紮實的基礎知識、高品質的代碼

紮實的基礎知識、高品質的代碼、清晰的思路、最佳化代碼的能力、優秀的綜合能力是編程技術面試的五大要點。

找工作一直是一個熱門話題。要想找到心儀的工作，難免需要經過多輪面試。編程面試是程式員面試過程中最為重要的一個環節。如果能在編程面試的環節充分展示自己的能力，那麼拿到中意的Offer就是水到渠成的事情。

我先後在歐特克、微軟和思科等公司任軟體工程師，多次接受他人的面試，同時也面試過很多人。總結面試與被面試的經驗，我發現儘管面試官的背景、性格各不相同，但都關注應聘者五種素質：紮實的基礎知識；能寫高品質的代碼；分析問題時思路清晰；能最佳化時間效率和空間效率；具備包括學習能力、溝通能力、發散思維能力等在內的綜合能力。

1.紮實的基礎知識

紮實的基本功是成為優秀程式員的前提條件，因此面試官首要關注應聘者的素質即是否具備紮實的基礎。通常基本功在編程面試環節體現在兩個方面：一是程式設計語言，二是資料結構和演算法。

每個程式員至少要熟練掌握1~2門程式設計語言。面試官從應聘者在面試過程中寫的代碼以及跟進的提問中，能看出他程式設計語言掌握的熟練程度。以大部分公司面試要求的C++為例，如果函數需要傳入一個指標，面試官可能會問是否需要為該指標加上const，把const加在指標不同的位置有什麼區別；如果寫的函數需要傳入的參數是一個複雜類型的執行個體，面試官可能會問傳入值參數或者引用參數有什麼區別，什麼時候需要為傳入的引用參數加上const。

資料結構通常是編程面試過程中考查的重點。在參加面試之前，應聘者需要熟練掌握鏈表、樹、棧、隊列以及雜湊表等資料結構以及它們的操作。如果我們留心各大公司的面試題，就會發現鏈表和二叉樹相關的問題是很多面試官喜歡問的問題。這方面的問題看似簡單，但真正掌握也很不容易，特別適合在短短几十分鐘的面試時間內檢驗應聘者的基本功。如果應聘者事先對鏈表的插入和刪除結點了如指掌，對二叉樹的各種遍曆方法的迴圈和遞迴寫法都爛熟於胸，那麼真正到了面試時也就遊刃有餘了。

大部分公司對演算法的要求都只是考查尋找和排序。應聘者可以在瞭解各種尋找和排序演算法的基礎上，重點掌握二分尋找、歸併排序和快速排序，因為很多面試題都只是這些演算法的變體而已。比如把排序好的數組的前面若干個數字移到數組的後面，然後問怎樣在這個數組之中找到最小的數字。這道題其本質就是考查二分尋找。少數對演算法很重視的公司比如Google或者百度，還會要求應聘者熟練掌握動態規劃和貪婪演算法。如果對這種類型的公司感興趣，那麼應聘者在參加面試之前就應該加強對相關演算法題目的練習。

2.高品質的代碼

只有注重品質的程式員，才能寫出魯棒穩定的大型軟體。在面試過程中，面試官總會格外關注邊界條件、特殊輸入等看似細枝末節但實質至關重要的地方，以此來分析應聘者是否注重代碼品質。很多時候，面試官發現應聘者寫出來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就會錯誤百出甚至程式崩潰。

舉個很多應聘者都被問過的一個問題：寫一個函數，把字串轉化成整數。這道題看似很簡單，絕大部分電腦專業的畢業生都能用十行以內的代碼實現最基本的功能。可是在實際面試過程中，十個應聘者中只有一個人能通過這道題的面試，因為絕大部分應聘者不能全面考慮到各種特殊輸入，比如輸入的字串含中有非數位符號、在字串的開頭有加號或減號、字串中有加號或減號但其位置不是在字串的開頭。

除此之外，面試官還希望應聘者能考慮的邊界條件包括2147483647（0×7FFFFFFF，int能表示的最大正整數）和-2147483648（0×80000000，int能表示的最小負整數）。

