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深度剖析之由浅入深揭秘JavaScript类型转换(最全总结篇)

时间:2023-07-07 23:01:43浏览次数:67  
标签:类型转换 由浅入深 false JavaScript 42 var null true

前言

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深度剖析之由浅入深揭秘JavaScript类型转换(最全总结篇)

值类型转换

  • 将值从一种类型转换为另一种类型通常称为类型转换,分为 隐式强制类型转换显示强制类型转换。两者的区别在于是否可直观看出。
  • 如下代码:
var a = 42;

var b = a + "";         // 隐式强制类型转换

var c = String( a );    // 显式强制类型转换

b; // 42
c; // 42
  • 上述代码中,对于 b 而言是隐式转换,而对于 c 而言是显示转换。

抽象值操作

  • 在值类型转换前我们先来看看字符串、数字、布尔值之前的基本转换规则。
toString
  • 该操作,负责处理非字符串到字符串的强制类型转换。
  • 例如:null -> "null",undefined -> "undefined", true -> "true"
  • 对于普通对象来说,除非自定义,否则都会调用其内部的 toString() 方法。
  • Array
  • 数组的toString() 方法经过了重定义,会将所有数组元素用 , 连接起来。
var a = [1,2,3];

a.toString(); // 1,2,3
  • JSON
  • 工具函数 JSON.stringify() 在将 JSON 对象序列化为字符串时也用到了 toString
  • 对于大多数简单值来说,JSON 字符串与 toString() 的结果基本相同。但对于某一些值来说不同,例如:undefined, function, symbol, 循环引用(对象之间的相互引用,行程一个无限循环),JSON.stringify() 就无法处理它。
  • 如下代码:
JSON.stringify(undefined); // undefined
JSON.stringify(function () {}); // undefined

JSON.stringify([1, undefined, function () {}, 4]); // "[1,null,null,4]"
JSON.stringify({ a: 2, b: function () {} }); // "{"a":2}"
JSON.stringify([undefined, Object, Symbol("")]);  // '[null,null,null]'
  • 对于包含循环引用的对象执行 JSON.stringify() 会出错。但我们可以通过 toJSON() 方法进行重写。
  • 如下代码:
// eg1:
var o = { };

var a = {
    b: 42,
    c: o,
    d: function(){}
};
// 在a中创建一个循环引用
o.e = a;

// 循环引用在这里会产生错误
// JSON.stringify( a ); // TypeError: Converting circular structure to JSON

// 自定义的JSON序列化
a.toJSON = function() {
    // 序列化仅包含b
    return { b: this.b };
};

JSON.stringify( a ); // "{"b":42}"


// eg2:
var a = {
    val: [1,2,3],

    // 可能是我们想要的结果!
    toJSON: function(){
        return this.val.slice( 1 );
    }
};
JSON.stringify( a ); // "[2,3]"
  • 还有关于 JSON.stringify() 的不太为人知的功能:
  • 可向 JSON.stringify() 中传递第二个参数 replacer, 可以是数组或函数
  • 如果 replacer 为数组, 那它必须为字符串数组,数组中包含了要序列化要处理的对象 key, 除此之外的属性则会被忽略
  • 如果 replacer 为函数,那它会对对象本身调用一次,然后对对象中的每个属性各调用一次,可传递两个参数,键和值。
  • 如下代码:
var a = {
    b: 42,
    c: "42",
    d: [1,2,3]
};

// replacer 为数组
JSON.stringify( a, ["b","c"] ); // "{"b":42,"c":"42"}"

// replacer 为函数
JSON.stringify( a, function(k,v){
    if (k !== "c") return v;
} );
// "{"b":42,"d":[1,2,3]}"
  • 还有一个可选参数 space,用于指定缩进格式。
var a = {
    b: 42,
    c: "42",
    d: [1,2,3]
};

