深入理解Java Swing的JInternalFrame组件

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简介:JInternalFrame 是 Java Swing 库中用于在主窗口内创建可操作子窗口的核心组件,支持移动、最小化和关闭等操作。它允许开发者构建多文档界面,通过菜单集成、浮动特性及透明度设置,增强用户交互体验。本文章通过示例代码,详细介绍了如何利用 JInternalFrame 实现复杂的界面布局和功能。

1. Java Swing 中 JInternalFrame 组件的作用和功能

Java Swing 是一个用于开发图形用户界面(GUI)组件的工具包,其中 JInternalFrame 是一个关键的组件,主要用于创建多文档界面(MDI)应用程序。这个组件允许开发者在主窗口中嵌入多个可独立操作的子窗口,从而提高应用程序的多任务处理能力。

JInternalFrame 在 MDI 应用中的主要作用包括: - 提供与父窗口(通常是 JDesktopPane )的无缝集成,以实现子窗口的嵌入。 - 支持标准窗口操作,如移动、调整大小、最小化和关闭。 - 允许对子窗口进行特定的属性设置,例如标题、大小、位置和图标化。 - 提供菜单集成,允许在内部窗口中添加菜单栏。

通过掌握 JInternalFrame 的使用,开发者可以创建出更加直观、高效且功能丰富的用户界面。这一章将探讨 JInternalFrame 的核心作用和功能,为后续深入了解如何利用它进行复杂界面布局打下基础。

2. JInternalFrame 继承自 JFrame 用于 MDI 应用

2.1 MDI 应用的基本概念和优势

2.1.1 MDI 与 SDI 应用的区别

多文档界面(MDI)和单文档界面(SDI)是两种常见的应用程序窗口管理方式。SDI 应用中每个文档都拥有自己的窗口,用户可以通过窗口管理器来切换不同的文档。SDI 应用在某些情况下可能会导致屏幕上有许多小窗口,操作起来较为不便。相较之下,MDI 应用则是在一个父窗口内管理所有的子窗口,这种设计可以有效地利用屏幕空间,使得用户界面看起来更加整洁。

2.1.2 MDI 在多文档界面设计中的优势

MDI 应用中,所有的子窗口都在一个父窗口内打开,这使得窗口切换变得更加方便,并且可以更容易实现子窗口之间的协作。例如,用户可以在一个窗口中查看数据,在另一个窗口中编辑数据,而不会相互干扰。此外,MDI 应用还支持子窗口的重叠排列,用户可以根据自己的需要快速切换查看不同的子窗口。

2.2 JInternalFrame 继承自 JFrame 的特性分析

2.2.1 JFrame 的基本特性和功能回顾

JFrame 是 Java Swing 中最基本的窗口类,它提供了创建窗口的基本框架,例如窗口的标题、大小、关闭操作等。JFrame 还允许添加各种组件,如按钮、文本框、菜单栏等,以构建复杂的用户界面。它提供了丰富的API供开发者自定义窗口的行为和外观。

2.2.2 JInternalFrame 对 JFrame 特性的扩展

JInternalFrame 继承自 JFrame,但它是在JDesktopPane中使用的特殊窗口组件,专门用于MDI应用程序。JInternalFrame 提供了例如可浮动、可最小化、可最大化等特性,这些特性在JFrame中并没有直接提供。这些特性使得JInternalFrame 非常适合创建类似于传统桌面应用程序的多文档界面。

2.3 JInternalFrame 在 MDI 应用中的关键作用

2.3.1 组件之间的组织和管理

在 MDI 应用中,JInternalFrame 作为子窗口,需要被组织和管理起来以提供良好的用户体验。使用 JDesktopPane 可以帮助开发者将多个 JInternalFrame 组件放置在一个父窗口中,并且能够轻松地实现组件之间的协同工作。开发者可以通过 JDesktopPane 提供的方法来控制组件的布局、切换焦点等。

2.3.2 父窗口与子窗口的交互机制

在 MDI 应用中,父窗口(即 JDesktopPane)需要与子窗口(即 JInternalFrame)进行频繁的交互。JDesktopPane 提供了一系列方法来处理这些交互,例如子窗口的打开、关闭、激活等。父窗口和子窗口之间的交互机制,也是通过一些事件监听和回调函数来实现的,这使得开发者可以根据需要对子窗口的事件进行定制化的处理。

