Java 11官方入门教程(第8版)_[美]赫伯特·希尔特(Herbert Schildt)著杜静敖富江译_9787302536055

便于学习的设计

● 关键技能与概念：每章开头列出要介绍的技能和概念

● 专家解答：以问答形式提供附加信息和实用提示

● 编程练习：示范如何运用编程技能的紧贴实用的练习

● 自测题：每章末尾都有一些测试题，以帮助读者扎实掌握Java技能

● 语法注释：示例代码中的注释阐述正在演示的编程技巧

《Java 11官方入门教程(第8版)》旨在帮助你学习Java程序设计的基础知识，采用循序渐进的教学方法，安排了许多示例、自测题和编程练习。《Java 11官方入门教程(第8版)》不需要读者具备编程经验，而是从最基础的知识，从如何编译并运行Java程序开始讲起。然后讨论构成Java语言核心的关键字、功能和结构。还介绍Java的一些最重要高级功能，如多线程编程、泛型、lambda表达式和模块。此外，《Java 11官方入门教程(第8版)》还介绍Swing基础。学完《Java 11官方入门教程(第8版)》后，读者将牢固掌握Java编程精髓。
值得说明的是，《Java 11官方入门教程(第8版)》只是学习Java的起点。Java不仅是一些定义语言的元素，还包括扩展的库和工具来帮助开发程序。要想成为顶尖的Java程序员，就必须掌握这些知识。读者在学完《Java 11官方入门教程(第8版)》后，就有了足够的知识来继续学习Java的其他方面。
0.1 Java的发展历程
只有少数几种编程语言对程序设计带来过根本性影响。其中，Java的影响由于迅速和广泛而格外突出。可以毫不夸张地说，1995年Sun公司发布的Java 1.0给计算机程序设计领域带来了一场变革。这场变革迅速将Web转变成一个高度交互的环境，也给计算机语言的设计设置了一个新标准。
多年来，Java不断发展、演化和修订。和其他语言加入新功能的动作迟缓不同，Java一直站在计算机程序设计语言的前沿，部分原因是其不断变革的文化，部分原因是它所面对的变化。Java已经做过或大或小的多次升级。
第一次主要升级是Java 1.1版，这次升级比较大，加入了很多新的库元素，修订了处理事件的方式，重新配置了1.0版本的库中的许多功能。
第二个主要版本是Java 2，它代表Java的第二代，标志着Java现代化的到来。Java 2第一个发布的版本号是1.2。Java 2在第一次发布时使用1.2版本号看上去有些奇怪。原因在于，该号码最初指Java库的内部版本号，后来就泛指整个版本号了。Java 2被Sun重新包装为J2SE(Java 2 Platform Standard Edition)，并且开始把版本号应用于该产品。
Java的下一次升级是J2SE 1.3，它是Java 2版本首次较大的升级。它增强了已有的功能，精简了开发环境。J2SE 1.4进一步增强了Java。该版本包括一些重要的新功能，如链式异常、基于通道的I/O以及assert关键字。
Java的下一版本是J2SE 5，它是Java的第二次变革。以前的几次Java升级提供的改进虽然重要，但都是增量式的，而J2SE 5却从该语言的作用域、功能和范围等方面提供了根本性改进。为帮助理解J2SE 5的修改程度，下面列出了J2SE 5中的一些主要新功能：
● 泛型
● 自动装箱/自动拆箱
● 枚举
● 增强型for循环(for-each)
● 可变长度实参(varargs)
● 静态导入
● 注解(annotation)
这些条目都是重要升级，每个条目都代表了Java语言的一处重要改进。其中，泛型、增强型for循环和可变长度实参引入了新的语法元素；自动装箱和自动拆箱修改了语法规则；注解增加了一种全新的编程注释方法。
这些新功能的重要性反映在使用的版本号5上。从版本号的变化方式看，这一版本的Java应该是1.5。由于新功能和变革如此之多，常规的版本号升级(从1.4到1.5)已无法标识变化的幅度，因此Sun决定使用版本号5，以强调发生了重要改进。因此将这个版本称为J2SE 5，将开发工具包称为JDK 5。但是，为了保持和以前的一致性，Sun决定使用1.5作为内部版本号，也称为开发版本号。J2SE 5中的5称为产品版本号。
之后发布的Java版本是Java SE 6，Sun再次决定修改Java平台的名称，把2从版本号中删除了。Java平台现在的名称是Java SE，官方产品名称是Java Platform Standard Edition 6，对应的Java开发工具包称为JDK 6。和J2SE 5一样，Java SE 6中的6是指产品的版本号，内部的开发版本号是1.6。