JSON.stringify( a, null, 3 );
// "{
//    "b": 42,
//    "c": "42",
//    "d": [
//       1,
//       2,
//       3
//    ]
// }"
  • 总结:
  • 对于字符串,数字,布尔值和 null,结果与 toString() 基本相同。
  • 如果在 JSON.stringify() 的对象中重定义了 toJSON() 方法,那该方法会在字符序列化前调用。
toNumber
  • 其中 true 转换为 1,false 转换为 0。undefined 转换为 NaN,null 转换为 0。
  • 将值转换时会遵循以下规则:
  • 在使用 Number() 或 toNumber() 方法将一个字符串转换为数字时,如果字符串中出现非数字字符,则会返回 NaN。
let obj = {
    // 首先调用
    [Symbol.toPrimitive]() {
        return 200;
    },
    // 中间调用
    valueOf() {
        return 300;
    },
    // 最后调用
    toString() {
        return 'Hello';
    }
}
console.log(obj + 200); // 400
toBoolean
  • 以下这些是假值:
• undefined
• null
• false
• +0、-0 和 NaN
• ""

// 假值的布尔强制类型转换结果为 false。
  • 我们可以这么理解除了以上假值列表意外的值都是真值。
// eg1:
var a = new Boolean(false);
var b = new Number(0);
var c = new String("");
console.log(!!(a && b && c)); // true

// eg2:
var a = 'false';
var b = '0';
var c = "''";
console.log(!!(a && b && c)); // true
toPromitive
  • 转换规则:
  • 如果检查该值是否有 valueOf 方法,看是否会返回原始值,如果返回值是原始值,则直接使用。否则,就使用 toString 方法,如果 toString 方法返回的是原始值,则直接使用,否则抛出 TypeError 错误。
"0" == false; // true
false == 0; // true
false == ""; // true
false == []; // true
"" == 0; // true
"" == []; // true
0 == []; // true

显示强制类型转换

  • ~(非) 运算符
  • 对于非运算符的理解:我们可理解为 ~ 会返回 2 的补码
  • 如下:
// ~x 大致等于 -(x + 1)。

~42; // -(42 + 1) ==> -43
  • 在 -(x + 1) 中唯一能够得到 0 的 x 值是 -1。也就是如果 x 为 -1 时,~ 与其他一些数字值会返回 false 值,否则返回 true 值。
// before
var a = "Hello World";

if (a.indexOf( "lo" ) >= 0) {   // true
    // 找到匹配!
}
if (a.indexOf( "lo" ) != -1) {  // true
    // 找到匹配!
}

if (a.indexOf( "ol" ) < 0) {    // true
    // 没有找到匹配!
}
if (a.indexOf( "ol" ) == -1) {  // true
    // 没有找到匹配!
}

// after
var a = "Hello World";

~a.indexOf( "lo" );         // -4   <-- 真值!

if (~a.indexOf( "lo" )) {   // true
    // 找到匹配!
}

~a.indexOf( "ol" );         // 0    <-- 假值!
!~a.indexOf( "ol" );        // true

if (!~a.indexOf( "ol" )) {  // true
    // 没有找到匹配!
}
  • 显示转换为布尔值
// before
var a = "0";
var b = [];
var c = {};

var d = "";
var e = 0;
var f = null;
var g;

Boolean( a ); // true
Boolean( b ); // true
Boolean( c ); // true

Boolean( d ); // false
Boolean( e ); // false
Boolean( f ); // false
Boolean( g ); // false



// after
var a = "0";
var b = [];
var c = {};

var d = "";
var e = 0;
var f = null;
var g;

!!a;    // true
!!b;    // true
!!c;    // true

!!d;    // false
!!e;    // false
!!f;    // false
!!g;    // false
  • 在if() 判断中,如果没有使用 Boolean() 和 !!, 就会自动隐式进行 toBoolean 转换。

隐式强制类型转换

  • + 运算符既能用于加法运算,也能用于字符串拼接。
var a = "42";
var b = "0";

var c = 42;
var d = 0;

a + b; // "420"
c + d; // 42
  • S: 如果 + 运算符中其中一个操作数是字符串,则执行字符串拼接,否则执行加法运算。
隐式强制类型转换为布尔值
  • (1) if (..) 语句中的条件判断表达式。
  • (2) for ( .. ; .. ; .. ) 语句中的条件判断表达式(第二个)。
  • (3) while (..) 和 do..while(..) 循环中的条件判断表达式。
  • (4) ? : 中的条件判断表达式。
  • (5) 逻辑运算符 ||(逻辑或)和 &&(逻辑与)左边的操作数(作为条件判断表达式)。
  • || 和 &&
  • 他们的返回值两个操作数中的其中一个
var a = 42;
var b = "abc";
var c = null;

