JDOM库开发文档:打造高效XML处理体验

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简介:JDOM是专为Java环境设计的XML处理库,简化了XML文档的创建、修改和操作流程。它提供了一个直观的API和内存高效的性能表现,使得开发者可以更加方便地处理XML数据。本帮助文档详尽介绍了JDOM的核心概念、基本使用方法、主要类和接口、以及其优势和局限性。文档还提供了关于JDOM的扩展与替代品的信息,帮助开发者选择合适的XML处理工具。 Jdom的开发帮助文档

1. JDOM简介与核心概念

JDOM是Java领域中用于处理XML数据的一个轻量级且用户友好的库。其设计理念是提供更直观、更易于操作的API来处理XML文档,这一理念与传统的DOM(Document Object Model)和SAX(Simple API for XML)形成了鲜明对比。在传统的XML处理方法中,DOM提供了一种树形视图来处理文档,而SAX则采用了事件驱动的方式来处理XML文档的读取,JDOM在简化用户操作的同时,提供了对SAX和DOM的改进和补充。

相对于传统DOM,JDOM不需将整个文档加载到内存中,因此在处理大型文档时更加高效。相较于SAX,JDOM提供了更为直观的面向对象的API,使开发者能更轻松地构建和修改XML文档结构,而不是处理事件回调。JDOM通过提供简单易懂的API,大幅度降低了XML编程的难度和复杂性,这对于希望以更少的代码量达到相同效果的开发者来说,是一个极具吸引力的选择。

2. JDOM基本使用方法

2.1 创建XML文档

2.1.1 Document类简介与使用

在JDOM中, Document 类是整个XML文档的根节点,它包含了 Element 对象,后者代表XML文档中的单个元素。创建一个简单的XML文档,需要先实例化一个 Document 对象,然后向其中添加元素。

import org.jdom2.Document;
import org.jdom2.Element;
import org.jdom2.output.Format;
import org.jdom2.output.XMLOutputter;

public class JDOMExample {
    public static void main(String[] args) {
        Document doc = new Document(new Element("root"));
        doc.getRootElement().addContent(new Element("child"));
        XMLOutputter xmlOutputter = new XMLOutputter();
        xmlOutputter.setFormat(Format.getPrettyFormat());
        try {
            xmlOutputter.output(doc, System.out);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

以上代码创建了一个根节点为 <root> ,并且包含一个子节点 <child> 的简单XML文档,并格式化输出到控制台。 XMLOutputter 类用于输出格式化后的XML内容, Format.getPrettyFormat() 使得输出的XML易于阅读。

2.1.2 Element类与树状结构构建

Element 类是JDOM中最重要的类之一,它代表一个XML元素节点,并可以包含其他子 Element 、文本内容以及属性。构建一个树状的XML结构,就是通过 Element 类来实现的。

Element root = new Element("root");
Element child = new Element("child");
root.addContent(child);

这将构建一个简单的父子关系的 Element 树。

2.2 添加元素、属性和文本内容

2.2.1 使用Element类添加子元素

创建了根节点后,通常需要添加子元素来构建XML文档的结构。 Element 类的 addContent 方法允许开发者添加子元素。

Element books = new Element("books");
Element book = new Element("book");
books.addContent(book);

2.2.2 Attribute类的使用方法

在XML中,元素可以拥有属性,而 Attribute 类就是用来创建这些属性的。属性是与元素相关联的键值对。

Attribute id = new Attribute("id", "1");
Element book = new Element("book");
book.setAttribute(id);

2.2.3 Text类的文本内容添加

XML元素可以包含文本内容, Text 类用于表示元素中的纯文本部分。

Element name = new Element("name");
Text nameContent = new Text("Java Programming");
name.addContent(nameContent);

2.3 序列化XML

2.3.1 输出XML格式化方法

一旦构建了XML文档,就需要将它输出。 XMLOutputter 类提供了灵活的方法来控制输出格式。

XMLOutputter xmlOutputter = new XMLOutputter();
xmlOutputter.setFormat(Format.getPrettyFormat());
xmlOutputter.output(doc, System.out);

2.3.2 输出到不同目的地(文件、流、字符串等)

