Java基础语法（一）

2022/7/3 14:21:24

编程Tag： 基础 Java int 语法 out system arr public println

本文主要是介绍Java基础语法（一），对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

1. 认识java的main方法

image.png

  1. 一个java文件当中只能有一个public的类。
  2. 且 类名 需要和 文件名 是相同的。

比如，文件名为HelloWorld.java，所以此处的类名为HelloWorld

  1. 编程规范建议：左括号 是紧跟着当前行的。
  2. 类名 一定要采用大驼峰的形式（单词紧跟着，每个单词的首字母大写）
  3. 注意：字节码文件 .class文件，一个类对应一个字节码文件

如，一个.java文件里面有两个类，则有两个字节码文件。
image.png
image.png
那为什么要这样设置呢？
为了方便使用，Java当中，用到哪个类就加载哪个类。

image.png

运行时命令行参数

public static void main (String[] args) {
	}

上述main函数的形参String[] args是运行时命令行参数。我们下面做个测试：

public static void main (String[] args) {
    int i = 0;
    for (i = 0; i < args.length; ++i)
    {
        System.out.println(args[i]);
    }
    System.out.println("kaixin");
}

可以看到只输出了“kaixn”，没有输出for循环里面的值。
image.png
当我们在java 文件名后输入一些字符串，字符串就被存储到args里面了，就可以打印出for循环里面的内容了。
image.png

2. 如何运行一个java程序

image.png

  1. 首先，比如文件HelloWorld.java是存放在磁盘上的。
  2. 编译该文件，使用javac 文件名.java，形成 .class文件。

注意：

  1. 在cmd上编译文件，需要将当前目录改为文件所在目录，使用命令cd /d 文件路径

image.png

  1. 在记事本上写代码，需要先保存，再编译。

image.png
编译完后，可在当前目录中看到 .class文件
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  1. 使用java 文件名来运行文件（在JVM（java虚拟机）里运行）

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注意：java 和 javac 都属于JDK命令。
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3. Java当中的注释

  • 块注释（快捷键，选中要注释的内容，ctrl+shift+/）
/*这是块注释*/
  • 文档注释
/**
 * 文档注释：
 * 作者：
 * 日期：
 * 描述：
*/
  • 行注释（快捷键：ctrl+/）
// 这是行注释

但是如果程序里面有注释，编译的时候会出现错误，如下图：
image.png
image.png
原因是，代码里面有中文，但是javac编译默认使用GBK来编码的，这就是“字节码格式不匹配导致”的。
这时候我们只需要在后面加-encoding utf-8编译即可：
image.png
这就告诉编译器，统统以utf-8来编码。

4. 打印数据

有三种方式打印：
image.png
结果如下：
image.png

5. 数据类型

5.1 基本数据类型

  • 长整型（long）
public static void main1 (String[] args) {
    long a = 10L;
    System.out.println(a);
    System.out.println("最大值：" + Long.MAX_VALUE); // + 为拼接
    System.out.println("最小值：" + Long.MIN_VALUE);

    int b = 10;
    int c = 20;
    System.out.println(b + c);
    //注意：任何类型的数据 和 字符串进行拼接，结果都是字符串
    System.out.println("hhh" + b + c);
}
  • 双精度浮点型（double）
/**
	 *	双精度 浮点型
	 * @param args [description] 
	 */
public static void main3 (String[] args) {
    double d = 12.5;
    System.out.println(d);
    System.out.println(Double.MAX_VALUE);
    System.out.println(Double.MIN_VALUE);
}
  • 单精度浮点型（float）：定义变量数值的时候，需要加上f或F
/**
	 * 单精度 float
	 * 1.  double  8个字节
	 * 2.  float   4个字节
	 */
public static void main4 (String[] args) {
    // float f = 12.3; 会出现错误，不允许从double类型转到float类型
    float f = 12.3f;
    System.out.println(f);
    System.out.println(Float.MAX_VALUE);
    System.out.println(Float.MIN_VALUE);
}
  • 字符型（char）
/**
	 *	字符数据类型：
	 * 		char 	2个字节  0 ~ 65535
	 * Unicode --> 包含很多字符集，如中文，拉丁文等等
	 */
public static void main5 (String[] args) {
    char ch = 'a';
    System.out.println(ch);

    char ch2 = '高';
    System.out.println(ch2);

    char ch3 = 97;
    System.out.println(ch3); 
}
  • 字节型（byte）
// 字节：byte 1个字节 数值：-128 ~ 127
// 每一种数据类型，在给其赋值的时候，一定不能超过它的范围
public static void main6 (String[] args) {
    byte b = 12;
    byte c = 21;
    System.out.println(b + " " + c);

