Javascript基礎進階：面向對象和原型原型鏈

作者：前端小賈 2020-10-20 08:35:34

開發前端

Javascript就是基于“面向對象”思想設計的編程語言,本篇給大家介紹Javascript基礎進階- 面向對象和原型原型鏈

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* 學習進階方式 💪

基礎知識要夯實；

原理源碼要深入；

深度廣度要擴展；

簡短的概括：

1、面向對象理論知識總述

2、自定義類的創建和一些細節知識

3、面向對象中的原型和原型鏈

4、重寫內置new以及基于內置類原型擴展方法

5、THIS情況匯總及CALL、APPLY、BIND的應用

面向對象理論知識總述

* 核心答案 | 基礎知識要夯實

編程語言

1、OOP面向對象：

1）java，

2）python，

3）C++，

4）php，

5）C#(ASP.NET)，

6）javascript -> Node.js

2、POP面向過程:

HTML和CSS是標記語言

1）less/sass/stylus：CSS預編譯語言，讓CSS具備面向對象編程的特點。

2）寫完的代碼無法被瀏覽器直接識別，需要編譯后（編譯成為正常的CSS）在瀏覽器中渲染。

什么是面向對象編程？

1、對象：泛指，萬物皆對象（JS中所有我們學習研究和開發的都是對象「研究對象」）；

2、類：對 “對象” 的一個細分，按照對應的功能特點，分成我們的大類和小類「類別」；

3、實例：某個類別中具體的事物；

* 關于類的“封裝、繼承、多態”

1）封裝：把實現某個功能的代碼封裝到函數中，起到“低耦合高內聚”的作用

2）繼承：子類及子類的實例繼承了父類中的屬性和方法

3）多態：函數的重載（方法名字相同，但是傳遞參數的個數或者類型不同，識別為兩個不同的方法 -> 后臺語言有這個特征，但是JS中不存在嚴格意義上的重載）和重寫（子類重寫父類的方法）

JS就是基于“面向對象”思想設計的編程語言

1、本身存在很多“內置類”

1）每一個數據類型都有一個自己所屬的內置類

2）獲取的元素集合或者節點集合也是有自己的類 HTMLCollection / NodeList

3）每一個元素標簽都有自己所屬的類

2、我們學習JS：拿出某個類的一個實例去研究和學習，當前實例研究明白后，那么當前實例所屬類下的其他實例，也具備這些特點...

自定義類的創建和一些細節知識

* 核心答案 | 基礎知識要夯實

自定義類(所有的類「內置類/自定義類」都是“函數數據類型”的值)

函數執行的時候基于new執行即可 “構造函數執行”。

🌰 例如一：普通函數與構造函數

function Fn(x, y) { 
    let total = x + y; 
    this.x = x; 
    this.y = y; 
    return total; 
} 
// 1、作為普通函數執行 
Fn(10, 20); 
 
// 2、構造函數執行 
// 說明：f1是Fn這個類的一個實例對象 
let f1 = new Fn(10, 20); 
console.log(f1.x, f1.y, f1.total);  
// 說明：total只是上下文中的私有變量，和實例f1沒有關系」 
// 結果：10 20 undefined

畫圖分析：( 有圖有真相 )

構造函數 VS 普通函數

1、構造函數執行，最開始會像普通函數執行一樣，形成私有的上下文。

1）AO;

2) SCOPE-CHAIN;

3）形參賦值;

4）變量提升;

5）代碼執行;

不同的地方：

1、創建上下文之后，瀏覽器默認幫助我們創建一個對象 “實例對象”。

1）把當前Fn函數當作一個類“構造函數”

2）創建的對象就是這個類的一個實例

2、初始this的時候，讓this指向當前創建的實例對象。

3、在代碼執行完，返回值的時候

1）如果函數沒有寫return，或者返回的是一個基本數據類型值，則瀏覽器默認，會把創建的實例對象返回；

2）如果函數本身返回的就是一個引用數據類型值，還是以自己返回的為主。

🌰 例如二：構造函數擴展

function Fn(x, y) { 
    let total = x + y; 
    this.x = x; 
    this.y = y; 
    return { 
        name: '前端學苑' 
    }; 
}

說明：

由于構造函數體中，默認自己返回一個引用類型值，所以f1不再是創建的Fn實例，而是自己返回的對象。

let f1 = new Fn(10, 20);

