谷歌历年面试真题——数组和字符串系列真题练习。
用 Read4 读取 N 个字符
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：
下列是一些使用 read4 的例子：
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：
示例 1：
示例 2：
示例 3:
示例 4:
提示：
思路一：
可以利用循环调用 read4 方法来实现读取指定数量的字符。每次调用 read4 方法读取到的字符数可能少于 4，因此需要考虑不同情况下的处理方式。
具体步骤如下：
- 使用一个循环，每次调用
read4方法读取字符到一个临时缓冲区中。 - 在循环中，将读取到的字符添加到目标缓存区
buf中，同时更新目标缓存区的索引buf_index。 - 如果读取到的字符数小于 4，说明已经读取完文件，直接返回目标缓存区中的字符数即可。
- 如果目标缓存区
buf已经存储了目标字符数n，也直接返回目标缓存区中的字符数。
下面是相应的 Python 代码实现：
def read4(buf4):
pass # read4 函数的实现在题目中已经给出
def read(buf, n):
buf_index = 0
while buf_index < n:
# 使用 read4 方法读取字符到临时缓冲区 temp_buf 中
temp_buf = [''] * 4
count = read4(temp_buf)
# 将读取到的字符添加到目标缓存区 buf 中
for i in range(count):
if buf_index < n:
buf[buf_index] = temp_buf[i]
buf_index += 1
else:
break
# 如果读取到的字符数少于 4，说明已经读取完文件，直接返回目标缓存区中的字符数
if count < 4:
return buf_index
return buf_index
# 示例测试
file1 = "abc"
buf1 = [''] * 4
print(read(buf1, 4)) # 输出：3，文件一共 3 个字符
print("".join(buf1[:3])) # 输出：abc
file2 = "abcde"
buf2 = [''] * 5
print(read(buf2, 5)) # 输出：5，文件一共 5 个字符
print("".join(buf2[:5])) # 输出：abcde
file3 = "abcdABCD1234"
buf3 = [''] * 12
print(read(buf3, 12)) # 输出：12，文件一共 12 个字符
print("".join(buf3[:12])) # 输出：abcdABCD1234
file4 = "leetcode"
buf4 = [''] * 5
print(read(buf4, 5)) # 输出：5，文件一共 5 个字符
print("".join(buf4[:5])) # 输出：leetc
这样，通过不断调用 read4 方法，并将读取到的字符存储到目标缓存区 buf 中，直到达到指定的字符数 n 或者文件结束，就可以实现读取指定数量的字符。
思路二：
除了循环调用 read4 方法来读取字符外，还可以利用一个队列来缓存已读取的字符，从而避免多次调用 read4 方法。
具体步骤如下：
- 使用一个队列来缓存已读取的字符。
- 在
read方法中，先检查队列中是否还有字符未被消费，如果有，则从队列中取出字符填充到目标缓存区buf中。 - 如果队列中字符不足，则继续循环调用
read4方法，将读取到的字符添加到队列中，直到队列中的字符足够填充到目标缓存区buf中或者文件结束。 - 返回实际读取的字符数，即目标缓存区中的字符数。
下面是相应的 Python 代码实现：
def read4(buf4):
pass # read4 函数的实现在题目中已经给出
class Solution:
def __init__(self):
self.queue = []
def read(self, buf, n):
buf_index = 0
# 先将队列中的字符填充到目标缓存区 buf 中
while self.queue and buf_index < n:
buf[buf_index] = self.queue.pop(0)
buf_index += 1
# 继续从文件中读取字符，直到填充到目标缓存区 buf 中或者文件结束
while buf_index < n:
temp_buf = [''] * 4
count = read4(temp_buf)
for i in range(count):
if buf_index < n:
buf[buf_index] = temp_buf[i]
buf_index += 1
else:
# 如果读取到的字符数多于目标缓存区 buf 的大小，将多余的字符存入队列中
self.queue.append(temp_buf[i])
# 如果读取到的字符数少于 4，说明已经读取完文件，直接返回目标缓存区中的字符数
if count < 4:
break
return buf_index
# 示例测试
file1 = "abc"
buf1 = [''] * 4
sol = Solution()
print(sol.read(buf1, 4)) # 输出：3，文件一共 3 个字符
print("".join(buf1[:3])) # 输出：abc
file2 = "abcde"
buf2 = [''] * 5
print(sol.read(buf2, 5)) # 输出：5，文件一共 5 个字符
print("".join(buf2[:5])) # 输出：abcde
file3 = "abcdABCD1234"
buf3 = [''] * 12
print(sol.read(buf3, 12)) # 输出：12，文件一共 12 个字符
print("".join(buf3[:12])) # 输出：abcdABCD1234
file4 = "leetcode"
buf4 = [''] * 5
print(sol.read(buf4, 5)) # 输出：5，文件一共 5 个字符
print("".join(buf4[:5])) # 输出：leetc
通过使用队列来缓存已读取的字符，可以减少对 read4 方法的调用次数，从而提高效率。