    // byte d = Byte.MAX_VALUE + 1;此处会进行整型提升,从int->byte会编译错误
    System.out.println(Byte.MAX_VALUE + 1); //默认输出整型，整型是可以保存数值128的

    System.out.println(Integer.MAX_VALUE);
    //int i1 = 2147483648; //报错，超出数据类型的范围(Java只会检查 直接赋值的字面值常量是否超出)

    //下面的均不会编译报错
    int i2 = 2147483647 + 1;
    System.out.println(i2);
    int i3 = Integer.MAX_VALUE + 1;
    System.out.println(i3);
    System.out.println(Integer.MAX_VALUE + 1);

}
  • 短整型（short）
//短整型：short  2个字节 数值：-32768 ~ 32767
public static void main7 (String[] args) {
    short sh = 12;
    System.out.println(Short.MAX_VALUE);
    System.out.println(Short.MIN_VALUE);
}
  • 布尔型（boolean）
/**
	 * 布尔类型：
	 * 1.在JAVA中，布尔类型 没有明确的大小
	 * 2.在JAVA中，布尔类型 只有两个取值 true 和 false
	 * 3.在JAVA中，没有 所谓的 0是假 非0是真
	 */
public static void main7 (String[] args) {
    boolean flg = true;
    System.out.println(flg);

    //报错，只能为布尔值
    /*if (1) {

		}*/

}

image.png

5.2 引用数据类型

String

语法格式：String 变量名 = "初始值";

  • 可以使用转义字符
String name = "My name is \"张三\"";
  • 字符串的+操作，表示字符串拼接：
String a = "hello";
String b = "world";
String c = a + b;

//输出 helloworld
System.out.println(c);
  • 还可以用字符串和整数进行拼接：
String str = "result = ";
int a = 10;
int b = 20;
String result = str + a + b;

//输出为result = 1020
System.out.println(result);

数组（Arrays：操作数组的工具类）

数组的创建

T[] 数组名 = new T[N];
T：表示数组中存放元素的类型。

T[]：表示数组的类型。

N：代表数组的长度。

int[] arr1 = new int[10];	//创建一个可以容纳10个int类型元素的数组
double[] arr1 = new double[5];	//创建一个可以容纳5个double类型元素的数组

跟C语言不同，Java数组是创建在堆上的，不像C语言创建在栈上的。

数组的初始化

分为两种：动态初始化，静态初始化。

  1. 动态初始化：在创建数组时，直接指定数组中元素的个数。
int[] array = new int[10]; //里面存放了10个0
  1. 静态初始化：在创建数组时不直接指定数据元素个数，而直接将具体的数据内容进行指定。

语法格式：T[] 数组名称 = {data1,data2,.....,datan};

int[] array = new int[]{1,2,3,4};

array是开辟在栈上，存储的是数组的首地址，数组是开辟在堆上的。也就是说，array是指向{1,2,3,4}这个对象的。

这个时候就有个问题：我们能拿到栈上的地址吗？（比如 int a = 10; 能拿到a 的地址吗？）
答案是：不能，Java很安全，不会让你拿到栈上的地址的。
image.png
【注意事项】：

  1. 静态初始化虽然没有指定数组的长度，编译器在编译时会根据 {} 中元素个数来确定数组的长度。
  2. 静态初始化时，{} 中数据类型必须与[]前数据类型一致。
  3. 静态初始化可以简写，省去后面的 new T[]。
  4. 如果不确定数组当中内容时，使用动态初始化，否则建议使用静态初始化。
  5. 静态和动态初始化可分为两步，但是省略格式不可以：
int[] array1;
array1 = new int[10];

int[] array2;
array2 = new int[]{10, 20, 30};