Java SE 6 建立在J2SE 5的基础之上，做了进一步的增强和改进。Java SE 6并没有对Java语言本身添加较大的功能，而是增强了API库，添加了多个新包，改进了运行时环境。它在漫长的生命周期(Java术语)内经历了一些更新，添加了一些升级功能。总之，Java SE 6进一步巩固了J2SE 5建立的领先地位。
接下来的版本是Java SE 7，对应的Java开发工具包称为JDK 7，内部版本号是1.7。Java SE 7是Oracle收购Sun Microsystems之后发布的第一个主版本。Java SE 7包含许多新功能，对语言和API库做了许多增强。Java SE 7添加的最重要功能是在Project Coin中开发的那些功能。Project Coin的目的是确保把对Java语言所做的很多小改动包含到JDK 7中，其中包括：
● 现在String可控制switch语句。
● 二进制整型字面值。
● 在数值字面值中使用下画线。
● 新增一种称为try-with-resources的try语句，支持自动资源管理。
● 构造泛型实例时，通过菱形运算符使用类型推断。
● 增强了异常处理，可以使用单个catch捕获两个或更多个异常(多重捕获)，并且可以对重新抛出的异常进行更好的类型检查。
可以看到，虽然Project Coin中的功能被视为小改动，但是小这个词实在不能体现它们所带来的好处。特别是，try-with-resources语句会对大量代码的编写方式产生深远影响。
此后的版本是Java SE 8，对应的开发工具包是JDK 8，内部的开发版本号是1.8。JDK 8表示这是对Java语言的一次重大升级，因为本次升级包含了一种意义深远的新语言功能：lambda表达式。lambda表达式不但改变了概念化的编程方式，而且改变了Java代码的编写方式。使用lambda表达式，可以简化并减少创建某个结构所需的源代码量。另外，使用lambda表达式还可将新的运算符-> 和一种新的语法元素引入Java语言中。
除了lambda表达式，JDK 8中还新增了其他一些重要功能。例如，从JDK 8开始，通过接口可以为指定的方法定义默认实现。总之，Java SE 8扩展了Java语言的功能，并且改变了Java代码的编写方式，带来的影响足够深远。
再后的Java版本是Java SE 9，对应的开发工具包是JDK 9。JDK 9表示这是对Java语言的一次重大升级，合并了对Java语言及其库的重大改进。主要的新功能是模块，它允许指定构成应用程序的代码之间的关系和依赖。模块还给Java的访问控制功能添加了另一种方式。包括模块导致一个新的语法元素、几个新的关键字和各种工具改进被添加到Java中。模块还对API库具有深远的影响，因为从JDK 9开始，库包现在组织为模块。
除了模块之外，JDK 9还包括几个新功能。其中一个特别有趣的是JShell，它是一个支持交互式程序体验和学习的工具(有关Jshell的简介，见附录D)。另一个有趣的升级是支持私有接口方法。包含它们进一步增强了JDK 8对接口中默认方法的支持。JDK 9给javadoc工具添加了搜索功能，还添加了一个新的标记@index来支持它。与以前的版本一样，JDK 9包含对Java API库的许多更新和改进。
作为一般规则，在任何Java版本中，都有令人瞩目的新功能。但JDK 9废弃了Java高度配置的一个方面：applet。从JDK 9开始，applet不再推荐在新项目中使用。如第1章所述，因为applet需要浏览器支持以及其他一些因素，JDK 9废弃了整个applet API。
Java的下一个版本是Java SE 10 (JDK 10)。然而，在发布它之前，Java发布计划发生了重大变化。过去，主要发行版通常间隔两年或更长时间。然而，从JDK 10开始，发行版之间的时间明显缩短了。现在预计发布将严格按照基于时间的计划表进行，主要发布版本(现在称为功能发布版本)之间的预期时间只有6个月。因此，JDK 10于2018年3月发布，也就是JDK 9发布6个月之后。这种更快的发布节奏使Java程序员能够快速获得新特性和改进。当一个新特性准备好时，它将成为下一个预定发行版的一部分，而不是等待两年或更长时间。
JDK 10增加的主要新语言特性是支持本地变量类型推断。有了局部变量类型推断，现在可以在初始化器的类型中推断局部变量的类型，而不是显式指定其类型。为了支持这个新功能，将上下文敏感的标识符var添加到Java中，作为保留类型名。类型推断可以简化代码，因为如果可以从初始化器中推断变量的类型，就不需要指定多余的变量类型。在难以识别类型或无法显式指定类型的情况下，它还可以简化声明。局部变量类型推断已经成为当代编程环境的一个常见部分。它包含在Java中，帮助Java跟上语言设计不断发展的趋势。除了其他一些更改外，JDK 10还重新定义了Java版本字符串，更改了版本号的含义，以便更好地与新的基于时间的发布计划保持一致。