JDOM允许开发者将文档输出到不同目的地。下面的例子演示了如何将XML内容输出到文件。

XMLOutputter xmlOutputter = new XMLOutputter();
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("output.xml");
xmlOutputter.output(doc, fos);

这一段代码将 doc 对象的内容输出到当前目录下的 output.xml 文件中。

在上面的例子中,已经演示了JDOM创建和序列化XML文档的基本步骤。每一个操作都是通过具体的Java代码实现的,并且通过 XMLOutputter 类来控制输出格式。JDOM的简单性和易用性通过这些代码被展示得淋漓尽致,即使是初学者也能迅速上手。这些操作步骤,通过JDOM提供的API,可以快速地完成XML的创建和编辑,这对于需要处理XML数据的应用程序来说非常有用。

3. JDOM主要类和接口

3.1 核心类和接口介绍

3.1.1 Document类的功能与实例

Document 类是JDOM API中最为核心的部分,它代表了一个XML文档的根节点,并提供对文档结构的操作方法。这个类能够封装整个文档结构,并允许通过简单的方法操作文档内容。

一个 Document 对象通常通过解析器从XML文件或者字符串中创建而来,或者也可以直接构建一个空的 Document 实例。

以下是一个 Document 类的实例代码:

import org.jdom2.Document;
import org.jdom2.Element;
import org.jdom2.JDOMException;
import org.jdom2.input.SAXBuilder;
import org.jdom2.output.Format;
import org.jdom2.output.XMLOutputter;

import java.io.IOException;
import java.io.StringReader;

public class DocumentExample {
    public static void main(String[] args) throws JDOMException, IOException {
        String xmlString = "<root><element>Value</element></root>";
        StringReader sr = new StringReader(xmlString);
        SAXBuilder sb = new SAXBuilder();
        Document document = sb.build(sr);

        Element root = document.getRootElement();
        System.out.println("Root Element Name: " + root.getName());
        System.out.println("Root Element Children: " + root.getChildren().size());
        System.out.println("Root Element Value: " + root.getValue());

        XMLOutputter xmlOutputter = new XMLOutputter();
        xmlOutputter.setFormat(Format.getPrettyFormat());
        xmlOutputter.output(document, System.out);
    }
}

上述代码首先创建了一个XML字符串并用 StringReader 读取。使用 SAXBuilder 构建了一个 Document 对象。接着通过 RootElement 方法获取根节点,并输出了根节点的名称、子元素数量和值。最后,使用 XMLOutputter 以格式化的形式输出整个文档内容。

3.1.2 Element类的作用与应用

Element 类代表XML文档中的一个元素节点。它提供了一系列方法来添加子元素、属性和文本内容。

在构建复杂XML文档结构时, Element 类的这些功能变得至关重要。它允许开发者以层级的方式构建节点,并最终生成结构化的XML文档。

以下是一个 Element 类的应用示例:

import org.jdom2.Document;
import org.jdom2.Element;
import org.jdom2.JDOMException;
import org.jdom2.input.SAXBuilder;
import org.jdom2.output.XMLOutputter;

import java.io.IOException;
import java.io.StringReader;
import java.util.List;

public class ElementExample {
    public static void main(String[] args) throws JDOMException, IOException {
        String xmlString = "<root><child id='1'>Content</child></root>";
        StringReader sr = new StringReader(xmlString);
        SAXBuilder sb = new SAXBuilder();
        Document document = sb.build(sr);

        Element root = document.getRootElement();
        Element child = root.getChild("child");
        System.out.println("Child Element ID: " + child.getAttributeValue("id"));
        System.out.println("Child Element Name: " + child.getName());
        System.out.println("Child Element Value: " + child.getValue());

        List<Element> children = root.getChildren();
        System.out.println("Total Children: " + children.size());

        XMLOutputter xmlOutputter = new XMLOutputter();
        xmlOutputter.setFormat(Format.getPrettyFormat());
        xmlOutputter.output(document, System.out);
    }
}

在这个例子中,我们获取了 child 元素,并通过 getAttributeValue 方法获取了其ID属性的值,通过 getName getValue 方法获取了它的名称和值。我们还通过 getChildren 方法得到了所有子元素的列表,输出了子元素的数量。