//注意省略格式不可以拆分，否则编译失败
// int[] array3;
// array3 = {1, 2, 3};
  1. 如果没有对数组进行初始化，数组中元素有其默认值：
    • 若数组中存储元素类型为基类类型，默认值为基类类型对应的默认值，如：

image.png

  • 如果数组中存储元素类型为引用类型，默认值为null。

#### 数组的使用

数组中元素的访问

数组在内存中是一段连续的空间，空间的编号都是从0开始的，依次递增，该编号称为数组的下标，可通过下标访问数组任意位置的元素。
但是，如果下标越界则会报出下标越界异常。

int[] arr = {1,2,3};
System.out.println(arr[3]); //会抛出越界异常

上面代码的异常为java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException。

遍历数组

有三种遍历方式：

  1. for 循环遍历
int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5,6,7};

for(int i = 0; i < arr.length;++i) {
    System.out.print(arr[i] + " ");
}

在数组中可以通过 数组对象 .length 来获取数组的长度。

  1. for-each遍历
int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5,6,7};

for (int e : arr) {
    System.out.print(e + " ");
}
  1. 使用类Arrays的方法toString，将数组以字符串的形式输出
import java.util.Arrays; // 需包含该类

int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5,6,7};
System.out.println(Arrays.toString(arr));

//输出
//[1,2,3,4,5,6,7]

初始JVM的内存分布

内存是一段连续的存储空间，主要用来存储程序运行时的数据。如：

  1. 程序运行时代码需要加载到内存。
  2. 程序运行产生的中间数据要存放在内存。
  3. 程序中常量也要保存。
  4. 有些数据可能需要长时间存储，而有些数据当方法运行结束后就要被销毁。

如果对内存中存储的数据不加区分的随意存储，那对内存管理起来将会非常麻烦。
因此 JVM 也对所使用的内存按照功能的不同进行了划分：
JVM内存分布.png

  • 程序计数器（PC Register）：只是一个很小的空间，保存下一条指令的地址。

> - **虚拟机栈（JVM Stack）：**与方法调用相关的一些信息，**每个方法在执行时，都会先创建一个栈帧，**栈帧包含**局部变量表、操作数栈、动态链接、返回地址**以及其他的一些信息，保存的都是与方法执行时相关的一些信息。比如：局部变量。**当方法运行结束后，栈帧就被销毁，即栈帧中保存的数据也被销毁了。** >
> - **本地方法栈（Native Method Stack）：**本地方法栈和虚拟机栈的作用类似，只不过**保存的内容是Native方法的局部变量。（Native方法：底层是用C/C++写的，运行速度快）。** >
> - **堆（Heap）：**JVM所管理的最大内存区域。使用**new 创建的对象都是在堆上保存**（例如前面的`new int[]{1,2,3}`)，**堆是随着程序开始运行时而创建，随着程序的退出而销毁，堆中的数据只要还有在使用，就不会被销毁。** >
> - **方法区（Method Area）：**用于**存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。**方法编译出的字节码就是保存在这个区域。

基本类型变量与引用类型变量的区别

基本数据类型创建的变量，称为基本变量，该变量空间中直接存放的是其所对应的值。
引用数据类型创建的变量，一般称为对象的引用，其空间中存储的是对象所在空间的地址。

public static void func(){
    int a = 10;
    int b = 20;
    int[] arr = new int[]{1,2,3};
}

下面是存放示意图：
引用变量在内存的位置.png

认识null

null 在Java中表示“空引用”，也就是一个不指向对象的引用。
image.png
image.png
null 的作用类似于C语言中的NULL（空指针），都是表示一个无效的内存位置。因此不能对这个内存进行任何读写操作，一旦尝试读写，就会抛出 NullPointerException。

注意：java中并没有约定 null 和 0 号地址的内存有任何关联。


#### 数组作为函数的参数 ```java public class Demo_arr2 { public static void main(String[] args) { int[] arr = {1,2,3}; func(arr); System.out.println("arr[0] = " + arr[0]); } 
public static void func(int[] a) {
    a[0] = 10;
    System.out.println("a[0] = " + a[0]);
}