“實例 instanceof 構造函數” ：檢測當前實例是否屬于這個類。

console.log(f1 instanceof Fn); //false

🌰 例如三：函數擴展

function Fn(x, y) { 
    let total = x + y; 
    this.x = x; 
    this.y = y; 
    this.say = function say() { 
        console.log(`SAY:${total}`); 
    }; 
} 
let f1 = new Fn(10, 20); 
let f2 = new Fn;

畫圖分析：( 有圖有真相 )

結果：

console.log(f1 === f2); //false 
console.log(f1.say === f2.say); //false

Fn VS Fn()

1) Fn代表的是函數本身（堆內存 -> ƒ Fn(x, y) {...}）；

2) Fn()是把函數執行，獲取其返回值;

new Fn VS new Fn()

都是把Fn執行了,只是第一個沒有傳遞實參,第二個可以傳遞實參而已。

1) new Fn; 運算優先級是18（無參數列表new）

2) new Fn(); 運算符優先級是19（有參數列表new）

* 檢測一個屬性是否為當前對象的成員

1）屬性名 in 對象：不論是私有屬性還是公有的屬性，只要有就是true；

2）對象.hasOwnProperty(屬性名)：必須是對象的私有屬性，結果才是true；

說明：自己擴展一個方法 hasPubProperty(對象,屬性名)：檢測當前屬性是否屬于對象的公有屬性（特點：必須有這個屬性，而且不是私有的）（需要擴展）

屬性和變量有什么共同點：

沒有。屬性是堆內存的成員，變量是棧內存或者上下文當中變量。

console.log('say' in f1); //true 
console.log('toString' in f1); //true 
console.log('total' in f1); //false 
console.log(f1.hasOwnProperty('say')); //true 
console.log(f1.hasOwnProperty('toString')); //false 
console.log(f1.hasOwnProperty('total')); //false

🌰 例如四：函數擴展

Object.prototype.AA = '前端學苑'; 
let obj = { 
    name: 'xxx', 
    age: 11, 
    0: 100, 
    [Symbol('AA')]: 200, 
    [Symbol.toPrimitive]: function () { 
        return 0; 
    } 
};

基于“for...in”循環遍歷對象

1) 優先遍歷數字屬性;

2) 不會遍歷到Symbol屬性;

3) 會把自己擴展到“類原型”上的公共屬性方法也遍歷到「可枚舉的」

for (let key in obj) { 
    // 在遍歷過程中，遍歷到公共屬性，則停止遍歷： 
    // 因為for...in遍歷的本意就是只遍歷私有的屬性即可 
    if (!obj.hasOwnProperty(key)) break; 
    console.log(key); 
}

let keys = [ 
    ...Object.keys(obj), 
    ...Object.getOwnPropertySymbols(obj) 
]; 
keys.forEach(key => { 
    console.log(`屬性名:${String(key)}，屬性值:${obj[key]}`); 
});

說明：

1）Object.keys(obj):獲取當前對象所有非Symbol的私有屬性「數組」 =>Object.getOwnPropertyNames.

2）Object.getOwnPropertySymbols(obj):獲取對象所有的Symbol私有屬性「數組」.

面向對象中的原型和原型鏈

* 核心答案 | 基礎知識要夯實

1、函數數據類型

1）普通函數

2）箭頭函數

3）生成器函數

4）構造函數（類）

2、對象數據類型

1）普通對象/數組對象/正則對象/日期對象...

2）實例也是對象數據類型的（排除7種原始值類型）

3）prototype/__proto__原型屬性值也是對象（排除Function.prototype）

3、大部分函數(重點是構造函數) 都內置一個prototype(原型「顯式原型」)的屬性，屬性值是一個對象，對象中存儲的屬性和方法，是供當前類所屬實例，調用的“公共”的屬性和方法

1）箭頭函數是沒有prototype屬性的；

2）在原型對象上有一個內置的屬性 constructor（構造器），屬性值是當前函數本身；

4、每一個對象都內置一個__proto__(原型鏈「隱式原型」)的屬性，屬性值指向自己所屬類的原型prototype對象。

1）Object.prototype這個對象的__proto__值是null，因為Object是所有對象的“基類”