3.1.3 Attribute类与文本节点Text

Attribute 类代表XML元素的属性,它提供了访问和修改属性值的方法。与元素节点类似,每个属性节点也是 Node 接口的一个实现。

文本节点 Text 类用于表示XML元素中的文本内容。它允许开发者添加和修改节点内部的文本。

以下是一个 Attribute Text 类结合使用的代码示例:

import org.jdom2.Document;
import org.jdom2.Element;
import org.jdom2.Text;
import org.jdom2.output.XMLOutputter;

public class AttributeAndTextExample {
    public static void main(String[] args) {
        Document document = new Document(new Element("root"));
        Element child = new Element("child");
        child.setAttribute(new Attribute("id", "1"));
        child.addContent(new Text("Child Element Text"));
        document.getRootElement().addContent(child);

        XMLOutputter xmlOutputter = new XMLOutputter();
        xmlOutputter.setFormat(Format.getPrettyFormat());
        xmlOutputter.output(document, System.out);
    }
}

这段代码创建了一个包含属性和文本内容的XML文档。它创建了一个名为"root"的根元素,又创建了一个名为"child"的子元素,并给这个子元素添加了一个名为"id"的属性,值为"1"。接着,它为"child"元素添加了文本内容"Child Element Text"。最后,使用 XMLOutputter 以格式化的形式输出整个文档内容。

3.2 类和接口的高级用法

3.2.1 AttrList接口实现属性管理

AttrList 接口是 Element 类的一部分,它提供了一种管理元素属性的方法。通过 AttrList 接口,可以轻松地添加、删除或修改元素的属性。

下面的代码展示了如何使用 AttrList 接口:

import org.jdom2.Attribute;
import org.jdom2.Document;
import org.jdom2.Element;

public class AttrListExample {
    public static void main(String[] args) {
        Document document = new Document(new Element("root"));
        Element child = new Element("child");
        document.getRootElement().addContent(child);

        AttrList attributes = child.getAttributes();
        attributes.add(new Attribute("id", "1"));
        attributes.add(new Attribute("class", "element"));

        System.out.println(new XMLOutputter().outputString(document));
    }
}

在这段代码中,我们首先创建了一个根元素"root"和一个子元素"child"。然后通过 getAttributes 方法获得了子元素的 AttrList 实例,并添加了两个属性。最后,输出了包含属性的XML文档。

3.2.2 Node接口与XML文档的节点操作

Node 接口是所有节点类型(如元素、属性和文本节点)的超接口。它提供了节点操作的通用方法,如添加子节点、删除节点、获取节点信息等。

以下是一个使用 Node 接口操作节点的示例:

import org.jdom2.Document;
import org.jdom2.Element;
import org.jdom2.Node;
import org.jdom2.output.XMLOutputter;

public class NodeExample {
    public static void main(String[] args) {
        Document document = new Document(new Element("root"));
        Element child = new Element("child");
        child.addContent(new Text("Child Element Text"));
        document.getRootElement().addContent(child);

        Node textNode = child.getContent(0);
        textNode.detach();

        System.out.println(new XMLOutputter().outputString(document));
    }
}

在这个例子中,我们首先创建了一个包含文本的子元素"child",然后获取了这个子元素的第一个内容节点(文本节点),并调用了 detach 方法将其从文档中移除。最终,输出的XML文档不包含该文本节点。

3.2.3 Namespace类的命名空间处理

Namespace 类用于处理XML命名空间,它使得在JDOM中管理命名空间变得非常方便。开发者可以通过这个类为元素和属性指定和查询命名空间。

下面的代码展示了如何使用 Namespace 类:

import org.jdom2.*;
import org.jdom2.output.XMLOutputter;

public class NamespaceExample {
    public static void main(String[] args) {
        Namespace ns = Namespace.getNamespace("prefix", "***");

        Document document = new Document(new Element("root", ns));
        Element child = new Element("child", ns);
        child.addContent(new Text("Child Element Text"));
        document.getRootElement().addContent(child);

        System.out.println(new XMLOutputter().outputString(document));
    }
}

在这段代码中,我们定义了一个带有前缀和URI的命名空间,并将这个命名空间应用到根元素和子元素上。之后,我们创建了一个包含命名空间的XML文档,并使用 XMLOutputter 输出了它。

通过上述章节的介绍和代码示例,我们已经详细了解了JDOM中核心类和接口的基本使用方式。在后续章节中,我们将继续深入探讨JDOM的优势与局限性,以及如何与其他XML处理工具进行比较和选择。

