消耗上可以優(yōu)化的地方。
要想優(yōu)化時(shí)間或者空間效率，首先要知道如何分析效率。即使是同一個(gè)算法，用不同方法實(shí)現(xiàn)的效率可能也會(huì)大不相同，要能夠分析出算法及其代碼實(shí)現(xiàn)的效率。例如求斐波那契數(shù)列，很多人喜歡用遞歸公式f(n)=f(n-1)+f(n-2)求解。如果分析它的遞歸調(diào)用樹，就會(huì)發(fā)現(xiàn)有大量的計(jì)算是重復(fù)的，時(shí)間效率是以n的指數(shù)增加。但如果先求f(1)、f(2)，再根據(jù)f(1)和f(2)求出f(3)，接下來(lái)根據(jù)f(2)、f(3)求出f(4)，并以此類推用一個(gè)循環(huán)求出f(n)，這種計(jì)算方法的時(shí)間效率就只有O(n)，比前面遞歸的方法要好很多。
要想優(yōu)化代碼的效率，還要熟知各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，并能選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)解決問(wèn)題。我們?cè)跀?shù)組中根據(jù)下標(biāo)可以用O(1)完成查找。數(shù)組的這個(gè)特征可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的哈希表解決很多面試題，比如在字符串中找到***個(gè)只出現(xiàn)一次的字符。再比如為了找出n個(gè)數(shù)字中最小的k個(gè)數(shù)，需要一個(gè)數(shù)據(jù)容器來(lái)存儲(chǔ)k個(gè)數(shù)字。在這個(gè)數(shù)據(jù)容器中，我們希望能夠快速地找到***值并且能快速地替換其中的數(shù)字。經(jīng)過(guò)權(quán)衡，我們發(fā)現(xiàn)二叉樹比如***堆或者紅黑樹都是實(shí)現(xiàn)這個(gè)數(shù)據(jù)容器的理想選擇。
要想優(yōu)化代碼的效率，也要熟練掌握常用的算法。面試中最常用的算法是查找和排序。如果從頭到尾順序掃描一個(gè)數(shù)組，需要O(n)時(shí)間才能完成查找操作。但如果數(shù)組是排序的，應(yīng)用二分查找算法就能把時(shí)間復(fù)雜度降低到O(logn)。排序算法除了能夠給數(shù)組排序之外，還能用來(lái)解決其他問(wèn)題。比如快速排序算法中的Partition函數(shù)能夠用來(lái)在n個(gè)數(shù)里查找第k大的數(shù)字，從而可以用O(n)的時(shí)間在數(shù)組中找到出現(xiàn)次數(shù)超過(guò)數(shù)組長(zhǎng)度一半的數(shù)字。如果面試題是一個(gè)求***值或者最小值的題目，則可以嘗試用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法或者貪婪算法，比如用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法求出數(shù)組中連續(xù)子數(shù)組的***和。
優(yōu)秀的綜合能力
在面試過(guò)程中，應(yīng)聘者除了展示自己的編程能力和技術(shù)功底之外，還需要展示自己的軟技能，諸如溝通能力和學(xué)習(xí)能力。隨著軟件系統(tǒng)的規(guī)模越來(lái)越大，軟件開發(fā)已經(jīng)告別了單打獨(dú)斗的年代，程序員與他人的溝通變得越來(lái)越重要。在面試過(guò)程中，面試官會(huì)觀察應(yīng)聘者在介紹項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)或者算法思路時(shí)是否觀點(diǎn)明確、邏輯清晰，并以此判斷他溝通能力的強(qiáng)弱。另外，面試官也會(huì)從應(yīng)聘者說(shuō)話的神態(tài)和語(yǔ)氣來(lái)判斷他是否有團(tuán)隊(duì)合作的意識(shí)。通常面試官不會(huì)喜歡高傲或者輕視合作者的人。
