python 基础语法和基本概念

目录

注释

标识符

变量

字面量

数据类型转化

运算符

控制流

数据结构

列表操作

元组操作

集合操作

字典操作

字符串操作


本文只记录python的基础语法,方便查阅。

注释

单行注释

使用#符号来注释单行代码。在#之后的所有内容都会被解释器忽略。

python 复制代码
# 这是一个单行注释

多行注释

使用三重引号(""")或三个单引号(''')来注释多行代码。这种注释通常用于函数、类或模块级别的说明。

python 复制代码
"""
这是一个多行注释的示例。
这里可以写更多的内容来解释代码。
"""

函数注释

在函数定义的行上方使用文档字符串来描述函数的目的、参数和返回值。文档字符串是多行注释的一种特殊形式。

python 复制代码
def add_numbers(a, b):
    """
    这个函数用于将两个数字相加。
    参数:
    - a: 第一个数字
    - b: 第二个数字
    返回值:
    两个数字的和
    """
    return a + b

类注释

在类定义的行上方使用文档字符串来描述类的目的、属性和方法。文档字符串也是多行注释的一种形式。

python 复制代码
class Person:
    """
    这个类表示一个人的属性和行为。
    属性:
    - name: 姓名
    - age: 年龄
    方法:
    - greet(): 打招呼
    """
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def greet(self):
        print(f"你好,我是{self.name},今年{self.age}岁。")

标识符

在Python中,标识符是用于命名变量、函数、类、模块以及其他对象的名称。标识符有一些规则和约定,这些规则和约定包括:

  1. 标识符由字母、数字和下划线(_)组成。
  2. 标识符必须以字母(a-z、A-Z)或下划线(_)开头,不能以数字开头。
  3. 标识符区分大小写,这意味着myvariablemyVariable是不同的标识符。
  4. Python关键字(保留字)不能用作标识符,因为它们具有特殊的含义。一些常见的关键字包括ifelseforwhileclass等。

以下是一些有效的Python标识符示例:

python 复制代码
my_variable
myVariable
count_1
PI
AnimalClass

以下是一些无效的Python标识符示例:

python 复制代码
2variable  # 以数字开头
my-variable  # 包含连字符
for  # 关键字不能用作标识符
class  # 关键字不能用作标识符

除了这些基本规则,还有一些命名约定,用于提高代码的可读性。例如,变量名通常使用小写字母,用下划线分隔单词,而类名通常使用大写字母开头的单词,采用驼峰命名法。这些约定不是强制性的,但它们有助于编写更清晰和易于理解的代码。

变量

在Python中,变量是用于存储数据的名称。变量是程序中的标识符,用于引用内存中的数据对象。当您将数据赋给变量时,Python会自动分配内存以存储该数据,并将变量与该内存位置关联。

以下是创建和使用变量的基本规则:

  1. 变量的命名:变量的命名需要遵循标识符规则,如前面所述。变量名应具有描述性,以便易于理解变量所存储的数据。

  2. 变量赋值:要将数据分配给变量,使用等号(=)运算符。例如,x = 10 表示将整数值 10 分配给变量 x

  3. 动态类型:Python是一种动态类型语言,这意味着您不需要显式指定变量的数据类型。Python会根据分配给变量的值自动确定其数据类型。

python 复制代码
# 创建一个整数变量
x = 10

# 创建一个字符串变量
name = "Alice"

# 创建一个列表变量
my_list = [1, 2, 3]

# 变量可以随时重新赋值不同类型的数据
x = "Hello"
  1. 变量引用:在代码中使用变量时,只需使用变量名即可。例如,print(x) 会输出变量 x 的值。

  2. 变量的作用域:变量的作用域指的是变量在代码中可见的范围。在函数内部定义的变量只能在该函数内部访问,而在函数外部定义的变量则具有全局作用域,可以在整个程序中访问。

示例:

python 复制代码
# 全局作用域
global_var = 100

def my_function():
    # 局部作用域
    local_var = 50
    print(local_var)

my_function()
print(global_var)  # 可以访问全局变量

字面量

在Python中,字面量是一种表示数据值的语法表达方式,它们表示不同数据类型的常量值。以下是一些常见的Python字面量:

  1. 整数字面量:表示整数值的字面量。可以是十进制、八进制(以0o或0O开头)、十六进制(以0x或0X开头)或二进制(以0b或0B开头)。例如:

    python 复制代码
    x = 42  # 十进制
    y = 0o52  # 八进制,等于十进制的42
    z = 0x2A  # 十六进制,等于十进制的42
    binary = 0b101010  # 二进制,等于十进制的42
  2. 浮点数字面量:表示浮点数值的字面量,可以包含小数点。例如:

    python 复制代码
    a = 3.14
    b = 2.0
  3. 字符串字面量:表示文本字符串的字面量,可以使用单引号、双引号或三引号(用于多行字符串)。例如:

    python 复制代码
    s1 = 'Hello, World!'
    s2 = "Python is great!"
    s3 = """This is a
    multi-line string."""
  4. 布尔字面量 :表示布尔值的字面量,只有两个值:TrueFalse

    python 复制代码
    is_true = True
    is_false = False
  5. None 字面量:表示空值的字面量,用于表示缺少值或占位符。

    python 复制代码
    empty_value = None
  6. 列表字面量 :表示列表数据结构的字面量,使用方括号 [] 包围元素。

    python 复制代码
    my_list = [1, 2, 3]
  7. 字典字面量 :表示字典数据结构的字面量,使用花括号 {} 包围键-值对。

    python 复制代码
    my_dict = {"name": "Alice", "age": 30}
  8. 集合字面量 :表示集合数据结构的字面量,使用花括号 {} 包围元素,但没有键-值对。

    python 复制代码
    my_set = {1, 2, 3}

数据类型转化

在Python中,您可以进行不同数据类型之间的转换,以满足特定的需求。以下是一些常见的数据类型转换方法:

  1. 隐式类型转换:在某些情况下,Python会自动进行隐式类型转换,以使表达式成立。例如,在整数和浮点数之间的运算会将整数转换为浮点数。

    python 复制代码
    x = 5
    y = 2.0
    z = x + y  # x会隐式转换为浮点数,z的值为 7.0
  2. 显式类型转换:您可以使用内置函数来执行显式的类型转换。以下是一些常见的类型转换函数:

    • int():将一个值转换为整数类型。

      python 复制代码
      x = 3.7 y = int(x) # y的值为 3
    • float():将一个值转换为浮点数类型。

      python 复制代码
      x = 5
      y = float(x)  # y的值为 5.0
    • str():将一个值转换为字符串类型。

      python 复制代码
      x = 42
      y = str(x)  # y的值为 "42"
    • list():将一个可迭代对象(如元组、字符串或集合)转换为列表。

      python 复制代码
      tpl = (1, 2, 3)
      lst = list(tpl)  # lst的值为 [1, 2, 3]
    • tuple():将一个可迭代对象转换为元组。

      python 复制代码
      lst = [1, 2, 3] tpl = tuple(lst) # tpl的值为 (1, 2, 3)
    • set():将一个可迭代对象转换为集合。

      python 复制代码
      lst = [1, 2, 2, 3, 3] st = set(lst) # st的值为 {1, 2, 3}
    • dict():将可迭代对象中的键-值对转换为字典。

      python 复制代码
      pairs = [("a", 1), ("b", 2)] d = dict(pairs) # d的值为 {'a': 1, 'b': 2}
  3. 请注意,进行显式类型转换时,确保数据能够合理地转换为目标类型,否则可能会引发异常。例如,将无法将非整数字符串转换为整数。类型转换通常用于确保正确的数据处理和运算。

运算符

在Python中,运算符是用于执行各种数学和逻辑操作的特殊符号或关键词。Python支持多种不同类型的运算符,包括算术运算符、比较运算符、逻辑运算符、赋值运算符等。以下是常见的运算符及其用法:

  1. 算术运算符

    • +:加法

    • -:减法

    • *:乘法

    • /:除法

    • %:取余(模运算)

    • //:整数除法

    • **:幂运算

      python 复制代码
      a = 10
      b = 3
      c = a + b  # 13
      d = a / b  # 3.3333
      e = a % b  # 1
      f = a // b  # 3
      g = a ** b  # 1000
  2. 比较运算符

    • ==:等于
    • !=:不等于
    • <:小于
    • >:大于
    • <=:小于等于
    • >=:大于等于

    比较运算符返回布尔值(TrueFalse):

    python 复制代码
    x = 5
    y = 10
    result1 = x == y  # False
    result2 = x < y   # True
  3. 逻辑运算符