4. JDOM的优势

4.1 性能

4.1.1 JDOM的性能考量

当处理XML文档时,性能是一个关键的考量因素,尤其是在处理大型文件或需要进行大量XML数据操作的应用程序中。JDOM在性能方面的表现经常被拿来与传统DOM和SAX进行比较,因为它通过减少不必要的抽象层、直接操作内存中的对象和优化的API设计来提高效率。

JDOM的性能优势在于它不像传统DOM那样构建整个节点树,而是通过懒加载方式来延迟构建未被访问的节点。此外,JDOM使用了自己定义的对象模型来表示XML文档,这些对象模型被设计为轻量级且易于操作,因此在性能上往往优于使用标准DOM对象模型的应用。

4.1.2 性能测试与比较

为了验证JDOM的性能,可以设计一些测试用例,对JDOM进行实际的性能测试。这些测试通常包括创建大型XML文档、进行遍历、查询、修改和序列化的操作,并与其他XML处理技术进行比较。

在测试中,可以使用如JMeter或自定义的测试脚本,通过执行特定的操作,记录操作所用时间以及内存消耗情况。例如,创建一个10MB大小的XML文档,并使用JDOM和标准DOM进行处理,然后测量每种技术处理完成所需的时间。这样的对比能够提供直观的数据,说明JDOM在速度和内存占用方面的性能优势。

4.2 简单易用性

4.2.1 简化的API设计理念

JDOM的API设计旨在简化XML的处理流程。与DOM和SAX相比,JDOM的API更加直观和简洁。它的设计哲学是减少用户需要编写的代码量,同时不牺牲灵活性和功能性。例如,在使用JDOM创建XML文档时,可以仅通过几行代码就构建出一个完整的树状结构,而使用传统DOM则需要更多的步骤和代码行数。

4.2.2 与传统DOM和SAX的易用性比较

在进行易用性比较时,可以考虑代码的可读性、API的简洁性以及学习曲线的陡峭程度。传统DOM需要开发者熟悉文档对象模型的结构,这在开始使用时可能需要更多的时间和精力去理解和掌握。SAX虽然在性能上具有优势,但在易用性方面通常不如JDOM和DOM,因为它基于事件驱动模型,开发者需要编写更多的事件处理逻辑。

JDOM的易用性优势在于它对API进行了精心设计,使得常见的XML操作如创建元素、添加属性和序列化文档等操作变得非常直接和简单。这使得即使是XML处理的新手也能够快速上手并有效地使用JDOM。

4.3 类型安全性与内存管理

4.3.1 类型安全的重要性

类型安全是指在编译时能够确保数据类型正确性的机制,它可以防止运行时出现类型错误。在处理XML时,类型安全性尤其重要,因为它涉及到数据结构的正确解析和使用。

JDOM通过其对象模型的强类型特性来保证类型安全。例如,一个 Element 对象只能包含 Element Attribute Text 等类型的子节点,这样的设计避免了类型错误的发生,并使得代码更加可靠。

4.3.2 JDOM的内存管理机制

JDOM的内存管理机制着重于减少内存泄漏的风险。它通过避免创建不必要的对象和依赖垃圾回收机制来处理不再需要的内存。JDOM还提供了方便的API来释放不再使用的文档对象,从而避免内存泄漏。

JDOM文档对象在不再使用时应当被显式地清理,以确保内存得到释放。这可以通过调用 doc.detach() 方法实现,该方法会清除所有的引用,使得JDOM文档对象可以被垃圾回收器回收。这一点对于处理大型XML文件或进行频繁的XML处理操作尤其重要,因为它可以有效防止内存溢出错误。

Document doc = new Document(new Element("root"));
// 使用文档对象进行各种操作...
doc.detach(); // 清理文档对象,释放资源

在上述代码中, doc.detach() 方法被调用来释放文档对象占用的资源。这是一个简单的操作,但在处理复杂的XML文档结构时,能够有效提升内存的使用效率。

5. JDOM的局限性

JDOM 是一个流行的 Java XML 库,它以简化 API 和直接对应于 XML 文档结构的方式处理 XML 数据。尽管 JDOM 有许多优点,但也存在一些局限性。理解这些局限性对于开发者来说至关重要,因为它将影响选择使用 JDOM 作为 XML 处理工具的决策。本章将重点讨论 JDOM 的局限性,并提供相应分析和应对策略。