在撰写《Java 11官方入门教程(第8版)》时，Java的最新版本是Java SE 11 (JDK 11)。它于2018年9月发布，比JDK 10晚了6个月。JDK 11中主要的新语言特性是支持在lambda表达式中使用var。此外，还向Java启动程序添加了另一种执行模式，使其能够直接执行简单的单文件程序。JDK 11还删除了一些特性。也许最有趣的是取消对applet的支持，这是因为applet的历史意义。回顾一下，applet最初是由JDK 9禁用的。随着JDK 11的发布，applet支持已经被移除。JDK 11还删除了对另一种与部署相关的技术Java Web Start的支持。JDK 11中还有一个引人注目的删除：JavaFX；这个GUI框架不再是JDK的一部分，而是成为一个独立的开源项目。因为JDK已经删除了这些特性，所以《Java 11官方入门教程(第8版)》不讨论它们。
关于Java演化的另一要点是：从2006年开始，Java的开源过程就开始了。今天，JDK的开源实现是可用的。开源进一步促进了Java开发的动态性。归根结底，Java的创新是安全的。Java仍然是编程界所期待的充满活力、灵活的语言。
《Java 11官方入门教程(第8版)》中的内容已通过JDK 11更新。然而，如前所述，Java编程的历史是以动态变化为标志的。随着对Java的学习不断深入，用户将希望查看后续Java发行版的每个新特性。简单地说：Java的演化还在继续!
0.3 《Java 11官方入门教程(第8版)》的组织结构
《Java 11官方入门教程(第8版)》采用教程式的组织结构，每一章都建立在前面的基础之上。《Java 11官方入门教程(第8版)》共分16章，每一章讨论Java的一个方面。《Java 11官方入门教程(第8版)》的特色就在于包含许多便于读者学习的特色内容。
● 关键技能与概念：每一章首先介绍一些该章中要介绍的重要技能。
● 自测题：每一章都有自测题，测试读者学习到的知识。答案在附录A中提供。
● 专家解答：每一章中都穿插一些专家解答，以一问一答的形式介绍补充知识和要点。
● 编程练习：每一章中都包含一两道编程练习，以帮助读者将学到的知识应用到实践中。很多这样的练习都是实际的示例，读者可以将其用作自己的程序的起点。
0.4 《Java 11官方入门教程(第8版)》不需要读者具有编程经验
《Java 11官方入门教程(第8版)》假定读者没有任何编程经验。如果读者没有编程经验，阅读《Java 11官方入门教程(第8版)》是正确的选择。如果读者有一些编程经验，在阅读《Java 11官方入门教程(第8版)》时可以加快速度。但要记住，Java在几个重要的地方与其他一些流行的计算机语言不同，所以不要急于下结论。因此，即使读者是经验丰富的程序员，也仍然建议仔细阅读《Java 11官方入门教程(第8版)》。
0.5 《Java 11官方入门教程(第8版)》需要的软件环境
要编译和运行《Java 11官方入门教程(第8版)》提供的所有程序，需要获得最新版本的Java Development Kit (JDK)。在撰写《Java 11官方入门教程(第8版)》时，最新版本为JDK 11，这是Java SE 11使用的JDK版本。《Java 11官方入门教程(第8版)》第1章介绍如何获得Java JDK。
如果读者使用早期版本的Java，也仍然可以阅读《Java 11官方入门教程(第8版)》，只是无法编译和运行使用了Java新功能的程序。
0.6 不要忘记Web上的代码
《Java 11官方入门教程(第8版)》所有示例和编程项目的源代码都可以免费从网址www.oraclepressbooks.com下载，也可以扫《Java 11官方入门教程(第8版)》封底二维码下载。
0.7 特别感谢
特别感谢《Java 11官方入门教程(第8版)》的技术编辑Danny Coward。Danny编辑过我写的多《Java 11官方入门教程(第8版)》籍，他的见解和建议总是很有价值，也很受赞赏。
0.8 进一步学习
《Java 11官方入门教程(第8版)》是引导读者进入Herbert Schildt系列编程图书的大门，下面的一些书你也会感兴趣：
Java: The Complete Reference
Herb Schildts Java Programming Cookbook