除了邊界條件和特殊輸入考慮不足之外，面試官還有一個不能容忍的錯誤就是程式崩潰。面試時很多應聘者都會忘記對null 指標做特殊處理而導致程式崩潰。如果面試時遇到鏈表、二叉樹相關的題目，應聘者一定要特別小心。因為這兩種題目對應的代碼裡通常會有大量的指標操作，如果考慮不周到，就有可能對null 指標進行操作而使程式崩潰。

比如這樣一道題：輸入一個鏈表的頭指標和一個不帶正負號的整數k，輸出該鏈表的倒數第k個結點。這個題目很多人都能想到用兩個指標來解決：第一個指標先在鏈表上移動k-1步，同時讓第一個指標和第二個指標在鏈表上移動。當第一個指標移動到尾指標時，第二個指標指向的就是倒數第k個結點。然而不是每個應聘者都能根據正確思路寫出完整的代碼。不少應聘者會忽略兩種可能：一是輸入的鏈表頭指標有可能是null 指標；二是鏈表上結點的數目有可能少於k個。忽略這兩點的代碼都存在崩潰的可能，從而很難獲得面試官的青睞。

要想寫出魯棒的高品質代碼，需要在動手寫代碼之前想好測試案例。在寫代碼之前，先要想好各種邊界條件和特殊輸入作為測試案例。當代碼寫好之後，自己在心裡用之前想好的測試案例來檢驗自己寫出的代碼，這樣就能在面試官之前發現並解決問題。以求鏈表的倒數第k個結點為例，如果事先想到了輸入頭指標為空白指標和鏈表上的結點總數少於k這兩個測試案例，並且在寫好代碼之後在心裡類比代碼的運行過程，確保能夠通過這兩個測試案例的測試，那麼這輪面試必然是能夠通過的。

3.清晰的思路

只有思路清晰，應聘者才有可能在面試過程中解決複雜的問題。有時面試官會有意出一些比較複雜的問題，以考查能否在短時間內形成清晰的思路並解決問題。對於確實很複雜的問題，面試官甚至不期待應聘者能在面試不到一個小時的時間裡給出完整的答案，他更看重的可能還是應聘者是否有清晰的思路。面試官通常不會喜歡應聘者在沒有形成清晰思路之前就草率地開始寫代碼，結果寫出來的代碼容易邏輯混亂、錯誤百出。

應聘者可以用幾個簡單的方法協助自己形成清晰的思路。

首先是舉幾個簡單的具體例子讓自己理解問題。當一眼看不出問題中隱藏的規律時，可以試著用1~2個具體的例子類比操作的過程，這樣說不定就能通過具體的例子找到抽象的規律。

其次可以試著用圖形表示抽象的資料結構。像分析與鏈表、二叉樹相關的題目時，可以畫出它們的結構圖來簡化題目。

最後可以試著把複雜的問題分解成若干個簡單的子問題，再一一解決。很多基於遞迴的思路，包括分治法和動態規劃法，都是把複雜的問題分解成一個或者多個簡單的子問題。

比如把二叉搜尋樹轉化排序的雙向鏈表這個問題就很複雜。碰到這個問題，不妨先畫出1~2個具體的二叉搜尋樹及其對應的排序雙向鏈表，直觀地感受二叉搜尋樹和排序的雙向鏈表有哪些聯絡。如果一下子找不出轉換的規律，可以把整個二叉樹看出三部分：根結點、左子樹和右子樹。當遞迴地把轉換左右子樹這兩個子問題解決之後，再把轉換左右子樹得到的鏈表和根結點連結起來，整個問題也就解決了。

4.最佳化代碼的能力

優秀的程式員對時間和空間的消耗錙銖必較，他們很有激情不斷最佳化自己的代碼。當面試官出的題目有多種解法時，通常他會期待應聘者最終能夠找到最優解。這就要求應聘者在面試官提示還有更好的解法時，不能放棄思考，而應該努力尋找在時間消耗或者空間消耗上可以最佳化的地方。

要想最佳化時間或者空間效率，首先要知道如何分析效率。即使是同一個演算法，用不同方法實現的效率可能也會大不相同，要能夠分析出演算法及其代碼實現的效率。例如求斐波那契數列，很多人喜歡用遞迴公式f(n)=f(n-1)+f(n-2)求解。如果分析它的遞迴調用樹，就會發現有大量的計算是重複的，時間效率是以n的指數增加。但如果先求f(1)、f(2)，再根據f(1)和f(2)求出f(3)，接下來根據f(2)、f(3)求出f(4)，並以此類推用一個迴圈求出f(n)，這種計算方法的時間效率就只有O(n)，比前面遞迴的方法要好很多。