IT行業(yè)知識(shí)更新很快，因此程序員只有具備很好的學(xué)習(xí)能力才能跟上知識(shí)更替的步伐。通常面試官有兩種辦法考查應(yīng)聘者的學(xué)習(xí)能力。***種方法是詢問(wèn)應(yīng)聘者最近在看什么書、從中學(xué)到了哪些新技術(shù)。面試官可以用這個(gè)問(wèn)題了解應(yīng)聘者的學(xué)習(xí)愿望和學(xué)習(xí)能力。第二種方法是拋出一個(gè)新概念，接下來(lái)他會(huì)觀察應(yīng)聘者能不能在較短時(shí)間內(nèi)理解這個(gè)新概念并解決相關(guān)的問(wèn)題。比如面試官要求應(yīng)聘者計(jì)算第1500個(gè)丑數(shù)。很多人都沒(méi)有聽說(shuō)過(guò)丑數(shù)這個(gè)概念。這時(shí)面試官就會(huì)觀察應(yīng)聘者面對(duì)丑數(shù)這個(gè)新概念，能不能經(jīng)過(guò)提問(wèn)、思考、再提問(wèn)的過(guò)程，最終找出丑數(shù)的規(guī)律從而找到解決方案。
知識(shí)遷移能力是一種特殊的學(xué)習(xí)能力。如果我們能夠把已經(jīng)掌握的知識(shí)遷移到其他領(lǐng)域，那么學(xué)習(xí)新技術(shù)或者解決新問(wèn)題就會(huì)變得容易。面試官經(jīng)常會(huì)先問(wèn)一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題，再問(wèn)一個(gè)很復(fù)雜但和前面的簡(jiǎn)單問(wèn)題相關(guān)的問(wèn)題。這時(shí)面試官期待應(yīng)聘者能夠從簡(jiǎn)單問(wèn)題中得到啟示，從而找到解決復(fù)雜問(wèn)題的竅門。比如面試官先要求應(yīng)聘者寫一個(gè)函數(shù)求斐波那契數(shù)列，再問(wèn)一個(gè)青蛙跳臺(tái)階的問(wèn)題：一只青蛙一次可以跳上1級(jí)臺(tái)階，也可以跳上2級(jí)臺(tái)階，請(qǐng)問(wèn)這只青蛙跳上n級(jí)的臺(tái)階總共有多少種跳法?應(yīng)聘者如果具有較強(qiáng)的知識(shí)遷移能力，就能分析出青蛙跳臺(tái)階問(wèn)題實(shí)質(zhì)上只是斐波那契數(shù)列的一個(gè)應(yīng)用。
還有不少面試官喜歡考查應(yīng)聘者的抽象建模能力和發(fā)散思維能力。面試官?gòu)娜粘Ｉ钪刑釤挸鰡?wèn)題，比如如何判斷5張撲克牌是不是順子，考查應(yīng)聘者能不能把問(wèn)題抽象出來(lái)用合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示，并找到其中的規(guī)律解決這個(gè)問(wèn)題。面試官也可以限制應(yīng)聘者不得使用常規(guī)方法，這要求應(yīng)聘者具備創(chuàng)新精神，能夠打開思路從多角度去分析、解決問(wèn)題。比如面試官要求應(yīng)聘者不用加減乘除四則運(yùn)算實(shí)現(xiàn)兩個(gè)整數(shù)的加法。此時(shí)面試官期待應(yīng)聘者能夠打開思路，用位運(yùn)算實(shí)現(xiàn)整數(shù)的加法。
小結(jié)
我們可以用下圖來(lái)總結(jié)出應(yīng)聘者需要具備的素質(zhì)。
從上圖可以看出，應(yīng)聘者在面試之前需要做足準(zhǔn)備，對(duì)編程語(yǔ)言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法等基礎(chǔ)知識(shí)有全面的了解。面試時(shí)如果碰到簡(jiǎn)單的問(wèn)題應(yīng)聘者一定要注重細(xì)節(jié)寫出完整、魯棒的代碼。如果碰到復(fù)雜的問(wèn)題應(yīng)聘者可以通過(guò)畫圖、舉具體例子分析和分解復(fù)雜問(wèn)題等方法先理清思路再動(dòng)手編程。除此之外，應(yīng)聘者還應(yīng)該不斷優(yōu)化時(shí)間效率和空間效率，力求找到***的解法。在面試過(guò)程中，應(yīng)聘者還應(yīng)該主動(dòng)提問(wèn)弄清楚題目的要求，表現(xiàn)自己的溝通能力。當(dāng)面試官前后問(wèn)的兩個(gè)問(wèn)題有相關(guān)性時(shí)，盡量把解決前面問(wèn)題的思路遷移到后面的問(wèn)題中去，展示自己良好的學(xué)習(xí)能力。如果能做到這么幾點(diǎn)，那么應(yīng)聘者順利通過(guò)面試獲得心儀的職位將是瓜熟蒂落的事情。
作者何海濤，思科高級(jí)軟件工程師，之前先后任職于Autodesk和微軟。主要關(guān)注C++/C#的開發(fā)技術(shù)，并對(duì)設(shè)計(jì)模式和項(xiàng)目管理也很感興趣。
原文：http://www.programmer.com.cn/8435/
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