The Art of Java
Swing: a Beginners Guide
Introducing JavaFX 8 Programming

第1章 Java基础 1
1.1 Java的历史和基本原则 2
1.1.1 Java的起源 2
1.1.2 Java与C和C 的关系 3
1.1.3 Java对Internet的贡献 3
1.1.4 Java的魔法：字节码 4
1.1.5 超越applet 5
1.1.6 更快速的发布时间表 6
1.1.7 Java的主要术语 6
1.2 面向对象程序设计 6
1.2.1 封装 7
1.2.2 多态性 8
1.2.3 继承 8
1.3 Java开发工具包 8
1.4 第一个简单的程序 9
1.4.1 输入程序 9
1.4.2 编译程序 10
1.4.3 逐行分析第一个程序 10
1.5 处理语法错误 12
1.6 第二个简单程序 12
1.7 另一种数据类型 14
1.8 两个控制语句 16
1.8.1 if语句 16
1.8.2 for循环语句 18
1.9 创建代码块 19
1.10 分号和定位 20
1.11 缩进原则 20
1.12 Java关键字 22
1.13 Java标识符 23
1.14 Java类库 23
1.15 自测题 23
第2章数据类型与运算符 25
2.1 数据类型为什么重要 26
2.2 Java的基本类型 26
2.2.1 整数类型 26
2.2.2 浮点型 27
2.2.3 字符型 28
2.2.4 布尔类型 29
2.3 字面值 31
2.3.1 十六进制、八进制和二进制字面值 31
2.3.2 字符转义序列 32
2.3.3 字符串字面值 32
2.4 变量详解 33
2.4.1 初始化变量 33
2.4.2 动态初始化 33
2.5 变量的作用域和生命期 34
2.6 运算符 36
2.7 算术运算符 36
2.8 关系运算符和逻辑运算符 37
2.9 短路逻辑运算符 39
2.10 赋值运算符 40
2.11 速记赋值 40
2.12 赋值中的类型转换 41
2.13 不兼容类型的强制转换 42
2.14 运算符的优先级 43
2.15 表达式 45
2.15.1 表达式中的类型转换 45
2.15.2 间距和圆括号 46
2.16 自测题 47
第3章程序控制语句 49
3.1 从键盘输入字符 50
3.2 if语句 51
3.2.1 嵌套if语句 52
3.2.2 if-else-if阶梯状结构 53
3.3 switch语句 54
3.4 for循环 58
3.4.1 for循环的一些变体 60
3.4.2 缺失部分要素的for循环 61
3.4.3 无限循环 61
3.4.4 没有循环体的循环 62
3.4.5 在for循环内部声明循环控制变量 62
3.4.6 增强型for循环 63
3.5 while循环 63
3.6 do-while循环 64
3.7 使用break语句退出循环 69
3.8 将break语句作为一种goto语句使用 70
3.9 使用continue语句 73
3.10 嵌套循环 77
3.11 自测题 78
第4章类、对象和方法 81
4.1 类的基础知识 82
4.1.1 类的基本形式 82
4.1.2 定义类 83
4.2 如何创建对象 85
4.3 引用变量和赋值 85
4.4 方法 86
4.5 从方法返回值 88
4.6 返回值 89
4.7 使用形参 90
4.8 构造函数 98
4.9 带形参的构造函数 99
4.10 深入介绍new运算符 100
4.11 垃圾回收 101
4.12 this关键字 101
4.13 自测题 103
第5章其他数据类型与运算符 105
5.1 数组 106
5.2 多维数组 110
5.2.1 二维数组 110
5.2.2 不规则数组 111
5.2.3 三维或更多维的数组 112
5.2.4 初始化多维数组 112
5.3 另一种声明数组的语法 113
5.4 数组引用赋值 114
5.5 使用length成员 115
5.6 for-each形式的循环 119
5.6.1 迭代多维数组 122
5.6.2 应用增强型for循环 123
5.7 字符串 123
5.7.1 构造字符串 124
5.7.2 操作字符串 124
5.7.3 字符串数组 126
5.7.4 字符串是不可变的 127
5.7.5 使用String控制switch语句 128
5.8 使用命令行实参 128
5.9 使用局部变量的类型推断功能 130
5.9.1 引用类型的局部变量类型推断 131