要想最佳化代碼的效率，還要熟知各種資料結構的優缺點，並能選擇合適的資料結構解決問題。我們在數組中根據下標可以用O(1)完成尋找。數組的這個特徵可以用來實現簡單的雜湊表解決很多面試題，比如在字串中找到第一個只出現一次的字元。再比如為了找出n個數字中最小的k個數，需要一個資料容器來儲存k個數字。在這個資料容器中，我們希望能夠快速地找到最大值並且能快速地替換其中的數字。經過權衡，我們發現二叉樹比如最大堆或者紅/黑樹狀結構都是實現這個資料容器的理想選擇。

要想最佳化代碼的效率，也要熟練掌握常用的演算法。面試中最常用的演算法是尋找和排序。如果從頭到尾順序掃描一個數組，需要O(n)時間才能完成尋找操作。但如果數組是排序的，應用二分尋找演算法就能把時間複雜度降低到O(logn)。排序演算法除了能夠給數組排序之外，還能用來解決其他問題。比如快速排序演算法中的Partition函數能夠用來在n個數裡尋找第k大的數字，從而可以用O(n)的時間在數組中找到出現次數超過數組長度一半的數字。如果面試題是一個求最大值或者最小值的題目，則可以嘗試用動態規劃法或者貪婪演算法，比如用動態規劃法求出數組中連續子數組的最大和。

5.優秀的綜合能力

在面試過程中，應聘者除了展示自己的編程能力和技術功底之外，還需要展示自己的軟技能，諸如溝通能力和學習能力。隨著軟體系統的規模越來越大，軟體開發已經告別了單打獨鬥的年代，程式員與他人的溝通變得越來越重要。在面試過程中，面試官會觀察應聘者在介紹項目經驗或者演算法思路時是否觀點明確、邏輯清晰，並以此判斷他溝通能力的強弱。另外，面試官也會從應聘者說話的神態和語氣來判斷他是否有團隊合作的意識。通常面試官不會喜歡高傲或者輕視合作者的人。

IT行業知識更新很快，因此程式員只有具備很好的學習能力才能跟上知識更替的步伐。通常面試官有兩種辦法考查應聘者的學習能力。第一種方法是詢問應聘者最近在看什麼書、從中學到了哪些新技術。面試官可以用這個問題瞭解應聘者的學習願望和學習能力。第二種方法是拋出一個新概念，接下來他會觀察應聘者能不能在較短時間內理解這個新概念並解決相關的問題。比如面試官要求應聘者計算第1500個醜數。很多人都沒有聽說過醜數這個概念。這時面試官就會觀察應聘者面對醜數這個新概念，能不能經過提問、思考、再提問的過程，最終找出醜數的規律從而找到解決方案。

知識遷移能力是一種特殊的學習能力。如果我們能夠把已經掌握的知識遷移到其他領域，那麼學習新技術或者解決新問題就會變得容易。面試官經常會先問一個簡單的問題，再問一個很複雜但和前面的簡單問題相關的問題。這時面試官期待應聘者能夠從簡單問題中得到啟示，從而找到解決複雜問題的竅門。比如面試官先要求應聘者寫一個函數求斐波那契數列，再問一個青蛙跳台階的問題：一隻青蛙一次可以跳上1級台階，也可以跳上2級台階，請問這隻青蛙跳上n級的台階總共有多少種跳法。應聘者如果具有較強的知識遷移能力，就能分析出青蛙跳台階問題實質上只是斐波那契數列的一個應用。

還有不少面試官喜歡考查應聘者的抽象建模能力和發散思維能力。面試官從日常生活中提煉出問題，比如如何判斷5張撲克牌是不是順子，考查應聘者能不能把問題抽象出來用合理的資料結構表示，並找到其中的規律解決這個問題。面試官也可以限制應聘者不得使用常規方法，這要求應聘者具備創新精神，能夠開啟思路從多角度去分析、解決問題。比如面試官要求應聘者不用加減乘除四則運算實現兩個整數的加法。此時面試官期待應聘者能夠開啟思路，用位元運算實現整數的加法。