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技术面试手册：系统设计与编码模式

精选可扩展系统设计模式、算法编码挑战及行为策略，帮助忙碌工程师高效准备技术面试，提供实用参数与练习清单。

技术面试手册（Tech Interview Handbook）是由前 Meta 资深工程师 Yangshun 编写的开源资源，专为忙碌的软件工程师量身定制，聚焦高效准备编码面试、系统设计和行为面试。它提炼了海量信息，直击要害，帮助用户避开无效刷题陷阱，转而掌握核心模式和策略。该手册已服务超过 100 万工程师，许多人据此拿到 Google、Meta 等顶级 offer。

系统设计模式：从需求到高可用架构

系统设计面试考察候选人对大规模分布式系统的理解，通常针对中高级工程师。手册强调 “先澄清需求，再逐步构建架构” 的流程，避免盲目画图。核心观点：设计不是凭空想象，而是基于负载、延迟和容错的权衡。

步骤参数与清单：

  1. 需求澄清（5 分钟）：明确功能、非功能需求。QPS（每秒查询数）设为初始 1000，峰值 10 万；用户数日活 1 亿。问面试官：“支持多少并发？一致性要求强一致还是最终一致？”
  2. 高层次设计（10 分钟）：客户端→负载均衡（Nginx 或 Envoy）→应用服务器（微服务，Kubernetes 部署）→缓存（Redis，TTL 5-60 分钟，命中率目标 > 80%）→数据库（MySQL 分库分表，读写分离，主从复制延迟 < 100ms）。
  3. 瓶颈分析与优化：热点数据用布隆过滤器防穿透；消息队列（Kafka，分区数 = 主题数3，消费者组并行）；CDN 加速静态资源，边缘缓存命中率 > 90%。容错：熔断器（Hystrix 阈值错误率 > 50%、超时 3s）、限流（令牌桶，QPS = 预计峰值1.2）。
  4. 数据存储：NoSQL 如 Cassandra（最终一致，CAP 中选 AP）；分片键选高基数字段（如 user_id hash）。备份：RPO<1 小时，RTO<4 小时。

常见案例参数：

  • URL 短链：base62 编码（8 字符支持 10^14），Redis 计数器防冲突，异步任务生成唯一 ID（雪花算法，worker_id = 机器 IP%1024）。
  • Twitter：粉丝数 <1 万用内存列表，>1 万用 set@服务查询；时间线用写扇出（热门用户）+ 读合并（冷门）。
  • YouTube：视频分片存储（S3），转码队列（Celery），推荐用矩阵分解（offline batch，每日运行）。

这些参数源于真实系统实践，确保方案可落地。手册建议练习 ByteByteGo 课程，结合 Grokking System Design，模拟 45 分钟全流程。

引用：手册指出，“系统设计面试评估设计真实软件系统的能力，涉及多组件交互”。

编码模式：算法挑战的模式识别

编码面试核心是模式而非孤题。手册提供按主题分类的备忘单（array、string、graph 等），优先高频如数组（High）、图（High）。观点：掌握 10 大模式，覆盖 80% LeetCode 中题。

核心编码模式与清单（优先级高→低）：

  1. 滑动窗口（Sliding Window）：固定 / 可变窗口求子串。参数：left/right 指针，条件 while (right< n && !valid) right++；收缩 while (valid && left<=right) left++。练习：Longest Substring Without Repeating (LC3)，Minimum Window Substring (LC76)。
  2. 双指针（Two Pointers）：快慢指针 / 左右夹逼。数组排序后 left=0, right=n-1，sum>target right--。时间 O (N)。练习：Two Sum II (LC167)，Container With Most Water (LC11)。
  3. 快速 / 慢速指针（Fast & Slow）：链表环检测，fast=fast.next.next, slow=slow.next，相遇后重置 slow 追 fast。练习：Linked List Cycle (LC141)。
  4. 合并区间（Merge Intervals）：sort (start)，stack 合并重叠。参数：if stack [-1].end >= interval.start, extend end。练习：Merge Intervals (LC56)。
  5. 循环排序（Cyclic Sort）：nums [i]==i+1 位置交换。O (N) 空间 O (1)。练习：Find Missing Number (LC268)。
  6. BFS/DFS 拓扑（Graph）：BFS 用 queue 记录 indegree=0 入队，减邻居 indegree。练习：Course Schedule (LC207)。
  7. 子集 / 组合（Backtracking）：for 循环 + 递归，used 数组防重复。剪枝：start=i+1。练习：Subsets (LC78)。
  8. Top K（Heap）：min-heap 大小 K，heapq.heappushpop。练习：K Closest Points (LC973)。
  9. 动态规划（DP）：状态转移，memo 或 table。参数：dp [i][j] = max (dp [i-1][j], dp [i][j-1] + grid [i][j])。练习：Unique Paths (LC62)。

手册的 Grind 75 是 Blind 75 升级版，可自定义 75 题计划，按模式分组，每周刷 20 题。结合 AlgoMonster 数据驱动模式学习。

面试通用清单：

  • 沟通：Think aloud，时间 / 空间复杂度 O 标注。
  • 边界：空输入、单元素、重复、最大 / 最小值。
  • 优化：Brute→优解，空间换时间（如 hashmap）。
  • 测试：3-5 例目测，面试官点头再码代码。

行为策略：STAR + 公司研究

行为面试用 STAR（Situation-Task-Action-Result）框架。手册列顶级公司问题，如 “Describe a challenging bug”。策略：准备 5 故事，量化结果（“优化 20% 延迟”）。研究公司价值观，问题反问：“团队工程水平如何定义？”

落地计划（4 周）：

  1. 周 1：系统设计 2 案例，画架构图。
  2. 周 2：编码模式刷 30 题（NeetCode.io）。
  3. 周 3：行为 5 故事 + 模拟 mock。
  4. 周 4：全流程练习，复盘。

这些模式非理论，而是可参数化工具，提升胜率。无论 FAANG 还是初创，都适用。

资料来源：

（正文约 1250 字）

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