a || b;     // 42
a && b;     // "abc"

c || b;     // "abc"
c && b;     // null
  • || 和 && 操作符会对第一个操作数进行条件判断,且会对第一个操作数进行隐式类型转换(会通过 toBoolean 操作),然后再进行条件判断。
  • || 运算符,如果条件判断结果为true, 就返回第一个操作数的结果。如果为 false, 就返回第二个操作数的结果。
  • && 运算符则相反,如果条件判断结果为 true 就返回第二个操作数结果,如果为 false, 就返回第一个操作数的结果。
a || b;
// 大致相当于
a ? a : b;

a && b;
// 大致相当于
a ? b : a;

宽松相等()和严格相等(=)

  • 宽松相等 == 与严格相等 === 都是用于判断两个值是否相等。但他们之间有一个重要的区别,特别是在判断条件上
  • 在之前的了解和很多文章中很多人这样聊到: == 检查值是否相等, === 检查值和类型是否相等。这么说听起来蛮有道理,但不够准确。正确的解释应该是: == 允许在相等比较中进行强制类型转换,而 === 不允许
两种操作符的性能
  • 根据第一种(== 检查值是否相等, === 检查值和类型是否相等)解释:严格相等(=) 比 宽松相等() 似乎做的事情更多,因为它还要检查值的类型。而第二种(== 允许在相等比较中进行强制类型转换,而 === 不允许) 解释: 宽松相等(==) 似乎做的事情更多,如果值类型不同还需要进行强制类型转换。
  • 这样下来,有人觉得 == 比 === 慢,实际上确实 == 在强制类型转换的时候需要花费时间,但这个时间为微妙级的(百万分之一秒)。所以,在进行比较两个值类型相同的情况下,使用 == 与 === 没有什么区别如果两个值类型不同,这时候就要考虑有没有强制类型转换的必要,有就用 ==,没有就用 ===,不需要在乎性能
  • == 和 === 他们都会检查操作数的类型,区别在于操作数类型不同时他们的处理方式的不同。
字符串和数字之间的相等比较
var a = 42;
var a = "42";

a === b; // false
a == b; // true
  • a === b 因为没有强制类型转换,所以 a === b 为 false, 也就是 42 和 "42" 不相等。
  • a == b 因为是宽松相等,即当两个值类型不同时,则对其中一个值进行强制类型转换。那如何转换,是转换 a,还是转换 b 呢?
  • ES5 规范 11.9.3.4-5 规则:
  • 如果 Type(x) 为数字,Type(y) 为字符串,则返回 x == toNumber(y) 的结果
  • 如果 Type(x) 为字符串,Type(y) 是数字,则返回 toNumber(x) == y 的结果
  • 所以根据以上规则,"42" 会被进行 toNumber 转换然后进行相等比较,所以 42 == 42 为 true。
其他类型与布尔类型之间的相等比较
  • == 很容易出错的一个地方就是 true、false 和其他类型之间的相等比较。
var a = "42";
var b = true;

a == b; // false
  • 我们知道变量 a 为字符串 "42" 是一个真值,那为什么 a == b 会返回 false 呢?
  • ES5 规范 11.9.3.6-7 规则:
  • 如果 Type(x) 是布尔类型,则返回 toNumber(x) == y 的结果
  • 如果 Type(y) 是布尔类型,则返回 x == toNumber(y) 的结果
  • 所以根据以上规则, Type(b) 为布尔类型,所以会对 b 进行 toNumber 操作,然后就是 true = 1, 根据字符串与数字之间的比较规则可得出 42 != 1,所以结果为 false。
  • 所以现在你搞懂了吗???
  • "42" 是一个真值没错,但 "42" == true 并没有发生布尔值比较和强制类型转换。这里并不是 "42" 转换为布尔值,而是 true 进行 toNumber 操作。
  • 所以我们要搞清 == 对不同类型的组合会怎样处理,== 两边的布尔值会进行 toNumber 操作
  • 所以建议大家不管什么情况下都不要使用 == true 和 == false 来判断。但对于 === 来说,它不会发生强制类型转换,所以不需要进行 toNumber 操作。
var a = "42";
// 不要这样用,条件判断不成立:
if (a == true) {
    // ..
}