5.9.2 在for循环中使用局部变量类型推断 132
5.9.3 var的一些限制 133
5.10 位运算符 133
5.10.1 位运算符的与、或、异或和非 134
5.10.2 移位运算符 137
5.10.3 位运算符的赋值速记符 139
5.11 ?运算符 141
5.12 自测题 143
第6章方法和类详解 145
6.1 控制对类成员的访问 146
6.2 向方法传递对象 150
6.3 返回对象 153
6.4 方法重载 155
6.5 重载构造函数 159
6.6 递归 163
6.7 理解static关键字 165
6.8 嵌套类和内部类 170
6.9 varargs 173
6.9.1 varargs基础 173
6.9.2 重载varargs方法 175
6.9.3 varargs和歧义 177
6.10 自测题 178
第7章继承 179
7.1 继承的基础知识 180
7.2 成员访问与继承 182
7.3 构造函数和继承 184
7.4 使用super调用超类构造函数 186
7.5 使用super访问超类成员 189
7.6 创建多级层次结构 192
7.7 何时调用构造函数 195
7.8 超类引用和子类对象 196
7.9 方法重写 200
7.10 重写的方法支持多态性 202
7.11 为何使用重写方法 203
7.12 使用抽象类 207
7.13 使用final 210
7.13.1 使用final防止重写 210
7.13.2 使用final防止继承 210
7.13.3 对数据成员使用final 211
7.14 Object类 212
7.15 自测题 213
第8章包和接口 215
8.1 包 216
8.1.1 定义包 216
8.1.2 寻找包和CLASSPATH 217
8.1.3 一个简短的包示例 217
8.2 包和成员访问 218
8.3 理解被保护的成员 220
8.4 导入包 222
8.5 Java的类库位于包中 223
8.6 接口 223
8.7 实现接口 224
8.8 使用接口引用 227
8.9 接口中的变量 233
8.10 接口能够扩展 234
8.11 默认接口方法 235
8.11.1 默认方法的基础知识 235
8.11.2 默认方法的实际应用 236
8.11.3 多继承问题 237
8.12 在接口中使用静态方法 238
8.13 私有接口方法 239
8.14 有关包和接口的最后思考 240
8.15 自测题 240
第9章异常处理 241
9.1 异常的层次结构 242
9.2 异常处理基础 242
9.2.1 使用关键字try和catch 242
9.2.2 一个简单的异常示例 243
9.3 未捕获异常的结果 245
9.4 使用多个catch语句 247
9.5 捕获子类异常 247
9.6 try代码块可以嵌套 248
9.7 抛出异常 249
9.8 Throwable详解 251
9.9 使用finally 252
9.10 使用throws语句 254
9.11 另外3种异常功能 255
9.12 Java的内置异常 256
9.13 创建异常子类 258
9.14 自测题 262
第10章使用I/O 265
10.1 基于流的Java I/O 266
10.2 字节流和字符流 266
10.3 字节流类 266
10.4 字符流类 267
10.5 预定义流 267
10.6 使用字节流 268
10.6.1 读取控制台输入 269
10.6.2 写入控制台输出 269
10.7 使用字节流读写文件 270
10.7.1 从文件输入 270
10.7.2 写入文件 273
10.8 自动关闭文件 275
10.9 读写二进制数据 277
10.10 随机访问文件 281
10.11 使用Java字符流 283
10.11.1 使用字符流的控制台输入 284
10.11.2 使用字符流的控制台输出 286
10.12 使用字符流的文件I/O 287
10.12.1 使用FileWriter 287
10.12.2 使用FileReader 288
10.13 使用Java的类型封装器转换数值字符串 289
10.14 自测题 296
第11章多线程程序设计 299
11.1 多线程的基础知识 300
11.2 Thread类和Runnable接口 300
11.3 创建一个线程 301
11.4 创建多个线程 309
11.5 确定线程何时结束 311
11.6 线程的优先级 314
11.7 同步 316
11.8 使用同步方法 317
11.9 同步语句 319