以上是第二章的内容,它详细介绍了MDI 应用的基本概念、优势、以及 JInternalFrame 在 MDI 应用中的关键作用。接下来的章节将继续深入探讨 JInternalFrame 的其他特性及其在复杂界面布局中的应用。

3. 菜单集成和菜单栏添加方法

3.1 菜单栏的设计原则和实现方式

在现代应用程序中,菜单栏是用户交互的关键组件之一,它提供了一系列的命令和选项供用户选择。菜单栏的设计需要遵循一定的原则,以确保用户界面既美观又易用。

3.1.1 菜单栏的基本组件介绍

菜单栏由多个菜单组成,每个菜单包含一个或多个菜单项。在Java Swing中,菜单栏通常与 JMenuBar 类相关联,菜单项则与 JMenuItem 类相关联。除了菜单项,还有下拉菜单( JMenu )、工具栏( JToolBar )等组件。

3.1.2 菜单集成的基本步骤和注意事项

集成菜单栏到应用程序中,通常遵循以下步骤:

  1. 创建一个 JMenuBar 实例。
  2. 使用 add() 方法将 JMenu 对象添加到 JMenuBar 中。
  3. 为每个 JMenu 添加 JMenuItem
  4. JMenuBar 实例添加到JFrame或其他容器的 JMenuBar 属性中。

注意事项包括:

  • 菜单项应简洁明了,避免使用过长的菜单项名称。
  • 菜单和菜单项的分组应逻辑清晰,以减少用户的认知负担。
  • 使用快捷键(快捷键可以使用 KeyStroke 类定义)可以提高效率,特别是对于重复操作。
  • 适当使用复选菜单项( JCheckBoxMenuItem )和单选按钮菜单项( JRadioButtonMenuItem )来表示二选一或互斥的选项。
// 示例代码:创建菜单栏并添加到窗口中
JMenuBar menuBar = new JMenuBar();
JMenu fileMenu = new JMenu("File");
JMenuItem openItem = new JMenuItem("Open");
JMenuItem exitItem = new JMenuItem("Exit");
fileMenu.add(openItem);
fileMenu.addSeparator(); // 添加分隔线
fileMenu.add(exitItem);

menuBar.add(fileMenu);

JFrame frame = new JFrame("Menu Example");
frame.setJMenuBar(menuBar);
frame.setSize(300, 200);
frame.setVisible(true);

3.2 JInternalFrame 的菜单集成方法

在MDI应用程序中,JInternalFrame可以包含自己的菜单栏,这使得每个内部窗口都可以拥有独立的菜单项。

3.2.1 创建菜单项和菜单栏

要为JInternalFrame添加菜单栏,可以使用与创建JFrame菜单栏相同的方式。首先创建菜单栏,然后创建菜单和菜单项,最后将菜单项添加到菜单中,并将菜单添加到菜单栏。

3.2.2 将菜单栏添加到 JInternalFrame 中

将菜单栏添加到JInternalFrame中与添加到JFrame类似,但要注意JInternalFrame是可停靠的,所以菜单栏通常位于内部窗口的顶部。

// 示例代码:向 JInternalFrame 添加菜单栏
JInternalFrame internalFrame = new JInternalFrame("Internal Frame", true, true, true, true);
JMenuBar internalMenuBar = new JMenuBar();
// ... 创建和添加菜单和菜单项到 internalMenuBar
internalFrame.setMenuBar(internalMenuBar);

3.3 实现 JInternalFrame 功能的菜单控制

菜单项不仅仅显示在界面上,它们还需要与应用程序中的动作相关联。这涉及到事件监听和处理。

3.3.1 功能性菜单项的添加和绑定

为菜单项添加动作监听器,实现当用户点击菜单项时触发相应的事件处理逻辑。

// 示例代码:绑定动作监听器到菜单项
exitItem.addActionListener(new ActionListener() {
    public void actionPerformed(ActionEvent e) {
        System.exit(0);
    }
});

