158. 用 Read4 读取 N 个字符 II - 多次调用 🔒 

题目描述

给你一个文件 file ，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使 read 读取 n 个字符。注意：你的 read 方法可能会被调用多次。

read4 的定义：

read4 API 从文件中读取 4 个连续的字符，然后将这些字符写入缓冲区数组 buf4 。

返回值是读取的实际字符数。

请注意，read4() 有其自己的文件指针，类似于 C 中的 FILE * fp 。

    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 buf4 = ""，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 file 。

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。

注意：

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 函数可以被调用多次。
请记得重置在 Solution 中声明的类变量（静态变量），因为类变量会 在多个测试用例中保持不变，影响判题准确。请查阅这里。
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。
保证在一个给定测试用例中，read 函数使用的是同一个 buf。

示例 1：

输入： file = "abc"， queries = [1,2,1]
输出：[1,2,0]
解释：测试用例表示以下场景:
File file("abc");
Solution sol;
sol.read (buf, 1); // 调用 read 方法后，buf 应该包含 “a”。我们从文件中总共读取了 1 个字符，所以返回 1。
sol.read (buf, 2); // 现在 buf 应该包含 "bc"。我们从文件中总共读取了 2 个字符，所以返回 2。
sol.read (buf, 1); // 我们已经到达文件的末尾，不能读取更多的字符。所以返回 0。
假设已经分配了 buf ，并保证有足够的空间存储文件中的所有字符。

示例 2：

输入：file = "abc"， queries = [4,1]
输出：[3,0]
解释：测试用例表示以下场景:
File file("abc");
Solution sol;
sol.read (buf, 4); // 调用 read 方法后，buf 应该包含 “abc”。我们从文件中总共读取了 3 个字符，所以返回 3。
sol.read (buf, 1); // 我们已经到达文件的末尾，不能读取更多的字符。所以返回 0。

提示：

1 <= file.length <= 500
file 由英语字母和数字组成
1 <= queries.length <= 10
1 <= queries[i] <= 500

解法

方法一：模拟

Python3

# The read4 API is already defined for you.
# def read4(buf4: List[str]) -> int:


class Solution:
    def __init__(self):
        self.buf4 = [None] * 4
        self.i = self.size = 0

    def read(self, buf: List[str], n: int) -> int:
        j = 0
        while j < n:
            if self.i == self.size:
                self.size = read4(self.buf4)
                self.i = 0
                if self.size == 0:
                    break
            while j < n and self.i < self.size:
                buf[j] = self.buf4[self.i]
                self.i += 1
                j += 1
        return j

Java

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

public class Solution extends Reader4 {
    private char[] buf4 = new char[4];
    private int i;
    private int size;

    /**
     * @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) {
        int j = 0;
        while (j < n) {
            if (i == size) {
                size = read4(buf4);
                i = 0;
                if (size == 0) {
                    break;
                }
            }
            while (j < n && i < size) {
                buf[j++] = buf4[i++];
            }
        }
        return j;
    }
}

C++

/**
 * 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) {
        int j = 0;
        while (j < n) {
            if (i == size) {
                size = read4(buf4);
                i = 0;
                if (size == 0) break;
            }
            while (j < n && i < size) buf[j++] = buf4[i++];
        }
        return j;
    }

private:
    char* buf4 = new char[4];
    int i = 0;
    int size = 0;
};

Go

/**
 * 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 {
	buf4 := make([]byte, 4)
	i, size := 0, 0
	// implement read below.
	return func(buf []byte, n int) int {
		j := 0
		for j < n {
			if i == size {
				size = read4(buf4)
				i = 0
				if size == 0 {
					break
				}
			}
			for j < n && i < size {
				buf[j] = buf4[i]
				i, j = i+1, j+1
			}
		}
		return j
	}
}