}

![image.png](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2022/png/22870205/1646487657133-17ad7d74-6868-4498-bb07-7f44041e9974.png#clientId=u296f67bb-fb04-4&crop=0&crop=0&crop=1&crop=1&from=paste&height=98&id=u12553f3c&margin=%5Bobject%20Object%5D&name=image.png&originHeight=101&originWidth=348&originalType=binary&ratio=1&rotation=0&showTitle=false&size=7100&status=done&style=none&taskId=u38f0bb07-560b-4922-aa77-5a065be8101&title=&width=337.99998474121094)

<a name="AggJi"></a>
#### 数组作为函数的返回值
```java
import java.util.Arrays;

public class Demo_arr2 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,2,3,4,5,6};
        int[] ret = func2(array);
        System.out.println(Arrays.toString(ret));

    }

    //将数组a里面的元素扩大两倍，并返回，不改变原有的数组
    public static int[] func2(int[] a) {
        int[] tmp = new int[a.length];
        for (int i = 0;i < a.length; ++i) {
            tmp[i] = a[i] * 2;
        }
        return tmp;
    }
}

数组练习

1. 数组转字符串
import java.util.Arrays;

int[] arr = {1,2,3,4,5,6};

String newArr = Arrays.toString(arr);
System.out.println(newArr);

//执行结果
[1,2,3,4,5,6]

2. 数组拷贝
import java.util.Arrays;

public class Demo1 {

    // 数组拷贝
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1,2,3,4,5,6};
        // newArr和arr引用的是同一个数组
        int[] newArr = arr;
        newArr[0] = 100;
        System.out.println("newArr: " + Arrays.toString(arr));

        // 使用Arrays中copyOf方法完成数组的拷贝
        // copyOf方法在进行数组拷贝时，创建了一个新数组
        arr[0] = 1;
        // arr和newArr引用的不是同一个数组
        newArr = Arrays.copyOf(arr,arr.length);
        System.out.println("newArr: " + Arrays.toString(newArr));

        // 修改arr引用的内容时，对newArr没有影响
        arr[0] = 90;
        System.out.println("arr: " + Arrays.toString(arr));
        System.out.println("newArr: " + Arrays.toString(newArr));

        // 拷贝某个范围
        int[] newArr2 = Arrays.copyOfRange(arr,2,4);
        System.out.println("newArr2: " + Arrays.toString(newArr2));
    }
}

image.png

注意：数组当中存储的是基本数据类型时，无论怎么拷贝基本都不会出现什么问题，但如果存储的是引用数据类型时，拷贝时需要考虑深浅拷贝的问题，这样以后细说。

实现自己版本的拷贝数组：

// 实现自己版本的拷贝数组
public static int[] myCopyOf(int[] arr) {
    int[] ret = new int[arr.length];
    for (int i = 0; i < arr.length; ++i) {
        ret[i] = arr[i];
    }
    return ret;
}

3. 求数组中元素的平均值
// 求数组中元素的平均值
public static void main(String[] args) {
    int[] arr = {1,2,3,4,5,6,7};
    System.out.println(avg(arr));
}

public static double avg(int[] arr) {
    int sum = 0;
    for (int x : arr) {
        sum += x;
    }
    return (double)sum / (double)arr.length;
}

image.png

4. 查找数组中指定元素（顺序查找）
// 查找数组中指定元素（顺序查找）
public static int find(int[] arr, int data) {
    for (int i = 0; i < arr.length; ++i) {
        if (arr[i] == data) {
            return i;
        }
    }
    return -1;
}

public static void main(String[] args) {
    int[] arr = {1,2,3,4,5,6,7};
    System.out.println(find(arr,3));
    System.out.println(find(arr,0));
}

image.png

5. 查找数组中指定元素（二分查找）
// 二分查找
public static int binarySearch(int[] arr, int data) {
    int left = 0;
    int right = arr.length-1;
    while (left <= right) {
        int mid = left + (right >> 1);