只繪制“堆內存”，畫圖分析：( 有圖有真相 )

解析說明：

每一個數組都是Array類的實例，所以每一個數組的_proto_一定指向Array.prototype；

每一個對象都是Object類的實例，所以Array.prototype對象中的_proto_屬性指向Object.prototype；

原型鏈的查找機制

arr[1]或者 arr.push() 再或者 arr.hasOwnProperty()…

1）首先查找當前實例對象的私有屬性，私有中有，獲取就是私有的；

2）如果私有中沒有，則瀏覽器默認基于_proto_找其所屬類原型(prototype)上的公共屬性和方法；

3）如果還找不到，則基于原型對象上的_proto_繼續向上查找 … 直到找到Object.prototype為止。最終到null。

例如：arr.push <=> arr._proto_.push <=> Array.prototype.push

1）找到的方法都是相同的；

2）區別是方法執行時候，里面的this 不同；

（1）arr.push() arr首先基于原型鏈查找機制，找到Array.prototype上的push 方法，并且把方法執行，方法中的this -> arr;

（2）arr._proto_.push() 直接跳過私有屬性的查找，找公共的，方法執行的時候，方法中的this -> arr._proto_;

Array.prototype.push() this -> Array.prototype

3）_proto_ 在IE瀏覽器中進行訪問。（那如果代碼需要用到_proto_ ,怎么在IE中用呢？結果：不能用。）

arr.hasOwnProperty('push') -> false

Array.prototype.hasOwnProperty('push') -> true

公有還是私有屬性，它是有參照物的

1）存儲在自己的堆內存中的屬性是 “私有的”；

2）基于_proto_查找到的屬性和方法有“公有的”；

每一個數組“即是數組也是對象”，因為它們可以調用Array.prototype和Object.prototype的屬性和方法。
* 構造函數、原型與實例之間的關系

關系解析說明：

每個構造函數都有一個prototype屬性指向它的原型對象，原型對象的constructor 指向構造函數，通過new 構造函數生成實例，實例的__proto__屬性指向原型對象。

🌰 原型與原型鏈

function Fn() { 
    this.x = 100; 
    this.y = 200; 
    this.getX = function () { 
        console.log(this.x); 
    } 
} 
Fn.prototype.getX = function () { 
    console.log(this.x); 
}; 
Fn.prototype.getY = function () { 
    console.log(this.y); 
}; 
let f1 = new Fn; 
let f2 = new Fn; 
console.log(f1.getX === f2.getX); // false 「都是私有的方法」 
console.log(f1.getY === f2.getY); // true 「都是公共的方法」 
console.log(f1.__proto__.getY === Fn.prototype.getY); // true 
console.log(f1.__proto__.getX === f2.getX); // false 
console.log(f1.getX === Fn.prototype.getX); // false 
console.log(f1.constructor);  // fn 
console.log(Fn.prototype.__proto__.constructor); // Object 
f1.getX(); 
f1.__proto__.getX(); 
f2.getY(); 
Fn.prototype.getY();

畫圖分析：( 有圖有真相 )

解析說明：

1）先確定執行哪個方法「私有|公有」；

2）再確定執行方法中的this；

3）最后方法執行，計算機需要的結果即可；

f1.getX()

執行的私有方法，this -> f1

console.log(f1.x) => 100

f1._proto_.getX()

執行的公有方法，this -> f1._proto_

console.log(f1._proto_.x) => undefined

f2.getY()

執行的公有方法，this -> f2

console.log(f2.y) => 200

Fn.prototype.getY()

執行的公有方法，this -> Fn.prototype

console.log(Fn.prototype.y) => undefined

重寫內置new以及基于內置類原型擴展方法

* 核心答案 | 基礎知識要夯實

🌰 * 1、new執行的原理 - 面試題（面試常問）

function Dog(name) { 
    this.name = name; 
} 
Dog.prototype.bark = function () { 
    console.log('wangwang'); 
} 
Dog.prototype.sayName = function () { 
    console.log('my name is ' + this.name); 
} 
/* 
let sanmao = new Dog('三毛'); 
sanmao.sayName(); 
sanmao.bark(); 
*/ 
function _new() { 
    //=>完成你的代碼    
} 
let sanmao = _new(Dog, '三毛'); 
sanmao.bark(); //=>"wangwang" 
sanmao.sayName(); //=>"my name is 三毛" 
console.log(sanmao instanceof Dog); //=>true

