c#题例-2025-06-21 11:52:18
日期: 2025-06-21 分类: AI写作 45次阅读
好的!以下是一道专家级别的 C# 程序员逻辑面试题,涉及到多线程、并发控制和性能优化等高级概念:
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### 面试题:实现一个线程安全的缓存系统
**问题描述:**
请设计并实现一个线程安全的缓存系统 `ThreadSafeCache
1. **缓存功能**:
- 提供 `AddOrUpdate(TKey key, TValue value)` 方法,用于添加或更新缓存中的键值对。
- 提供 `GetValue(TKey key)` 方法,用于获取指定键的值。如果键不存在,返回默认值(`default(TValue)`)。
- 提供 `Remove(TKey key)` 方法,用于删除指定键的缓存项。
2. **过期机制**:
- 每个缓存项可以设置一个过期时间(以秒为单位)。当缓存项超过指定的时间后,应自动从缓存中移除。
- 提供 `AddOrUpdate(TKey key, TValue value, int expirationInSeconds)` 方法,用于添加或更新带有过期时间的缓存项。
3. **线程安全性**:
- 所有方法必须是线程安全的,能够同时被多个线程调用而不会导致数据竞争或不一致。
4. **性能优化**:
- 尽量减少锁的使用范围,避免性能瓶颈。
- 考虑使用 `ConcurrentDictionary` 或其他合适的并发集合来提高性能。
5. **额外挑战**(可选):
- 实现一个后台清理任务,定期检查并移除所有已过期的缓存项。清理任务不应阻塞正常的缓存操作。
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### 示例代码框架
以下是一个简单的接口定义,你可以基于此实现完整的缓存系统:
```csharp
using System;
using System.Collections.Concurrent;
using System.Threading;
public class ThreadSafeCache
{
private readonly ConcurrentDictionary
// 添加或更新缓存项
public void AddOrUpdate(TKey key, TValue value, int expirationInSeconds = 0)
{
// 实现逻辑
}
// 获取缓存项
public TValue GetValue(TKey key)
{
// 实现逻辑
return default(TValue);
}
// 删除缓存项
public bool Remove(TKey key)
{
// 实现逻辑
return false;
}
// 缓存项类
private class CacheItem
{
public T Value { get; set; }
public DateTime? ExpirationTime { get; set; }
public CacheItem(T value, DateTime? expirationTime)
{
Value = value;
ExpirationTime = expirationTime;
}
public bool IsExpired => ExpirationTime.HasValue && ExpirationTime.Value < DateTime.UtcNow;
}
}
```
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### 评分标准
1. **正确性**:是否正确实现了所有功能,包括线程安全性和过期机制。
2. **性能**:是否合理地减少了锁的使用范围,是否考虑了高并发场景下的性能优化。
3. **代码质量**:代码是否清晰、易读,是否遵循了良好的编程实践。
4. **扩展性**:是否考虑了未来的扩展需求,例如支持更多缓存策略或清理机制。
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这道题目考察了候选人在多线程编程、并发集合、时间管理以及性能优化等方面的能力,非常适合用来评估高级 C# 开发者的水平。
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标签:AI写作
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