    • and:逻辑与
    • or:逻辑或
    • not:逻辑非

    逻辑运算符通常用于组合布尔表达式:

    python 复制代码
    a = True
    b = False
    result1 = a and b  # False
    result2 = a or b   # True
    result3 = not a    # False
  4. 赋值运算符

    • =:赋值
    • +=:加法赋值
    • -=:减法赋值
    • *=:乘法赋值
    • /=:除法赋值
    • %=:取余赋值
    • //=:整数除法赋值
    • **=:幂赋值

    赋值运算符用于将右侧表达式的值赋给左侧的变量:

    python 复制代码
    x = 5
    x += 2  # 等同于 x = x + 2,x的值变为7
  5. 成员运算符

    • in:用于检查某个元素是否存在于序列(如列表、字符串、元组等)中。
    • not in:用于检查某个元素是否不存在于序列中。
    python 复制代码
    my_list = [1, 2, 3, 4, 5]
    result1 = 3 in my_list  # True
    result2 = 6 not in my_list  # True
  6. 身份运算符

    • is:用于检查两个对象是否是同一个对象。
    • is not:用于检查两个对象是否不是同一个对象。
    python 复制代码
    a = [1, 2, 3]
    b = a
    result1 = a is b  # True
    result2 = a is not b  # False

控制流

Python的控制流是一组结构和语句,用于管理程序的执行流程。控制流可以分为以下几个主要方面:

  1. 条件语句(if、elif、else)

    条件语句允许根据条件的真假来执行不同的代码块。以下是条件语句的基本结构:

    python 复制代码
    if condition:
        # 如果条件为真,执行这里的代码
    elif another_condition:
        # 如果另一个条件为真,执行这里的代码
    else:
        # 如果以上条件都不为真,执行这里的代码
    
    
    
    x = 10
    if x > 5:
        print("x 大于 5")
    elif x == 5:
        print("x 等于 5")
    else:
        print("x 小于 5")
  2. 循环语句(for、while)

    循环语句允许多次执行一组代码块。以下是两种主要类型的循环:

    • for循环:用于遍历可迭代对象(如列表、元组、字符串等)中的元素。

      python 复制代码
      if condition:
          # 如果条件为真,执行这里的代码
      elif another_condition:
          # 如果另一个条件为真,执行这里的代码
      else:
          # 如果以上条件都不为真,执行这里的代码
      
      x = 10
      if x > 5:
          print("x 大于 5")
      elif x == 5:
          print("x 等于 5")
      else:
          print("x 小于 5")
    • while循环:根据条件的真假来执行一组代码块,直到条件变为假。

      python 复制代码
      while condition:
          # 只要条件为真,就执行这里的代码
      
      count = 0
      while count < 5:
          print(count)
          count += 1
  3. 控制循环

    • break:用于退出当前循环。
    • continue:用于跳过当前循环迭代,继续下一次迭代。
    python 复制代码
    for i in range(1, 10):
        if i % 2 == 0:
            continue  # 跳过偶数
        print(i)
        if i == 5:
            break  # 退出循环
  4. 异常处理(try、except)

    异常处理允许您捕获和处理运行时错误,以避免程序崩溃。以下是异常处理的基本结构:

    python 复制代码
    try:
        # 尝试执行可能引发异常的代码
    except ExceptionType as e:
        # 处理异常的代码
    else:
        # 如果没有发生异常,执行这里的代码
    finally:
        # 无论是否发生异常,都执行这里的代码
    
    
    try:
        result = 10 / 0
    except ZeroDivisionError as e:
        print("除以零错误:", e)
    else:
        print("结果:", result)
    finally:
        print("异常处理完成")

数据结构

在Python中,数据结构用于存储和组织数据,使其易于访问和操作。Python提供了多种内置的数据结构,包括以下一些常见的:

  1. 列表(List) :列表是有序的可变序列,用于存储多个元素。列表使用方括号 [] 表示,元素之间用逗号分隔。

  2. 元组(Tuple) :元组是有序的不可变序列,用于存储多个元素。元组使用圆括号 () 表示,元素之间用逗号分隔。

  3. 集合(Set) :集合是无序的独立元素的集合,用于存储唯一的元素。集合使用花括号 {} 表示,元素之间用逗号分隔。

  4. 字典(Dictionary) :字典是键-值对的集合,用于存储映射关系。字典使用花括号 {} 表示,键和值之间使用冒号 : 分隔,键-值对之间用逗号分隔。

  5. 字符串(String) :字符串是字符序列,用于存储文本数据。字符串可以用单引号 ''、双引号 "" 或三引号 ''' 表示。

  6. 栈(Stack):栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,通常用于管理函数调用、表达式求值等。

  7. 队列(Queue):队列是一种先进先出(FIFO)的数据结构,通常用于任务调度等。

  8. 堆(Heap):堆是一种用于优先级队列和堆排序的数据结构。

  9. 链表(Linked List):链表是一种动态数据结构,通常用于构建其他数据结构。

  10. 树(Tree):树是一种层次结构,包括二叉树、二叉搜索树、堆、树等。

  11. 图(Graph):图是一种用于表示各种关系的数据结构,包括有向图和无向图。

  12. 其他:Python还支持自定义数据结构,如命名元组、命名空间、枚举等。

列表操作

在Python中,列表(List)是一种有序的可变数据结构,用于存储一组元素。您可以执行各种操作来创建、访问、修改和处理列表。以下是一些常见的列表操作:

  1. 创建列表

    您可以使用方括号 [] 来创建一个列表,并在其中包含元素。例如:

    python 复制代码
    my_list = [1, 2, 3, 4, 5]
  2. 访问列表元素

    您可以使用索引来访问列表中的元素,索引从0开始。例如,my_list[0] 访问第一个元素,my_list[1] 访问第二个元素,以此类推。

  3. 列表切片

    使用切片操作可以访问列表的一部分。语法为 list[start:end],其中 start 是起始索引,end 是结束索引(不包括)。例如:

    python 复制代码
    sub_list = my_list[1:4] # 获取索引1到3的元素,结果为 [2, 3, 4]
  4. 修改列表元素

    列表是可变的,可以通过索引赋值来修改元素的值。例如:

    python 复制代码
    my_list[2] = 100 # 将第三个元素修改为100
  5. 添加元素

    使用 append() 方法可以在列表末尾添加元素。例如:

    python 复制代码
    my_list.append(6) # 添加元素6到列表末尾
  6. 插入元素

    使用 insert() 方法可以在指定位置插入元素。例如:

    python 复制代码
    my_list.insert(2, 7) # 在索引2处插入元素7
  7. 删除元素

    使用 remove() 方法可以删除指定值的元素,使用 pop() 方法可以删除指定索引的元素,或者使用 del 语句删除指定索引的元素。例如:

    python 复制代码
    my_list.remove(4) # 删除值为4的元素 
    my_list.pop(2) # 删除索引为2的元素 
    del my_list[0] # 删除第一个元素
  8. 查找元素

    使用 index() 方法可以查找元素的索引,使用 in 运算符可以检查元素是否在列表中。例如:

    python 复制代码
    index = my_list.index(3) # 查找元素3的索引 
    is_present = 4 in my_list # 检查元素4是否在列表中
  9. 列表长度

    使用 len() 函数可以获取列表的长度(元素个数)。例如:

    python 复制代码
    length = len(my_list) # 获取列表长度
  10. 列表操作

    列表支持多种操作,如连接两个列表、重复列表、排序、反转等。例如:

    python 复制代码
    new_list = my_list + [6, 7] # 连接两个列表 
    repeated_list = my_list * 2 # 重复列表 
    my_list.sort() # 排序列表 
    my_list.reverse() # 反转列表

元组操作

元组(Tuple)是Python中的有序不可变数据结构,它类似于列表,但不支持修改元素。以下是一些常见的元组操作:

  1. 创建元组

    您可以使用圆括号 () 来创建一个元组,并在其中包含元素。例如:

    python 复制代码
    my_tuple = (1, 2, 3, 4, 5)