5.1 缺乏XML Schema和DTD验证

5.1.1 验证XML文档的重要性

在处理 XML 数据时,验证是一个关键步骤,它确保文档遵守特定的语法规则。XML Schema 和 Document Type Definition (DTD) 是两种常用的 XML 验证机制。Schema 和 DTD 规定了文档的结构和类型,能够帮助开发者发现 XML 文档中的错误,并确保其内容符合特定的格式要求。

5.1.2 JDOM的局限性分析

JDOM 本身并没有提供内建的 XML Schema 或 DTD 验证支持。这意味着,如果你的项目需要对 XML 文档进行结构验证,那么你将不得不寻找其他方式来实现这一功能。虽然可以使用其他库(如 JAXP 的 schema 验证功能)来补充这一缺失的功能,但这也意味着增加了项目复杂性,并可能降低整体性能。

5.2 API复杂度

5.2.1 复杂度的来源与影响

JDOM 的 API 被设计为尽可能简洁和直观,但在一些情况下,处理复杂 XML 结构时,仍然可能遇到挑战。复杂度的增加通常来自于 XML 结构的不规则性和深度嵌套的元素。在没有内建的验证机制的情况下,开发者可能需要手动编写代码来处理这些复杂情况,例如使用递归函数来遍历和修改深层次的 XML 结构。

5.2.2 应对策略与解决方案

对于 JDOM 的 API 复杂性,可以采取以下策略和解决方案:

  • 重构代码 :将处理 XML 的复杂操作封装到独立的方法或类中,使主逻辑更加清晰。
  • 使用设计模式 :例如访问者模式或构建者模式,可以帮助管理复杂的对象结构。
  • 编写辅助函数 :为了简化复杂的操作,可以编写辅助函数来隐藏复杂的逻辑。
  • 代码注释与文档化 :确保代码有充分的注释和文档,使得其他开发者可以更容易理解和维护代码。

示例代码块:

// 示例:递归函数遍历XML文档
public void traverseElement(Element element) {
    // 处理当前元素的逻辑
    System.out.println("Element: " + element.getName());
    // 遍历子元素
    for (Element child : element.getChildren()) {
        traverseElement(child);
    }
    // 处理当前元素的结束逻辑
}

逻辑分析和参数说明:

在上面的示例代码中, traverseElement 是一个递归函数,它遍历给定的 Element 及其所有子元素。首先,它处理当前元素,例如打印元素的名称。然后,它遍历所有子元素,并对每个子元素调用自身,从而实现递归遍历。这种递归方法可以用来处理深度嵌套的 XML 结构。参数说明中, element 是当前正在处理的 Element 对象。

总结:

虽然 JDOM 有其局限性,例如缺乏 XML Schema 和 DTD 验证以及 API 的某些复杂度,但通过了解这些局限性并采取相应的应对策略,开发者仍然可以高效地使用 JDOM 来处理 XML 数据。选择是否使用 JDOM 应基于项目的具体需求以及团队对 XML 处理的熟悉程度。下一章将探讨 JDOM 的扩展以及替代方案,为开发者提供更多的工具选择。

6. JDOM的扩展与替代

随着XML处理技术的不断发展,开发者在选择XML处理库时拥有了更多的选项。虽然JDOM提供了简洁的API和易用性,但在某些场景下可能需要扩展功能或寻找替代品。本章节将讨论JDOM的扩展方式,包括与SAX的集成,以及与DOM4J等其他库的比较,最后探讨如何在实际开发中选择合适的XML处理工具。

6.1 SAX的介绍与集成

SAX(Simple API for XML)是一种基于事件的XML处理方式,它通过触发回调函数来处理XML文档。SAX处理XML的过程类似于流式处理,读取XML文档时逐个处理节点,不需要将整个文档加载到内存中。这种特性使得SAX在处理大型XML文档时具有较高的性能。

6.1.1 SAX的工作原理

SAX的核心是一个事件驱动模型,它定义了一系列的事件,如元素开始标签、元素结束标签、字符数据等。在解析XML文档时,SAX解析器会触发相应的事件,并调用应用程序提供的事件处理器进行响应。开发者需要实现这些事件处理器(如 ContentHandler ErrorHandler 接口),以便在解析XML文档的过程中执行所需的操作。