3.3.2 菜单与组件状态的交互实现

菜单项可以控制组件的状态,如开启或关闭某些功能,改变窗口状态(最大化、最小化等)。

// 示例代码:菜单项控制 JInternalFrame 的关闭功能
exitItem.addActionListener(new ActionListener() {
    public void actionPerformed(ActionEvent e) {
        internalFrame.dispose(); // 关闭 JInternalFrame
    }
});

以上章节详尽介绍了在Java Swing中如何创建和集成菜单栏,以及如何通过菜单项控制JInternalFrame的特定功能。这些内容对于开发复杂界面布局的MDI应用程序尤其重要,帮助开发者优化用户体验并提高应用程序的可用性。

4. 浮动特性:可移动、可调整大小、可最小化和可关闭

4.1 JInternalFrame 浮动特性的理论基础

4.1.1 浮动窗口的概念及其在应用中的作用

浮动窗口是用户界面设计中一个常见而又重要的概念。它们允许用户在一个主窗口中打开多个子窗口,每个子窗口可以独立地进行移动、调整大小、最小化和关闭等操作。这种设计大大增强了用户在进行多任务操作时的灵活性和效率。

在Java Swing中, JInternalFrame 类提供了这种MDI(Multiple Document Interface)应用的关键特性。通过使用 JInternalFrame ,开发者能够实现复杂的文档管理应用,比如文本编辑器、IDE开发环境、邮件客户端等,其中用户可能需要同时查看和操作多个文档或视图。

4.1.2 Java Swing 对浮动特性的支持

Java Swing框架通过 JInternalFrame 这一组件对浮动窗口给予了良好的支持。开发者可以通过设置一些属性和监听器来控制窗口的浮动行为。比如,通过 setClosable(true) 可以使得内部框架可以被关闭,通过 setResizeable(true) 可以使得内部框架可以被调整大小,通过 setMaximum(false) 可以使得内部框架可以被最小化。

Swing还允许通过编程方式控制窗口位置,例如使用 setLocation(x, y) 来设置窗口的初始位置,而 setBounds(x, y, width, height) 则可以设置窗口的大小和位置。

4.2 实现 JInternalFrame 浮动特性的技术细节

4.2.1 设置窗口的可移动性

要使得 JInternalFrame 可以移动,需要允许用户拖动标题栏来移动窗口。可以通过 setMoveable(true) 方法实现这一点。这个方法需要在 JInternalFrame 创建后调用,以便用户能够通过鼠标操作窗口。

import javax.swing.*;

public class JInternalFrameExample {
    public static void main(String[] args) {
        JFrame frame = new JFrame("JInternalFrame Example");
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        frame.setSize(600, 400);

        JDesktopPane desktop = new JDesktopPane();
        frame.setContentPane(desktop);

        JInternalFrame internalFrame = new JInternalFrame("Internal Frame", true, true, true, true);
        internalFrame.setBounds(100, 100, 300, 200);
        internalFrame.setMoveable(true); // 设置内部框架可移动

        desktop.add(internalFrame);

        frame.setVisible(true);
    }
}

4.2.2 窗口的大小调整和最小化实现

窗口大小的调整和最小化功能是浮动窗口的标准操作。 JInternalFrame 类通过 setResizeable(true) 方法来支持窗口大小的调整,通过 setMinimum(true) 方法来支持窗口最小化。

在Swing中,所有的窗口大小调整都是通过拖动窗口的边缘来完成的。 JInternalFrame 在创建的时候可以通过设置窗口的初始大小来预览其大小调整的效果,同时在运行时窗口大小的动态变化也可以被监听和处理。

4.2.3 窗口的关闭功能和机制

窗口的关闭功能允许用户通过点击窗口的关闭按钮来结束窗口的生命周期。在 JInternalFrame 中,可以通过 setClosable(true) 来实现这一功能。当用户点击关闭按钮时, windowClosing 事件会被触发,通常开发者需要在 WindowListener 中实现 windowClosing 方法来处理窗口关闭的具体逻辑。

例如,以下代码演示了如何为内部窗口添加关闭按钮的事件处理逻辑:

internalFrame.addWindowListener(new WindowAdapter() {
    public void windowClosing(WindowEvent e) {
        // 处理窗口关闭逻辑,例如确认用户是否真的想要关闭窗口
        int confirmClose = JOptionPane.showConfirmDialog(null, "Do you want to close the window?", "Close window?", JOptionPane.YES_NO_OPTION);
        if (confirmClose == JOptionPane.YES_OPTION) {
            internalFrame.dispose(); // 关闭窗口
        }
    }
});