// 也不要这样用,条件判断不成立:
if (a === true) {
    // ..
}

// 这样的显式用法没问题:
if (a) {
    // ..
}

// 这样的显式用法更好:
if (!!a) {
    // ..
}

// 这样的显式用法也很好:
if (Boolean( a )) {
    // ..
}
null 和 undefined 之间的相等比较
  • ES5 规范 11.9.3.2-3 规则:
  • 如果 x 为 null, y 为 undefined, 则结果为 true
  • 如果 x 为 undefined, y 为 null, 则结果为 true
  • 在 == 中 null 和 undefined 相等且他们也与自身相等,除此之外不存在这种情况。也就是说在 == 中的 null 和 undefined 是一回事,可进行隐式的强制类型转换
var a = null;
var b;

a == b;     // true
a == null;  // true
b == null;  // true
null == undefined;  // true
null == null;  // true
undefined == undefined;  // true

a == false; // false
b == false; // false
a == "";    // false
b == "";    // false
a == 0;     // false
b == 0;     // false
  • 所以我们可将 null 和 undefined 作为等价来处理
var a = doSomething();

if (a == null) {
    // ..
}
  • 以上的 if 判断语句只有当 a 为 null 或 undefined 时才成立,除此之外都不成立,包含 0, false 和 ''。
对象与非对象之间的相等比较
  • 关于对象(对象、函数、数组)与基本类型(字符串、数字,布尔值)之间的相等比较。
  • ES5规范 11.9.3.8-9 规则如下:
  • 如果 Type(x) 是字符串或数字,Type(y) 是对象,则返回 x == toPromitive(y) 的结果
  • 如果 Type(x) 是对象,Type(y) 是字符串或数字,则返回 toPromitive(x) == y 的结果
var a = 42;
var b = [ 42 ];

a == b; // true
  • [ 42 ] 首先调用 toPromitive 抽象操作,返回 "42",变成 "42" == 42,然后又变成 42 == 42,最后二者相等。
比较少见的情况
  • 如何让同时 a == 1 && a == 2 && a == 3?
  • 其中不能用同时,因为 a = 1 在 a = 2 之前执行,a = 2 在 a = 3 之前执行。
  • 如下代码:
// 方法一:
var a = {
    i: 1,
    [Symbol.toPrimitive]() {
        return this.i++;
    }
};
if (a == 1 && a == 2 && a == 3) {
    console.log(a); // { i: 4, valueOf: [Function: valueOf] } 输出 a 对象,注意 i 的值
}

// 方法二:
var a = {
    i: 1,
    valueOf() {
        return this.i++;
    },
};
if (a == 1 && a == 2 && a == 3) {
    console.log(a); // { i: 4, valueOf: [Function: valueOf] } 输出 a 对象,注意 i 的值
}
// 如果让 a.valueOf() 每次调用都产生副作用,比如第一次返回 1, 第二次返回 2,以此类推,就会产生这种情况。

// 方法三:
var a = {
    i: 1,
    toString() {
        return this.i++;
    },
};
if (a == 1 && a == 2 && a == 3) {
    console.log(a); // { i: 4, valueOf: [Function: valueOf] } 输出 a 对象,注意 i 的值
}
  • 在 == 隐式强制类型转换中最令人头疼的就是假值得相等比较。
"0" == null;           // false
"0" == undefined;      // false
"0" == false;          // true -- 晕!
"0" == NaN;            // false
"0" == 0;              // true
"0" == "";             // false

false == null;         // false
false == undefined;    // false
false == NaN;          // false
false == 0;            // true -- 晕!
false == "";           // true -- 晕!
false == [];           // true -- 晕!
false == {};           // false

"" == null;            // false
"" == undefined;       // false
"" == NaN;             // false
"" == 0;               // true -- 晕!
"" == [];              // true -- 晕!
"" == {};              // false

0 == null;             // false
0 == undefined;        // false
0 == NaN;              // false
0 == [];               // true -- 晕!
0 == {};               // false
  • 以上的这 24种情况 中有 17 中我们比较好理解,但有 7 中不好理解。
  • 如何安全使用 == 操作符呢?
  1. 如果两边的值有 true 或 false, 千万不要使用 ==
  2. 如果两边的值有 []、""、0, 千万不要使用 ==