下面是一个简单的SAX事件处理器的实现示例:

import org.xml.sax.helpers.DefaultHandler;
import org.xml.sax.*;

public class MySAXHandler extends DefaultHandler {
    // 当解析器开始一个元素时调用
    public void startElement(String uri, String localName, String qName, Attributes attributes) throws SAXException {
        System.out.println("Start element: " + qName);
    }

    // 当解析器结束一个元素时调用
    public void endElement(String uri, String localName, String qName) throws SAXException {
        System.out.println("End element: " + qName);
    }

    // 当解析器遇到字符数据时调用
    public void characters(char ch[], int start, int length) throws SAXException {
        System.out.println("Content: " + new String(ch, start, length));
    }
}

6.1.2 如何在JDOM中使用SAX

JDOM提供了一种机制,允许开发者通过SAX接口来构建JDOM对象。使用 SAXBuilder 类,可以直接从SAX解析器中读取XML数据,并将其转换为JDOM的 Document 对象。这一功能为JDOM提供了一种扩展的途径,使得在需要更深层次的XML处理时,可以利用SAX的事件驱动特性。

下面展示了如何使用 SAXBuilder 来构建一个JDOM Document

import org.jdom2.input.SAXBuilder;
import org.xml.sax.XMLReader;
import org.xml.sax.helpers.XMLReaderFactory;

SAXBuilder builder = new SAXBuilder();
XMLReader reader = XMLReaderFactory.createXMLReader();

Document doc = builder.build(reader, "input.xml");

在这个例子中,我们创建了一个 SAXBuilder 实例,并通过 XMLReaderFactory 创建了一个 XMLReader 实例,然后使用 SAXBuilder build 方法传入这个 XMLReader 来构建一个 Document

6.2 DOM4J的应用与比较

DOM4J是另一种流行的XML处理库,它提供了对DOM和SAX的接口。与JDOM相比,DOM4J拥有更丰富的功能和更灵活的API。它支持更多的XML特性,如命名空间、XML Schema以及XPath等。

6.2.1 DOM4J的特点与优势

DOM4J的一个显著特点是其对命名空间的良好支持,这是JDOM所缺乏的。DOM4J还提供了更完善的XPath支持,使得在XML文档中进行查询和数据提取变得更加方便。此外,DOM4J设计上允许用户在读写XML文档时有更多的控制权。

6.2.2 JDOM与DOM4J的对比分析

在进行JDOM和DOM4J的对比时,需要考虑多个方面,包括API的易用性、性能、内存占用、对XML特性的支持等。JDOM更注重简单易用,而DOM4J则提供了更多的灵活性和高级功能。根据不同的应用场景和需求,开发者可以选择更适合的XML处理库。

在实际应用中,如果项目对命名空间处理要求较高,或者需要复杂的XML结构操作,DOM4J可能是更合适的选择。反之,如果项目需要一个轻量级的、易于理解的XML处理库,JDOM可能更加合适。

6.3 选择合适的工具

在众多XML处理工具中选择一个最适合当前项目需求的,需要综合考虑应用场景、性能需求、开发资源以及团队经验等因素。

6.3.1 场景分析与选择依据

在选择XML处理库时,首先要分析项目的具体需求。例如,如果项目需要处理的XML文档较大,并且对内存占用敏感,那么应该优先考虑性能较好且内存占用较低的库。如果项目需要频繁地查询和修改XML文档,那么应该选择支持XPath查询和提供丰富API的库。

6.3.2 实际应用案例分享

在实际应用案例中,我们可以看到不同XML处理库的应用情况。例如,在一个大型电子商务平台上,由于数据量巨大,开发者可能会选择使用SAX进行数据的快速处理,或者使用DOM4J来处理复杂的XML数据交互。而在一些对性能要求不高,但需要快速开发的轻量级应用中,JDOM则可能是更好的选择。

通过比较不同库的优势和局限性,开发者可以更好地理解和选择适合项目需求的XML处理库。无论选择哪种库,都应确保理解其内部工作原理和API,以便在遇到问题时能够有效地进行调试和优化。

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