4.3 浮动特性的高级应用和案例分析

4.3.1 特殊布局需求下的浮动策略

在某些特殊布局需求中,可能需要对浮动窗口的移动和大小调整进行一些限制。例如,你可能希望窗口在拖动到特定位置时自动对齐,或者在特定区域内才可以调整大小。要实现这些功能,可以通过覆盖 JInternalFrame mouseDragged mousePressed 方法来实现自定义的鼠标事件处理。

4.3.2 高级案例分析与代码实现

考虑一个具有复杂布局需求的应用,我们可能需要在内部窗口关闭之前执行某些特定的清理操作。这时,除了前面提到的 windowClosing 事件监听器之外,还可以使用 setDefaultCloseOperation 方法,并传入 WindowConstants.DO_NOTHING_ON_CLOSE 常量来阻止窗口默认的关闭行为,然后在 windowClosed 事件监听器中执行清理操作。

internalFrame.setDefaultCloseOperation(WindowConstants.DO_NOTHING_ON_CLOSE);
internalFrame.addWindowListener(new WindowAdapter() {
    public void windowClosed(WindowEvent e) {
        // 执行关闭窗口前的清理逻辑
    }
});

以上示例代码展示了如何通过 JInternalFrame 组件实现复杂的浮动特性,包括窗口的移动、大小调整、最小化和关闭。通过这些示例,我们可以看到Java Swing为开发复杂的桌面应用提供了丰富而灵活的界面设计支持。

5. 透明性设置:使窗口和组件背景透明

在现代应用程序中,透明窗口和组件为用户界面增添了新的维度,提供了更美观、更灵活的交互方式。本章将深入探讨如何使用 JInternalFrame 实现窗口及组件背景的透明效果,以及这些透明特性的应用场景和实践案例。

5.1 透明窗口的理论基础和设计考量

5.1.1 透明窗口的定义及其在界面设计中的重要性

透明窗口,通俗地讲,是一种允许底层内容可见的窗口类型。这不仅仅意味着你可以看到窗口后面的内容,而且还可以通过调节透明度,控制底层内容的显示程度。这种特性极大地增强了用户界面的交互性和视觉效果。

在设计中,透明窗口通常用于创建视觉层次感,使得用户能够能够直观地感受到应用程序的不同部分之间的关系,提升用户体验。它同样适用于需要强调或区分某些内容的场景,如弹窗提示、信息展示以及动画效果。

5.1.2 透明度设置对性能的影响分析

透明窗口虽然提供了视觉上的便利和美观效果,但它们也可能会对应用程序的性能产生一定影响。透明度的实现通常需要额外的图形处理,这可能会增加CPU和GPU的负载。在性能敏感的应用中,需要仔细考量这一点。

例如,过多使用半透明效果可能会导致渲染速度下降,特别是在老旧硬件上更为明显。因此,在设计界面时,开发者需要在视觉效果和性能之间找到一个平衡点。适当限制透明效果的使用范围,或针对不重要的元素使用低透明度,可以在不显著影响性能的前提下,取得良好的视觉效果。

5.2 JInternalFrame 透明性设置的具体方法

5.2.1 通过属性设置实现透明效果

JInternalFrame 提供了 setOpacity 方法来控制窗口的透明度。该方法接受一个 0.0f 1.0f 范围内的浮点数,其中 1.0f 表示完全不透明, 0.0f 表示完全透明。

import javax.swing.JInternalFrame;
import java.awt.Color;
import java.awt.Frame;

public class TransparentInternalFrame extends JInternalFrame {
    public TransparentInternalFrame(String title, boolean resizeable, boolean closable, boolean maximizable, boolean iconifiable) {
        super(title, resizeable, closable, maximizable, iconifiable);
        // 设置背景颜色为半透明
        setBackground(new Color(100, 100, 100, 120));
        // 设置窗口透明度
        setOpacity(0.5f);
        // 设置窗口为非活动时的透明度
        setLayer(1);
    }
}