解決方法一（ __proto__ 在IE瀏覽器兼容很差，不建議使用）

function _new(Ctor, ...params) { 
    // Ctor->Dog params->['三毛'] 
    let obj = {}; 
    obj.__proto__ = Ctor.prototype; 
    // this->指向創建的實例對象  基于call方法改變即可 
    let result = Ctor.call(obj, ...params); 
    if (/^(object|function)$/.test(typeof result)) return result; 
    return obj; 
}

解析說明：

1、創建一個實例對象實例對象.__proto__===所屬類.prototype；

2、會把構造函數當做普通函數執行「私有上下文、作用域鏈、初始THIS、形參賦值...」；

3、觀察函數執行的返回值，如果沒有返回值或者返回的是基本數據類型值，默認返回的都是實例對象，否則以自己返回的值為主。

Object.create([pro])：創建一個空對象，把[pro]作為當前創建空對象的__proto__的指向(把[pro]作為當前創建空對象的原型)。

1、[pro]可以傳遞null或者一個對象；

2、如果傳遞的是null，則當前空對象不具備__proto__的屬性，也就是不屬于任何類的實例。

🌰 例如：

let pro = { 
    A: 10, 
    B: 20 
}; 
//Uncaught TypeError: Object prototype may only be an Object or null: undefined 
console.log(Object.create());  
console.log(Object.create(null));

解決方法二（在IE6，7，8瀏覽器不兼容）

function _new(Ctor, ...params) { 
    let obj = Object.create(Ctor.prototype); 
    let result = Ctor.call(obj, ...params); 
    if (/^(object|function)$/.test(typeof result)) return result; 
    return obj; 
}

解決方法三（兼容性比較好）

// 重寫的方法只考慮pro傳遞的是一個對象 
Object.create = function (pro) { 
    function Proxy() {} 
    Proxy.prototype = pro; 
    return new Proxy; 
}; 
 
function _new(Ctor) { 
    // 獲取除第一個實參以外，剩余傳遞的參數信息，以數組的形式保存到params中 
    var params = [].slice.call(arguments, 1); 
    // Object.create兼容IE低版本瀏覽器，需要改寫 
    var obj = Object.create(Ctor.prototype); 
    // 基于apply既可以改變this，也可以把數組中的每一項傳遞給函數 
    var result = Ctor.apply(obj, params); 
    if (/^(object|function)$/.test(typeof result)) return result; 
    return obj; 
}

* 2、擴展內置類原型上的方法

1、調用的時候更加方便；

2、也更好的實現鏈式調用；

* 注意：自己編寫的方法會覆蓋內置的方法，所以自己命名的時候需要注意，一般都是設置前綴，例如：myUnique。

🌰 常用數組去重方法

function unique(arr) { 
    // 首先基于Set結構去重，最后轉換為數組 
    let result = new Set(arr); 
    result = Array.from(result); 
    return result; 
} 
let arr = [1, 2, 3, 2, 3, 4, 2, 3, 4, 2, 1, 2, 3, 4, 5, 3, 4]; 
let result = unique(arr); 
console.log(result);

🌰 先去重，再排序 - 面試題（面試常問）

Array.prototype.unique = function unique() { 
    // this->arr 一般是當前操作類的實例 
    let result = new Set(this); 
    result = Array.from(result); 
    return result; //返回的結果還是一個數組，則可以繼續調用數組的其它方法 ->“鏈式調用” 
};

// 先去重，再排序 
//  + sort是Array.prototype上的方法，所以數組可以直接調用 
let arr = [1, 2, 3, 2, 3, 4, 2, 3, 4, 2, 1, 2, 3, 4, 5, 3, 4]; 
let result = arr.unique().sort((a, b) => a - b); 
console.log(arr, result);

THIS情況匯總及CALL、APPLY、BIND的應用

* 核心答案 | 基礎知識要夯實

1、THIS的幾種情況

1）事件綁定；

2）函數執行：1）自執行函數 2）回調函數；

3）構造函數執行；

4）基于call /apply /bind 改變函數中的this；

5）箭頭函數中沒有自己的this，所用到的this是使用其上下文中的；

說明：Function.prototype -> call/apply/bind 所有的函數都可以調取這三個辦法。

Function.prototype.call = function call(context) { 
    // this->fn 
    // context->obj 
    // ... 
};