    或者,如果元组只包含一个元素,需要在元素后面添加逗号,以区分它和普通的括号:

    python 复制代码
    single_element_tuple = (42,)
  2. 访问元组元素

    您可以使用索引来访问元组中的元素,索引仍然从0开始。例如,my_tuple[0] 访问第一个元素,my_tuple[1] 访问第二个元素,以此类推。

  3. 元组切片

    使用切片操作可以访问元组的一部分,语法为 tuple[start:end],其中 start 是起始索引,end 是结束索引(不包括)。例如:

    python 复制代码
    sub_tuple = my_tuple[1:4] # 获取索引1到3的元素,结果为 (2, 3, 4)
  4. 元组拆包

    您可以将元组中的元素赋值给多个变量,以便分别访问各个元素。这被称为元组拆包。例如:

    python 复制代码
    a, b, c = my_tuple # 将元组的元素分配给变量a、b和c
  5. 元组合并

    使用 + 运算符可以将两个元组合并为一个新元组。例如:

    python 复制代码
    new_tuple = my_tuple + (6, 7) # 合并两个元组
  6. 元组重复

    使用 * 运算符可以重复元组中的元素多次。例如:

    python 复制代码
    repeated_tuple = my_tuple * 2 # 重复元组
  7. 查找元组元素

    使用 index() 方法可以查找元素的索引,使用 in 运算符可以检查元素是否在元组中。例如:

    python 复制代码
    index = my_tuple.index(3) # 查找元素3的索引 
    is_present = 4 in my_tuple # 检查元素4是否在元组中
  8. 元组长度

    使用 len() 函数可以获取元组的长度(元素个数)。例如:

    python 复制代码
    length = len(my_tuple) # 获取元组长度

集合操作

在Python中,集合(Set)是一种无序且具有唯一性的数据结构,用于存储不重复的元素。集合提供了多种操作,以便处理和操作集合中的数据。以下是一些常见的集合操作:

  1. 创建集合

    您可以使用花括号 {}set() 构造函数来创建一个集合。例如:

    python 复制代码
    my_set = {1, 2, 3, 4, 5}
  2. 添加元素

    使用 add() 方法可以向集合中添加元素。元素必须是唯一的,如果添加已存在的元素,它将被忽略。例如:

    python 复制代码
    my_set.add(6) # 添加元素6到集合
  3. 删除元素

    使用 remove() 方法可以从集合中删除指定元素,如果元素不存在,将引发KeyError异常。使用 discard() 方法可以删除元素,但如果元素不存在,不会引发异常。例如:

    python 复制代码
    my_set.remove(4) # 删除元素4 
    my_set.discard(7) # 删除元素7(如果存在)
  4. 清空集合

    使用 clear() 方法可以清空集合中的所有元素。例如:

    python 复制代码
    my_set.clear() # 清空集合
  5. 集合操作

    集合支持各种操作,如并集、交集、差集等,可以使用相关方法来执行这些操作。例如:

    • 并集:union()
    • 交集:intersection()
    • 差集:difference()
    • 对称差集:symmetric_difference()

    示例:

    python 复制代码
    set1 = {1, 2, 3} 
    set2 = {3, 4, 5} 
    union_set = set1.union(set2) # 并集 
    intersection_set = set1.intersection(set2) # 交集 
    difference_set = set1.difference(set2) # 差集 
    symmetric_difference_set = set1.symmetric_difference(set2) # 对称差集
  6. 子集和超集检查

    使用 issubset()issuperset() 方法可以检查一个集合是否是另一个集合的子集或超集。例如:

    python 复制代码
    subset_check = set1.issubset(set2) # 检查set1是否是set2的子集 
    superset_check = set1.issuperset(set2) # 检查set1是否是set2的超集
  7. 集合长度

    使用 len() 函数可以获取集合的长度(元素个数)。例如:

    python 复制代码
    length = len(my_set) # 获取集合长度
  8. 转换为列表

    使用 list() 函数可以将集合转换为列表。例如:

    python 复制代码
    my_list = list(my_set) # 将集合转换为列表

字典操作

字典(Dictionary)是Python中的一种数据结构,用于存储键-值对的集合,键是唯一的,用于快速查找值。以下是一些常见的字典操作:

  1. 创建字典

    您可以使用花括号 {} 来创建一个字典,其中包含键-值对。例如:

    python 复制代码
    my_dict = {'name': 'Alice', 'age': 30, 'city': 'New York'}
  2. 访问字典值

    您可以使用键来访问字典中的值。例如,my_dict['name'] 返回键 'name' 对应的值 'Alice'

