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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)
"""
if n == 0:
return 0
i = 0
buf4 = [''] * 4
t = read4(buf4)
while t:
if n <= t:
buf[i:i + n] = buf4[:n]
return i + n
else:
buf[i:i + t] = buf4
n -= t
if t < 4 or n == 0:
return i + t
i += 4
t = read4(buf4)
return i
Explain
这个题解的思路是利用已有的 read4() 函数来读取文件内容。我们创建一个大小为 4 的缓冲区 buf4，用于临时存储 read4() 读取到的字符。然后通过一个 while 循环不断调用 read4()，每次读取最多 4 个字符到 buf4 中。根据读取到的字符数量 t 和剩余需要读取的字符数量 n 的大小关系，将 buf4 中的字符复制到目标缓冲区 buf 中。当 t 小于 4 或者 n 减为 0 时，表示读取完毕，返回实际读取的总字符数。
时间复杂度: O(⌈max(n, N)/4⌉)
空间复杂度: O(n)
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)
"""
if n == 0:
return 0
i = 0 # 记录已读取的总字符数
buf4 = [''] * 4 # 创建临时缓冲区，大小为 4
while True:
t = read4(buf4) # 调用 read4() 读取字符到 buf4 中
if t == 0: # 已读取完文件
break
if n <= t: # 剩余需要读取的字符数小于等于本次读取的字符数
buf[i:i + n] = buf4[:n] # 将 buf4 中的前 n 个字符复制到 buf 中
return i + n
else:
buf[i:i + t] = buf4 # 将 buf4 中的所有字符复制到 buf 中
n -= t # 更新剩余需要读取的字符数
if t < 4 or n == 0: # 本次读取的字符数小于 4 或者已读取完需要的字符
return i + t
i += 4 # 更新已读取的总字符数
return i
Explore
在`read4()`函数的实现中，返回值`t`小于4通常表示文件的末尾已经到达，因为`read4()`每次尝试读取4个字符。如果文件中的字符不足4个，`read4()`将返回实际可读的字符数，这是读取操作的正常行为。如果`t`小于4并且不是因为到达文件末尾而是由于错误（如I/O错误），那么这种情况应该由`read4()`的实现来处理和通知。在调用`read4()`时，通常假设该函数能正确处理所有I/O操作与相关错误，并通过其返回值正确反映文件状态。
使用固定大小的缓冲区`buf4`是一种简化设计的策略。`read4()`函数的设计目的是每次读取固定数量（4个字符）的数据，这有助于保持函数的调用和实现的简单性。动态调整缓冲区大小虽然在某些情况下可以减少读取次数，但这会增加代码的复杂性，并可能影响代码的可维护性和可读性。此外，在大多数情况下，由于磁盘I/O操作的固定成本，频繁地小量读取可能更低效，因此预设的小块读取（如4字符）可以平衡效率和复杂性。
当`n <= t`时，确实意味着尽管`buf4`可能包含多于`n`个字符，只有前`n`个字符被复制到`buf`中，剩余的字符不会被使用。这一行为不会影响下一次读取的正确性，因为每次调用`read4()`时，它都从文件的当前位置重新开始读取，不依赖于之前的调用状态。这意味着之前未使用的字符将被丢弃，每次读取都是独立的。
这确实是代码中的一个逻辑错误。在返回之前，应该更新`i`的值以反映实际已读取的字符总数。正确的做法应该是在每次将`buf4`的内容复制到`buf`后，更新`i`的值，确保在任何返回操作之前，`i`都正确地表示了到目前为止读取的字符总数。未更新`i`可能导致返回的读取总数计算错误，从而反映不正确的数据读取量。