🌰 基于call /apply /bind 改變函數中的this

window.name = 'WINDOW'; 
let obj = { 
    name: '前端學苑', 
    age: 2 
}; 
 
function fn(x, y) { 
    console.log(this, x + y); 
}  
 
fn(); //this->window 
obj.fn(); //Uncaught TypeError: obj.fn is not a function

fn.call(obj); //this->obj   
fn.call(obj, 10, 20); //this->obj x->10 y->20 
fn.call(); //this->window 嚴格模式下undefined 
fn.call(null); //this->window 嚴格模式下null 「傳遞的是undefiend也是如此」 
fn.call(10, 20); //this->10「對象」 x->20  y->undefined

解析說明：

fn.call(obj);

底層處理方式：fn先基于__proto__找到Function.prototype.call，把call方法執行的時候，call方法內部實現了一些功能：會把fn執行，并且讓fn中的this變為第一個實參值。

* apply的作用和細節上和call一樣，只有一個區別：傳遞給函數實參的方式不一樣。

fn.call(obj, 10, 20); 
fn.apply(obj, [10, 20]);

最后結果和call是一樣的，只不過apply方法執行的時候要求：傳遞給函數的實參信息都要放置在一個數組中，但是apply內部也會向call方法一樣，把這些實參信息一項項的傳遞給函數。

🌰 需求：獲取數組中的最大值

let arr = [10, 30, 15, 36, 23];

* 方法一：先排序

arr.sort(function (a, b) { 
    return b - a; 
}); 
let max = arr[0]; 
console.log('數組中的最大值是:' + max);

* 方法二：假設法

第一種方法：

let max = arr[0]; 
for (let i = 1; i < arr.length; i++) { 
    let item = arr[i]; 
    if (item > max) { 
        max = item; 
    } 
} 
console.log('數組中的最大值是:' + max);

第二種方法：

let max = arr.reduce((result, item) => { 
    return item > result ? item : result; 
}); 
console.log('數組中的最大值是:' + max);

* 方法三：借用Math.max

第一種方法：

Math.max(10, 30, 15, 36, 23) ->36 獲取一堆數中的最大值 
Math.max([10, 30, 15, 36, 23]) ->NaN 傳遞一個數組是不行的

第二種方法：ES6展開運算符

let max = Math.max(...arr); 
console.log('數組中的最大值是:' + max);

第三種方法：基于apply的特點

let max = Math.max.apply(null, arr); 
console.log('數組中的最大值是:' + max);

第四種方法：字符串拼接成為最終想要的表達式

let str = `Math.max(${arr})`; 
let max = eval(str); 
console.log('數組中的最大值是:' + max);

🌰 需求：把類數組集合轉換為數組集合

重寫內置的slice，實現淺克隆；

Array.prototype.slice = function slice() { 
    // 重寫內置的slice，實現淺克隆 
    // this->ary 
    let arr = []; 
    for (let i = 0; i < this.length; i++) { 
        let item = this[i]; 
        arr.push(item); 
    } 
    return arr; 
}; 
let ary = [10, 20, 30]; 
let newAry = ary.slice(); //不傳遞或者傳遞0 -> 數組的淺克隆 
console.log(newAry, newAry === ary);

畫圖分析：( 有圖有真相 )

區別在于：

1、內置代碼中用的是this，自己寫的代碼中用的是argument。

2、如果我們可以讓內置的slice執行，并且把方法中的 this改變為arguments -> 這樣其實就是把類數組集合克?。ㄞD換）為數組。

3、讓內置slice執行：找到slice，加小括號一執行即可。

1）Array.prototype.slice() 2）[].slice()

改變方法中的this

1）call 2）apply

4、[].slice.call(arguments) 把類數組轉換為數組

重要：數組中大部分方法，都可以基于這樣的原理（改變this），實現類數組的借用。原因：類數組除了不是Array的實例，和數組的結果是一致的，所以操作數組的一些代碼（類似于循環等操作）也一定適用于類數組，所以可以實現方法的借用。