抽象关系比较

  • 在我们日常的代码中,可能会存在 a < b 这种情况的判断,但这里面也涉及了隐式强制类型转换,有必要要了解一下。
  • 会发生隐式强制类型转换的算法只会针对于 a < b, a = "" > b 会被处理为 b <>
  • ES5 规则:
  • 比较双方会首先调用 toPromitive,如果结果中出现非字符串,就根据 toNumber 的规则将双方强制类型转换为数字进行比较
// 如下:
var a = 42;
var b = "43";
a < b; // true 这里为什么会返回 true, 先保留疑惑,后面会解答
b < a; // false


// 再比如:如果比较双方都是字符串,则按照字母顺序进行比较:
var a = ["42"];
var b = ["043"];
a < b; // false
b < a; // true



// 再比如:如果比较双方都是字符串, 则会进行 toPromitive 操作
var a = {b: 42};
var b = {b: 43};
a < b; // false
b < a; // false
// 因为 a = [object Object], b 也是 [object, Object],所以按照字母顺序排序 a < b, b < a 不成立。



// 再比如:
var a = {b: 42};
var b = {b: 43};
a < b; // false
a == b; // false
a > b; // false
a <= b; // true
a >= b; // true

// 此时你可能会好奇 a < b 和 a == b 都是 false,为什么 a <= b 和 a > b 为 true?
// 因为根据规则 a <= b 会被处理为 b < a, 然后将结果反转。(如果没懂,回头看这段实例代码)
  • 上面的结果可能与我们设想的大相径庭,相等比较有严格相等,关系比较却没有严格相等,也就是说如果要避免 a < b 之间的隐式强制类型转转,就只能确保 a 和 b 为相同的类型, 或进行显示的强制类型转换。

小结

  1. 值类型转换规则:
  • toString: 对于普通对象来说,除非自定义,否则都会调用其内部的 toString() 方法。
  • toNumber: 在使用 Number() 或 toNumber() 方法将一个字符串转换为数字时,如果字符串中出现非数字字符,则会返回 NaN。
  • toBoolean: 除 undefined、null、false、+0、-0 和 NaN、"" 都为真值
  • toPromitive: 如果检查该值是否有 valueOf 方法,看是否会返回原始值,如果返回值是原始值,则直接使用。否则,就使用 toString 方法,如果 toString 方法返回的是原始值,则直接使用,否则抛出 TypeError 错误。
  1. 显/隐式强制类型转换:
  • 如果 + 运算符中其中一个操作数是字符串,则执行字符串拼接,否则执行加法运算
  • ~(非) 运算符: ~ 会返回 2 的补码, 而 ~x 大致等于 -(x + 1)
// ~x 大致等于 -(x + 1)。

~42; // -(42 + 1) ==> -43
  1. || 与 &&:
  • || 和 && 操作符会对第一个操作数进行条件判断,且会对第一个操作数进行隐式类型转换(会通过 toBoolean 操作),然后再进行条件判断。
  • || 运算符,如果条件判断结果为true, 就返回第一个操作数的结果。如果为 false, 就返回第二个操作数的结果
  • && 运算符则相反,如果条件判断结果为 true 就返回第二个操作数结果,如果为 false, 就返回第一个操作数的结果
a || b;
// 大致相当于
a ? a : b;

a && b;
// 大致相当于
a ? b : a;
  1. 严格相等(=) 与宽松相等() 有一个重要的区别,特别是在判断条件上(在于对操作数类型不同时他们的处理方式不同):== 允许在相等比较中进行强制类型转换,而 === 不允许
  • 在两个值类型相同情况下,使用 == 与 === 没有区别
  • 在两个值类型不同情况下,就要考虑是否有没有强制类型转换的必要,有就用 ==, 没有就用 ===
  1. 字符串与数字之间的比较规则:
  • 如果 Type(x) 为数字,Type(y) 为字符串,则返回 x == toNumber(y) 的结果
  • 如果 Type(x) 为字符串,Type(y) 是数字,则返回 toNumber(x) == y 的结果
var a = 42;
var a = "42";

a === b; // false
a == b; // true
  1. 其他类型与布尔值的比较规则:(宽松相等(==) 判断时两边的布尔值会进行 toNumber 操作)
  • 如果 Type(x) 是布尔类型,则返回 toNumber(x) == y 的结果
  • 如果 Type(y) 是布尔类型,则返回 x == toNumber(y) 的结果
var a = "42";
var b = true;