在上述代码中,我们首先创建了一个继承自 JInternalFrame 的类,并在构造函数中设置了窗口的标题和基本属性。之后,我们使用 setBackground 方法设置了一个半透明的背景色,并通过 setOpacity 方法设置窗口透明度为 50%。这样,窗口及其组件就会显示为半透明状态。

5.2.2 透明度级别的调整和效果预览

透明度级别的调整是通过改变 setOpacity 方法中的值来实现的。开发者可以根据需要调整窗口及组件的透明度,从而达到预期的视觉效果。

例如,如果需要创建一个轻量级的提示窗口,可以将其透明度设置为较低值,这样用户在看到提示信息的同时,仍能注意到窗口下方的内容。如果是为了提升美观性,增加一些视觉特效,可能就会使用更高的透明度。

import javax.swing.JDesktopPane;
import javax.swing.JInternalFrame;
import javax.swing.JFrame;

public class DesktopExample extends JFrame {
    public DesktopExample() {
        JDesktopPane desktop = new JDesktopPane();
        TransparentInternalFrame frame1 = new TransparentInternalFrame("Frame 1", true, true, true, true);
        TransparentInternalFrame frame2 = new TransparentInternalFrame("Frame 2", true, true, true, true);
        desktop.add(frame1);
        desktop.add(frame2);
        frame1.setBounds(10, 10, 200, 150);
        frame2.setBounds(50, 60, 200, 150);
        this.add(desktop);
        this.setSize(400, 400);
        this.setVisible(true);
    }
    public static void main(String[] args) {
        new DesktopExample();
    }
}

在此示例中,我们创建了两个 TransparentInternalFrame 实例,并设置了不同的位置和大小。通过调用 setOpacity 方法,我们可以让这两个内部框架窗口在桌面上显示为半透明,提供了清晰的视觉层次感。

5.3 透明窗口的应用场景和实践案例

5.3.1 透明窗口在复杂界面中的应用

透明窗口在复杂界面设计中有着广泛的应用。特别是在需要同时展示多个窗口内容的应用中,透明窗口能够帮助用户清晰地分辨不同的内容区域。

例如,在图像编辑软件中,工具窗口通常需要在图片上显示,使用透明窗口可以使得工具窗口不会完全遮盖图片内容,同时也方便用户通过工具窗口看到图片的细节。

5.3.2 实际案例代码实现和效果展示

假设我们要在某个信息管理系统中,创建一个可以与主窗口背景融为一体的浮动面板。这个浮动面板将显示一些即时消息,但不应完全阻挡背景内容。

import javax.swing.*;
import java.awt.*;

public class FloatingMessagePanel extends JFrame {
    public FloatingMessagePanel() {
        // 设置透明度为 0.8f,略微透明
        this.setOpacity(0.8f);
        this.setLayout(new FlowLayout(FlowLayout.CENTER, 5, 5));
        JLabel messageLabel = new JLabel("这里是一条浮动的消息");
        messageLabel.setFont(new Font("Serif", Font.BOLD, 16));
        messageLabel.setForeground(Color.WHITE);
        this.getContentPane().add(messageLabel);
        this.setSize(300, 100);
        this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        this.setLocationRelativeTo(null); // 将窗口置于屏幕中央
    }

    public static void main(String[] args) {
        SwingUtilities.invokeLater(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                new FloatingMessagePanel().setVisible(true);
            }
        });
    }
}

在这个例子中,我们创建了一个名为 FloatingMessagePanel JFrame ,它包含了显示信息的 JLabel 。通过 setOpacity 方法,我们将窗口的透明度设置为 80%,这样用户就能通过窗口看到背景内容。同时,我们使用 FlowLayout 管理布局,将 JLabel 放置在窗口的中心位置。最终效果是,当程序运行时,浮动面板会以半透明状态悬浮在屏幕中央。

通过这种方式,透明窗口可以被灵活应用于各种界面设计中,以提供更加丰富和动态的用户体验。

6. JInternalFrame 在复杂界面布局中的应用

6.1 复杂界面布局设计的原则和方法

在设计复杂界面时,我们需要考虑如何有效地组织界面中的各个组件,使它们能够直观、有序地展示信息,同时提供良好的用户体验。布局管理器就是用来完成这项任务的关键工具。

6.1.1 布局管理器的基本类型和选用策略

布局管理器负责管理组件在容器中的位置和大小,Java Swing 提供了多种布局管理器供开发者选择:

  • BorderLayout : 通常用于整体界面的布局,它将容器分为五个区域(东、南、西、北和中心),适用于主窗口或对话框。
  • FlowLayout : 适用于小型或简单的界面,组件会按顺序排列,可以换行,适用于具有逻辑组的简单布局。
  • GridLayout : 将容器分割成网格,每个组件占据一个单元格,适用于表单或控制台风格的布局。
  • GridBagLayout : 功能最强大的布局管理器,允许通过复杂的约束来放置组件,适用于复杂布局,但难度较高。
  • CardLayout : 容器显示单个组件,但可以切换显示的组件,适用于选项卡式界面。

选用策略通常基于界面复杂度、组件间关系、扩展性及维护性等因素。

6.1.2 JInternalFrame 在布局中的定位和作用

JInternalFrame 可以嵌入到 JDesktopPane 容器中,后者通常会使用 GridBagLayout 或 CardLayout 等复杂布局管理器。JInternalFrame 提供了一种方便的方式来管理 MDI 应用中的多个文档界面。

  • 在 GridBagLayout 中,每个 JInternalFrame 可以被指定不同的网格位置和尺寸,以适应复杂的布局需求。
  • 在 CardLayout 中,JInternalFrame 可以被视为一张“卡片”,通过改变当前显示的卡片来切换不同的工作区域或视图。

6.2 JInternalFrame 应用于复杂界面的技巧

在开发复杂界面时,合理地使用 JInternalFrame 可以极大地提升界面的可用性和维护性。

6.2.1 多个 JInternalFrame 组件的协同工作

当需要在一个窗口中同时显示多个 JInternalFrame 时,可以通过编写代码来控制它们之间的交互。例如,当一个内部窗口被激活时,其他窗口可以被自动最小化。

public void activateInternalFrame(JInternalFrame f) {
    if (f.isSelected()) {
        return;
    }
    JDesktopPane desktop = f.getDesktopPane();
    for (JInternalFrame frame : desktop.getAllFrames()) {
        if (frame != f) {
            frame.setSelected(false);
        }
    }
    f.setSelected(true);
}

6.2.2 与 JDesktopPane 和 JLayeredPane 的配合使用

JDesktopPane 用于管理多个 JInternalFrame,它可以组织这些内部窗口的堆叠顺序。JLayeredPane 提供更复杂的层次控制,可以将 JInternalFrame 与其他组件混合使用。

// 添加一个新的 JInternalFrame 到 JDesktopPane
JInternalFrame internalFrame = new JInternalFrame("Document", true, true, true, true);
desktopPane.add(internalFrame);
desktopPane.moveToFront(internalFrame);

6.3 JInternalFrame 实际项目中的高级案例

在实际的项目开发中,JInternalFrame 被广泛用于构建复杂的桌面应用程序。

6.3.1 案例分析:复杂界面布局的实现和优化

在构建一个多文档界面的应用程序时,我们可能会遇到需要动态添加、关闭和重置内部窗口的布局。这需要合理的逻辑来管理 JInternalFrame 的状态。

6.3.2 源码分析与功能扩展技巧

下面是添加新文档窗口的示例代码,同时也展示了如何对这些窗口进行分组和管理。

public class DocumentManager {
    private JDesktopPane desktopPane;
    private Map<String, JInternalFrame> documentFrames;
    public DocumentManager(JDesktopPane pane) {
        desktopPane = pane;
        documentFrames = new HashMap<>();
    }
    public void addNewDocument(String title) {
        JInternalFrame newFrame = new JInternalFrame(title, true, true, true, true);
        desktopPane.add(newFrame);
        documentFrames.put(title, newFrame);
        newFrame.setVisible(true);
        // 可以在此处实现分组逻辑
        newFrame.moveToFront();
    }
    // ... 其他管理方法
}

本章节通过讨论 JInternalFrame 在复杂界面中的应用,提供了布局管理器的选择策略和 JInternalFrame 的协同使用技巧。在实际案例分析中,我们还展示了如何实现和优化多文档界面的布局。在下一章节中,我们将深入探讨 JInternalFrame 的其他高级特性,如浮动窗口、透明性设置等。

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