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157. 用 Read4 读取 N 个字符 🔒

题目描述

给你一个文件，并且该文件只能通过给定的 read4 方法来读取，请实现一个方法使其能够读取 n 个字符。

read4 方法：

API read4 可以从文件中读取 4 个连续的字符，并且将它们写入缓存数组 buf 中。

返回值为实际读取的字符个数。

注意 read4() 自身拥有文件指针，很类似于 C 语言中的 FILE *fp 。

read4 的定义：

参数类型: char[] buf4
返回类型: int

注意: buf4[] 是目标缓存区不是源缓存区，read4 的返回结果将会复制到 buf4[] 当中。

下列是一些使用 read4 的例子：

File file("abcde"); // 文件名为 "abcde"， 初始文件指针 (fp) 指向 'a' 
char[] buf4 = new char[4]; // 创建一个缓存区使其能容纳足够的字符
read4(buf4); // read4 返回 4。现在 buf4 = "abcd"，fp 指向 'e'
read4(buf4); // read4 返回 1。现在 buf4 = "e"，fp 指向文件末尾
read4(buf4); // read4 返回 0。现在 buf = ""，fp 指向文件末尾

read 方法：

通过使用 read4 方法，实现 read 方法。该方法可以从文件中读取 n 个字符并将其存储到缓存数组 buf 中。您 不能 直接操作文件。

返回值为实际读取的字符。

read 的定义：

参数类型:   char[] buf, int n
返回类型:   int

注意: buf[] 是目标缓存区不是源缓存区，你需要将结果写入 buf[] 中。

 

示例 1：

输入： file = "abc", n = 4
输出： 3
解释： 当执行你的 read 方法后，buf 需要包含 "abc"。 文件一共 3 个字符，因此返回 3。 注意 "abc" 是文件的内容，不是 buf 的内容，buf 是你需要写入结果的目标缓存区。

示例 2：

输入： file = "abcde", n = 5
输出： 5
解释： 当执行你的 read 方法后，buf 需要包含 "abcde"。文件共 5 个字符，因此返回 5。

示例 3:

输入： file = "abcdABCD1234", n = 12
输出： 12
解释： 当执行你的 read 方法后，buf 需要包含 "abcdABCD1234"。文件一共 12 个字符，因此返回 12。

示例 4:

输入： file = "leetcode", n = 5
输出： 5
解释： 当执行你的 read 方法后，buf 需要包含 "leetc"。文件中一共 5 个字符，因此返回 5。

 

提示：

  • 你 不能 直接操作该文件，文件只能通过 read4 获取而 不能 通过 read。
  • read  函数只在每个测试用例调用一次。
  • 你可以假定目标缓存数组 buf 保证有足够的空间存下 n 个字符。 

解法

方法一：模拟

直接模拟读取文件的过程，每次读取 4 个字符，然后将读取的字符存入缓存数组中，直到读取的字符数目达到 n 或者文件读取完毕。

时间复杂度 $O(n)$。其中 $n$ 为要读取的字符数目。

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"""
The read4 API is already defined for you.

    @param buf4, a list of characters
    @return an integer
    def read4(buf4):

# Below is an example of how the read4 API can be called.
file = File("abcdefghijk") # File is "abcdefghijk", initially file pointer (fp) points to 'a'
buf4 = [' '] * 4 # Create buffer with enough space to store characters
read4(buf4) # read4 returns 4. Now buf = ['a','b','c','d'], fp points to 'e'
read4(buf4) # read4 returns 4. Now buf = ['e','f','g','h'], fp points to 'i'
read4(buf4) # read4 returns 3. Now buf = ['i','j','k',...], fp points to end of file
"""


class Solution:
    def read(self, buf, n):
        """
        :type buf: Destination buffer (List[str])
        :type n: Number of characters to read (int)
        :rtype: The number of actual characters read (int)
        """
        i = 0
        buf4 = [0] * 4
        v = 5
        while v >= 4:
            v = read4(buf4)
            for j in range(v):
                buf[i] = buf4[j]
                i += 1
                if i >= n:
                    return n
        return i

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/**
 * The read4 API is defined in the parent class Reader4.
 *     int read4(char[] buf4);
 */

public class Solution extends Reader4 {
    /**
     * @param buf Destination buffer
     * @param n   Number of characters to read
     * @return    The number of actual characters read
     */
    public int read(char[] buf, int n) {
        char[] buf4 = new char[4];
        int i = 0, v = 5;
        while (v >= 4) {
            v = read4(buf4);
            for (int j = 0; j < v; ++j) {
                buf[i++] = buf4[j];
                if (i >= n) {
                    return n;
                }
            }
        }
        return i;
    }
}

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/**
 * The read4 API is defined in the parent class Reader4.
 *     int read4(char *buf4);
 */

class Solution {
public:
    /**
     * @param buf Destination buffer
     * @param n   Number of characters to read
     * @return    The number of actual characters read
     */
    int read(char* buf, int n) {
        char buf4[4];
        int i = 0, v = 5;
        while (v >= 4) {
            v = read4(buf4);
            for (int j = 0; j < v; ++j) {
                buf[i++] = buf4[j];
                if (i >= n) {
                    return n;
                }
            }
        }
        return i;
    }
};

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/**
 * The read4 API is already defined for you.
 *
 *     read4 := func(buf4 []byte) int
 *
 * // Below is an example of how the read4 API can be called.
 * file := File("abcdefghijk") // File is "abcdefghijk", initially file pointer (fp) points to 'a'
 * buf4 := make([]byte, 4) // Create buffer with enough space to store characters
 * read4(buf4) // read4 returns 4. Now buf = ['a','b','c','d'], fp points to 'e'
 * read4(buf4) // read4 returns 4. Now buf = ['e','f','g','h'], fp points to 'i'
 * read4(buf4) // read4 returns 3. Now buf = ['i','j','k',...], fp points to end of file
 */

var solution = func(read4 func([]byte) int) func([]byte, int) int {
    // implement read below.
    return func(buf []byte, n int) int {
        buf4 := make([]byte, 4)
        i, v := 0, 5
        for v >= 4 {
            v = read4(buf4)
            for j := 0; j < v; j++ {
                buf[i] = buf4[j]
                i++
                if i >= n {
                    return n
                }
            }
        }
        return i
    }
}

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