a == b; // false
var a = "42";
// 不要这样用,条件判断不成立:
if (a == true) {
    // ..
}

// 也不要这样用,条件判断不成立:
if (a === true) {
    // ..
}

// 这样的显式用法没问题:
if (a) {
    // ..
}

// 这样的显式用法更好:
if (!!a) {
    // ..
}

// 这样的显式用法也很好:
if (Boolean( a )) {
    // ..
}
  1. null 与 undefined 的比较规则:
  • 如果 x 为 null, y 为 undefined, 则结果为 true
  • 如果 x 为 undefined, y 为 null, 则结果为 true
var a = null;
var b;

a == b;     // true
a == null;  // true
b == null;  // true
null == undefined;  // true
null == null;  // true
undefined == undefined;  // true

a == false; // false
b == false; // false
a == "";    // false
b == "";    // false
a == 0;     // false
b == 0;     // false
  • 所以我们可将 null 和 undefined 作为等价来处理
var a = doSomething();

if (a == null) {
    // ..
}
  1. 对象与非对象之间的相等比较规则:
  • 如果 Type(x) 是字符串或数字,Type(y) 是对象,则返回 x == toPromitive(y) 的结果
  • 如果 Type(x) 是对象,Type(y) 是字符串或数字,则返回 toPromitive(x) == y 的结果
  1. 宽松相等(==) 的假真值比较:
"0" == null;           // false
"0" == undefined;      // false
"0" == false;          // true -- 晕!
"0" == NaN;            // false
"0" == 0;              // true
"0" == "";             // false

false == null;         // false
false == undefined;    // false
false == NaN;          // false
false == 0;            // true -- 晕!
false == "";           // true -- 晕!
false == [];           // true -- 晕!
false == {};           // false

"" == null;            // false
"" == undefined;       // false
"" == NaN;             // false
"" == 0;               // true -- 晕!
"" == [];              // true -- 晕!
"" == {};              // false

0 == null;             // false
0 == undefined;        // false
0 == NaN;              // false
0 == [];               // true -- 晕!
0 == {};               // false
  1. 如何安全使用 宽松相等(==) 操作符呢?
  1. 如果两边的值有 true 或 false, 千万不要使用 ==;
  2. 如果两边的值有 []、""、0, 千万不要使用 ==;
  1. 抽象关系比较存在隐式的强制类型转换,通常存在于 a < b, a = "" > b 会被处理为 b <> 判断中,其中一个很重要的点是,会将结果反转
  • 如何规避掉上述隐式的强制类型转换
  • 确保 a 和 b 为相同的类型, 或进行显示的强制类型转换。
  1. 如何让同时 a == 1 && a == 2 && a == 3?
  • 其中不能用同时,因为 a = 1 在 a = 2 之前执行,a = 2 在 a = 3 之前执行。
// 方法一:
var a = {
    i: 1,
    [Symbol.toPrimitive]() {
        return this.i++;
    }
};
if (a == 1 && a == 2 && a == 3) {
    console.log(a); // { i: 4, valueOf: [Function: valueOf] } 输出 a 对象,注意 i 的值
}

// 方法二:
var a = {
    i: 1,
    valueOf() {
        return this.i++;
    },
};
if (a == 1 && a == 2 && a == 3) {
    console.log(a); // { i: 4, valueOf: [Function: valueOf] } 输出 a 对象,注意 i 的值
}
// 如果让 a.valueOf() 每次调用都产生副作用,比如第一次返回 1, 第二次返回 2,以此类推,就会产生这种情况。

// 方法三:
var a = {
    i: 1,
    toString() {
        return this.i++;
    },
};
if (a == 1 && a == 2 && a == 3) {
    console.log(a); // { i: 4, valueOf: [Function: valueOf] } 输出 a 对象,注意 i 的值
}

特殊字符描述:

  1. 问题标注 Q:(question)
  2. 答案标注 R:(result)
  3. 注意事项标准:A:(attention matters)
  4. 详情描述标注:D:(detail info)
  5. 总结标注:S:(summary)
  6. 分析标注:Ana:(analysis)
  7. 提示标注:T:(tips)

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