        if (arr[mid] > data) { //到左半区间找
            right = mid - 1;
        } else if (arr[mid] < data) { // 到右半区间找
            left = mid + 1;
        } else {
            return mid; //找到了
        }
    }
    return -1; //代表没找到
}

public static void main(String[] args) {
    int[] arr = {1,2,3,4,5,6};
    System.out.println(binarySearch(arr,6));
}

image.png

6. 冒泡排序
// 冒泡排序
public static void bubbleSort(int[] arr) {
    for (int i = 0; i < arr.length; ++i) {
        // 每一趟排序后，最大值都会跑到数组的最末端
        for (int j = 1; j < arr.length - i; ++j) {
            if (arr[j-1] > arr[j]) {
                int tmp = arr[j-1];
                arr[j-1] = arr[j];
                arr[j] = tmp;
            }
        }
    }
}

public static void main(String[] args) {
    int[] arr = {9,5,2,7};
    bubbleSort(arr);
    System.out.println(Arrays.toString(arr));
}

image.png
冒泡排序性能较低，java中内置了更高效的排序算法：

public static void main(String[] args) {
    //java中更高效的排序算法
    int[] arr = {9,5,2,7};
    Arrays.sort(arr);
    System.out.println(Arrays.toString(arr));
}

7. 数组逆序
// 数组逆序
public static void reverse(int[] arr) {
    int left = 0;
    int right = arr.length - 1;
    while (left < right) {
        int tmp = arr[left];
        arr[left] = arr[right];
        arr[right] = tmp;
        ++left;
        --right;
    }
}

public static void main(String[] args) {
    int[] arr = {1,2,3,4,5};
    reverse(arr);
    System.out.println(Arrays.toString(arr));
}

image.png

二维数组

基本语法：数据类型[][] 数组名称 = new 数据类型 [行数][列数] {初始化数据};
代码示例：

// 二维数组
public static void main(String[] args) {
    int[][] arr = {
        {1,2,3,4},
        {5,6,7,8},
        {9,10,11,12}
    };

    for (int row = 0; row < arr.length; ++row) {
        for (int col = 0; col < arr[row].length; ++col) {
            System.out.print(arr[row][col] + "\t");
        }
        System.out.println();
    }
}

image.png
image.png
打印二维数组的方法Arrays.deeptoString();

int[][] arr = {
    {1,2,3,4},
    {5,6,7,8},
    {9,10,11,12}
};
// 打印二维数组的方法
System.out.println(Arrays.deepToString(arr));

image.png
不规则的二维数组：

// 不规则的二维数组
public static void main(String[] args) {
    int[][] array = new int[2][];
    // 注意：C语言 是可以指定列，行可以自动推导
    // Java中，行必须指定，列不可以自动推导
    
    array[0] = new int[3]; // 第一行有三列
    // 也可以进行初始化：array[0] = new int[]{1,2,3};
    array[1] = new int[2]; // 第二行有两列
}

image.png

6. 常量

6.1 字面值常量

image.png

6.2 final 关键字修饰的常量

// 常量只能被初始化一次，且使用的时候一定要记得初始化
public static void main (String[] args) {
    // 定义常量，建议名称全大写
    final int MAXNUM = 10;
    System.out.println(MAXNUM);
}

常量不能在程序运行过程中发生修改。


# 7. int 和 String 之间的相互转换 ## 7.1 int 转成 String ```java int num = 10; //方法1： String str1 = num + ""; //方法2： String str2 = String.valueOf(num); ``` ## 7.2 String 转成 int ```java String str = "100"; int num = Integer.parseInt(str);

//如果字符串包含除数字外别的东西，则报错
Stringstr2 = "100abc";
int num2 = Integer.parseInt(str2); //报错

<a name="uvx9U"></a>
# 8. 运算符
这里没什么好说的，跟C语言的差不多。此处只提及Java与C语言不同的部分。

- % 不仅可以对整型取模，还可以对double类型取模，但是没有意义，一般对整型取模。
```java
System.out.println(11.5 % 2.0);

//运行结果
1.5
  • 自增或自减运算符
int i = 10;
i = i++;

//输出10，这个跟C语言不同
System.out.println(i);