求和第一種方法：

function sum() { 
    // arguments:實參集合，它是一個類數組，不是Array的實例，所以不能直接調用Array.prototype上的方法，但是結構和數組非常的相似，都是索引+length 
    // 第一種方法 
    let arr = []; 
    for (let i = 0; i < arguments.length; i++) { 
        let item = arguments[i]; 
        arr.push(item); 
    } 
    // 第二種方法 
    // let arr = [].slice.call(arguments); 
    return arr.reduce((result, item) => item + result); 
}  
let total = sum(10, 20, 30, 40);

求和第二種方法，ES6實現：

function sum(...arr) { 
    // 第一種方法：... arr 基于剩余運算符獲取的實參集合本身就是一個數組 
     
    // 第二種方法：Array.from:可以把一個類數組(或者Set)轉換為數組 
    // let arr = Array.from(arguments); 
 
    // 第三種方法：基于展開運算符把類數組中的每一項拿出來，分別賦值給數組 
    // let arr = [...arguments]; 
    return arr.reduce((result, item) => item + result); 
} 
 
let total = sum(10, 20, 30, 40); 
console.log(total);   // 結果：100

🌰 this指向的例子

let obj = { 
    name: '前端學苑', 
    age: 11 
}; 
 
function fn(x, y) { 
    console.log(this, x, y); 
}

1、操作一：

document.body.onclick = fn;

分析：

1）事件綁定的時候方法是沒有執行的，只有事件觸發，瀏覽器會幫助我們把方法執行；

2）this->body；

3）x->MouseEvent 事件對象「瀏覽器不僅幫助我們把方法執行，而且還把存儲當前操作的信息的事件對象傳遞給函數」；

4）y->undefined；

2、操作二：

setTimeout(fn, 1000);

分析：

1）設置一個定時器（此時綁定的函數沒有執行，此時只是綁定一個方法），1000MS后，瀏覽器會幫助我們把fn執行；

2）this->window；

3）x->undefined；

4）y->undefined；

我們期望：不論是事件觸發，還是定時器到時間，執行對應的方法時，可以改變方法中的this，以及給方法傳遞實參信息。

1、“立即處理的思想”

直接下屬這種操作辦法是不可以的：call/apply在處理的時候，會把函數立即執行，也就是在事件綁定或者設置定時器的時候，fn就執行了，而不是等待事件觸發或者定時器到時間后再執行 “立即處理的思想”。

代碼如下：

document.body.onclick = fn.call(obj, 10, 20); 
setTimeout(fn.call(obj, 10, 20), 1000);

2、“預先處理思想「柯理化函數」”

我們綁定方法的時候(不論是事件綁定還是設置定時器)，先綁定一個匿名函數，事件觸發或者達到時間，先把匿名函數執行，在執行匿名函數的時候，再把我們需要執行的fn執行，此時就可以基于call/apply改變this和參數信息了。

代碼如下：

document.body.onclick = function (ev) { 
    //this->body 
    fn.call(obj, 10, 20, ev); 
}; 
setTimeout(function () { 
    //this->window 
    fn.call(obj, 10, 20); 
}, 1000);

bind相當于call/apply來講，并不會把函數立即執行，只是實現處理了要改變的this和參數，一切的執行還是按照原有的時間或者觸發節點進行。

代碼如下：

document.body.onclick = fn.bind(obj, 10, 20); 
setTimeout(fn.bind(obj, 10, 20), 1000);

* 箭頭函數沒有自己的this

🌰 實例一：

let obj = { 
    name: '前端學苑', 
    age: 11, 
    fn: function () { 
        // this->obj 
        let that = this; 
        return function () { 
            // this->window 
            // 如果需要改變obj.name，可以用that替換this 
            that.name = 'FE2020'; 
            console.log(this); 
        }; 
    } 
}; 
let f = obj.fn(); 
f();

🌰 實例二：

let obj = { 
    name: '前端學苑', 
    age: 11, 
    fn: function () { 
        // this->obj 
        return () => { 
            this.name = 'FE2020'; 
            console.log(this); // {name:'FE2020', age: 11, fn:f} 
        }; 
    } 
}; 
let f = obj.fn(); 
f.call(100);

說明：

箭頭函數沒有this（方法執行的時候不存在初始this這一項操作），所以基于call/apply操作它都是無用的，沒有this。

責任編輯：姜華來源：前端學苑

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