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用 Read4 读取 N 个字符

用 Read4 读取 N 个字符

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题目描述

代码结果

运行时间: 24 ms, 内存: 0.0 MB


/*
题目思路:
使用Java Stream API的简化操作,可以减少手动控制数组索引的复杂度,但需要注意流的关闭和流的操作不适合直接模拟read4 API。
 
关键点:
1. 创建一个流,从文件中每次读取4个字符。
2. 累积流中的字符,直到达到n个字符或文件结束。
3. 将累积的字符保存到缓冲区中。
*/
 
import java.util.stream.IntStream;
 
public class Solution {
    private char[] buffer4 = new char[4]; // 用于存储read4读取的字符
    private int buffer4Index = 0; // 当前buffer4中的读取位置
    private int buffer4Count = 0; // 当前buffer4中的有效字符数
 
    public int read(char[] buf, int n) {
        int[] totalCharsRead = {0};
        IntStream.iterate(0, i -> totalCharsRead[0] < n).forEach(i -> {
            if (buffer4Index == buffer4Count) {
                buffer4Count = read4(buffer4);
                buffer4Index = 0;
            }
            while (totalCharsRead[0] < n && buffer4Index < buffer4Count) {
                buf[totalCharsRead[0]++] = buffer4[buffer4Index++];
            }
        });
        return totalCharsRead[0];
    }
    // 模拟read4方法
    private int read4(char[] buf4) {
        // 示例实现,实际应该由系统提供
        return 0;
    }
}

解释

方法:

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)

代码细节讲解

🦆
在实现中,当`t`小于4时,你是如何保证文件确实已经读取完毕,而不是因为某种错误导致的提前结束?
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。
🦆
给定`buf4`临时缓冲区的固定大小为4,为何不考虑根据剩余需要读取的字符数量`n`动态调整缓冲区大小以提高效率?
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。
🦆
在复制字符从`buf4`到`buf`时,如果`n <= t`的分支导致立即返回,这是否意味着后续的字符即使已经读入`buf4`也会被忽略?这是否会影响下一次读取的正确性?
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。
🦆
函数在返回`i + t`之前没有更新`i`的值,这是否是一个错误?如果是的话,返回的读取总数是否会被错误地计算?
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。

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