11.10 使用notify( )、wait( )和notifyAll( )的线程通信 321
11.11 线程的挂起、继续执行和停止 326
11.12 自测题 330
第12章枚举、自动装箱、静态导入和注解 333
12.1 枚举 334
12.2 Java语言中的枚举是类类型 336
12.3 values( )和valueOf( )方法 336
12.4 构造函数、方法、实例变量和枚举 337
12.5 枚举继承enum 339
12.6 自动装箱 344
12.7 类型封装器 344
12.8 自动装箱的基础知识 346
12.9 自动装箱和方法 347
12.10 发生在表达式中的自动装箱/自动拆箱 348
12.11 静态导入 349
12.12 注解(元数据) 352
12.13 自测题 354
第13章泛型 355
13.1 泛型的基础知识 356
13.2 简单的泛型示例 356
13.2.1 泛型只能用于引用类型 359
13.2.2 泛型类型是否相同基于其类型实参 359
13.2.3 带有两个类型形参的泛型类 360
13.2.4 泛型类的一般形式 361
13.3 受限类型 361
13.4 使用通配符实参 364
13.5 受限通配符 366
13.6 泛型方法 369
13.7 泛型构造函数 370
13.8 泛型接口 371
13.9 原类型和遗留代码 377
13.10 使用菱形运算符进行类型推断 379
13.11 局部变量类型推断和泛型 380
13.12 擦除特性 380
13.13 歧义错误 380
13.14 一些泛型限制 381
13.14.1 类型形参不能实例化 381
13.14.2 对静态成员的限制 381
13.14.3 泛型数组限制 382
13.14.4 泛型异常限制 383
13.15 继续学习泛型 383
13.16 自测题 383
第14章 lambda表达式和方法引用 385
14.1 lambda表达式简介 386
14.1.1 lambda表达式的基础知识 386
14.1.2 函数式接口 387
14.1.3 几个lambda表达式示例 389
14.2 块lambda表达式 392
14.3 泛型函数式接口 393
14.4 lambda表达式和变量捕获 398
14.5 从 lambda表达式中抛出异常 399
14.6 方法引用 401
14.6.1 静态方法的方法引用 401
14.6.2 实例方法的方法引用 402
14.7 构造函数引用 406
14.8 预定义的函数式接口 408
14.9 自测题 409
第15章模块 411
15.1 模块基础 412
15.1.1 简单的模块示例 413
15.1.2 编译、运行第一个模块示例 416
15.1.3 requires和exports 417
15.2 java.base和平台模块 417
15.3 旧代码和未命名的模块 418
15.4 导出到特定的模块 419
15.5 使用requires transitive 420
15.6 使用服务 423
15.6.1 服务和服务提供程序的基础知识 423
15.6.2 基于服务的关键字 424
15.6.3 基于模块的服务示例 424
15.7 其他模块功能 430
15.7.1 open模块 430
15.7.2 opens语句 430
15.7.3 requires static 430
15.8 继续模块的学习 431
15.9 自测题 431
第16章 Swing介绍 433
16.1 Swing的起源和设计原则 434
16.2 组件和容器 435
16.2.1 组件 435
16.2.2 容器 436
16.2.3 顶级容器窗格 436
16.3 布局管理器 436
16.4 第一个简单的Swing程序 437
16.5 Swing事件处理 440
16.5.1 事件 441
16.5.2 事件源 441
16.5.3 事件监听器 441
16.5.4 事件类和监听器接口 441
16.6 使用JButton 442
16.7 使用JTextField 445
16.8 使用JCheckBox 448
16.9 使用JList 450
16.10 使用匿名内部类或lambda表达式来处理事件 458
16.11 自测题 459
附录A 自测题答案 461
附录B 使用Java的文档注释 495
附录C 编译运行简单的单文件程序 503
附录D JShell简介 505
附录E 更多Java关键字 513

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