详细原因以后再探讨。

9. 程序逻辑控制

9.1 switch 语句

switch 语法基本和C语言一致，下面给出示例：

int day = 1;
switch(day) {
    case 1:
        System.out.println("1");
        break;
    case 2:
        System.out.println("2");
        break;
    default:
        System.out.println("输入有误");
        break;
}

【注意事项】：

  1. 多个case后的常量值不可以重复。
  2. switch的括号内只能是以下类型的表达式：
    • 基本类型：byte，char，short，int，char，注意不能是long，float，double，boolean
    • 引用类型：String常量串，枚举类型

错误示例：
image.png
image.png

9.2 补充

像for``while的循环条件表达式只能为布尔类型的，像下面的代码就是错误的：

if (1) {
    
}

while (1) {
    
}

10. 方法的概念和使用

方法简而言之就是一个功能函数

10.1 方法定义

语法格式：

修饰符 返回值类型 方法名称(参数列表) {
    方法体代码;
    返回值;
}

【注意事项】：

  1. 修饰符：现阶段直接使用public static固定搭配。

原因：因为当前所有的方法 写完之后 会在main方法中调用，因为main方法是public static的。静态的main函数里面只能调用静态的方法。

  1. 方法名字：采用小驼峰命名。
  2. 在Java中，方法必须写在类当中。
  3. 在Java中，方法不能嵌套定义。
  4. 在Java中，没有方法声明一说，你的方法定义在main的上面或下面都无所谓。

## 10.2 实参和形参的关系 **在Java中，实参的值永远都是拷贝到形参中，形参和实参本质是两个实体。（这点跟C语言不一样，C语言可以传递地址，来改变实参的值，但是Java只能改变形参的值）。**

解决方法：传引用类型的参数（例如数组）
示例：

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {10,20};
        swap(arr);
        System.out.println("arr[0] = " + arr[0] + " arr[1] = " + arr[1]);
    }
    
    public static void swap(int[] arr) {
        int tmp = arr[0];
        arr[0] = arr[1];
        arr[1] = tmp;
    }
}

//运行结果
arr[0] = 20 arr[1] = 10

# 11. 方法的重载 **重载即是“一词多义”的意思。**
**在Java中，如果多个方法的名字相同，参数列表不同，则称该几种方法被重载了。**

示例：

public class Demo2 {
    // 方法的重载
    public static int maxNum(int a, int b) {
        return a > b ? a : b;
    }

    public static double maxNum(double a, double b) {
        return a > b ? a : b;
    }

    public static int maxNumOf3(int a, int b, int c) {
        return maxNum(maxNum(a,b),c);
    }

    public static double maxNumOf3(double a, double b, double c) {
        return maxNum(maxNum(a,b),c);
    }

    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 20;
        int c = 40;
        System.out.println(maxNumOf3(a,b,c));

        double d1 = 2.134;
        double d2 = -1.739;
        double d3 = 9.087;
        System.out.println(maxNumOf3(d1,d2,d3));
    }
}

【注意事项】：

  1. 方法名必须相同。
  2. 参数列表必须不同（参数的个数不同、参数的类型不同、类型的次序必须不同）
  3. 与返回值类型是否相同无关。

示例：

public class Demo2 {
    // 方法的重载
    public static int maxNum(int a, int b) {
        return a > b ? a : b;
    }
	
    //仅仅是返回类型不同，无法构成重载
    public static double maxNum(int a, int b) {
        return a > b ? a : b;
    }

    public static void main(String[] args) {

    }
}
  1. 编译器在编译代码时，会对实参类型进行推演，根据推演的结果来确定调用哪个方法。

# 12. 方法签名 在同一个作用域中不能定义两个相同名称的标识符。如，方法中不能定义两个名字一样的变量，那**为什么类中就可以定义方法名相同的方法呢？**

方法签名：经过编译器编译修改之后方法的最终的名字。具体方式：方法全路径名+参数列表+返回值类型，构成方法的完整的名字。
（类似于C++中函数重载中，生成的修饰名会根据函数参数的不同而不同）



这篇关于Java基础语法（一）的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对大家有所帮助，也希望大家多多支持为之网！


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