谷歌（Google）历年编程真题——用 Read4 读取 N 个字符

本文主要是介绍谷歌（Google）历年编程真题——用 Read4 读取 N 个字符，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

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：

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。

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 = 0while buf_index < n:# 使用 read4 方法读取字符到临时缓冲区 temp_buf 中temp_buf = [''] * 4count = 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 += 1else: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_indexreturn 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：abcfile2 = "abcde"
buf2 = [''] * 5
print(read(buf2, 5))  # 输出：5，文件一共 5 个字符
print("".join(buf2[:5]))  # 输出：abcdefile3 = "abcdABCD1234"
buf3 = [''] * 12
print(read(buf3, 12))  # 输出：12，文件一共 12 个字符
print("".join(buf3[:12]))  # 输出：abcdABCD1234file4 = "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 = [''] * 4count = read4(temp_buf)for i in range(count):if buf_index < n:buf[buf_index] = temp_buf[i]buf_index += 1else:# 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:breakreturn 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：abcfile2 = "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：abcdefile3 = "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：abcdABCD1234file4 = "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