  3. 添加或修改键值对

    使用赋值语句可以添加或修改字典中的键值对。例如:

    python 复制代码
    my_dict['gender'] = 'Female' # 添加新的键值对 
    my_dict['age'] = 31 # 修改年龄的值
  4. 删除键值对

    使用 del 语句可以删除字典中的键值对。例如:

    python 复制代码
    del my_dict['city'] # 删除'city'键值对
  5. 检查键是否存在

    使用 in 运算符可以检查键是否存在于字典中。例如:

    python 复制代码
    if 'name' in my_dict: print("Name is in the dictionary.")
  6. 获取所有键、所有值和键值对

    使用 keys() 方法可以获取字典中的所有键,使用 values() 方法可以获取所有值,使用 items() 方法可以获取所有键值对。例如:

    python 复制代码
    keys = my_dict.keys() # 获取所有键 
    values = my_dict.values() # 获取所有值 
    items = my_dict.items() # 获取所有键值对
  7. 遍历字典

    使用 for 循环可以遍历字典中的键,然后使用键来获取相应的值。例如:

    python 复制代码
    for key in my_dict: value = my_dict[key] print(key, value)

    或者,使用 items() 方法可以遍历键值对:

    python 复制代码
    for key, value in my_dict.items(): print(key, value)
  8. 复制字典

    使用 copy() 方法可以复制一个字典,创建一个新的字典。例如:

    python 复制代码
    new_dict = my_dict.copy() # 复制字典
  9. 清空字典

    使用 clear() 方法可以清空字典中的所有键值对。例如:

    python 复制代码
    my_dict.clear() # 清空字典

字符串操作

在Python中,字符串(String)是一种常见的数据类型,用于存储文本数据。Python提供了许多字符串操作方法,以便处理和操作字符串数据。以下是一些常见的字符串操作:

  1. 创建字符串

    您可以使用单引号 ''、双引号 "" 或三引号 ''' 来创建字符串。例如:

    python 复制代码
    my_string = "Hello, World!"
  2. 字符串连接

    使用 + 运算符可以将两个字符串连接在一起。例如:

    python 复制代码
    string1 = "Hello" string2 = "World" combined_string = string1 + ", " + string2 # 连接两个字符串
  3. 字符串重复

    使用 * 运算符可以重复一个字符串多次。例如:

    python 复制代码
    repeated_string = "ABC" * 3 # 重复字符串3次
  4. 字符串长度

    使用 len() 函数可以获取字符串的长度(字符数)。例如:

    python 复制代码
    length = len(my_string) # 获取字符串长度
  5. 字符串索引和切片

    您可以使用索引来访问字符串中的单个字符,索引从0开始。还可以使用切片操作来访问字符串的一部分。例如:

    python 复制代码
    first_char = my_string[0] # 获取字符串的第一个字符 
    sub_string = my_string[7:12] # 获取索引7到11的子字符串
  6. 字符串查找

    使用 find() 方法可以查找子字符串在主字符串中的位置,或者使用 in 运算符来检查子字符串是否存在。例如:

    python 复制代码
    index = my_string.find("World") # 查找子字符串的位置 
    is_present = "Hello" in my_string # 检查子字符串是否存在
  7. 字符串替换

    使用 replace() 方法可以替换字符串中的子字符串。例如:

    python 复制代码
    new_string = my_string.replace("World", "Python") # 替换子字符串
  8. 字符串分割

    使用 split() 方法可以将字符串拆分成子字符串列表,根据指定的分隔符。例如:

    python 复制代码
    words = my_string.split(", ") # 使用逗号和空格分割字符串
  9. 字符串格式化

    使用字符串的 format() 方法或f-strings可以将变量的值插入到字符串中,以创建格式化字符串。例如:

    python 复制代码
    name = "Alice" 
    age = 30 
    formatted_string = "My name is {} and I am {} years old.".format(name, age)

    或使用f-strings:

    python 复制代码
    formatted_string = f"My name is {name} and I am {age} years old."
  10. 字符串大小写转换

    使用 upper() 方法可以将字符串转为大写,使用 lower() 方法可以将字符串转为小写。例如:

    python 复制代码
    uppercase_string = my_string.upper() # 转为大写 
    lowercase_string = my_string.lower() # 转为小写
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