星號(hào)的秘密-創(chuàng)新互聯(lián)

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short x2; a *next; } 定義指針 a *p;那么編譯器對(duì)這個(gè)指針又作何解釋呢？ 1、p指向的內(nèi)存區(qū)域依次存放了三種類型的數(shù)據(jù)，分別是int，short和一個(gè)指針型數(shù)據(jù)。 2、p指向的內(nèi)存區(qū)域跨越了12個(gè)字節(jié)，即p+1的效果是跳過了12個(gè)字節(jié)。（為何不是10?對(duì)齊的原因）   但是，C++中定義了一種特殊的指針，它去處了一般指針中對(duì)內(nèi)存區(qū)域內(nèi)容以及大小的解釋，以滿足特定定的需要，如我們只需要某塊內(nèi)存的首地址，不需要考慮其中的數(shù)據(jù)類型以及大小。這種形式為 void *; 這種類型的指針可以被任意數(shù)據(jù)類型的指針賦值，如上面的a* 型，void *q = p; 唯一例外的是，不能把函數(shù)指針賦給它。   4、關(guān)于const修飾符 當(dāng)const遇到指針，麻煩事就來了，看：const int* p; int* const p; const int* const p; 這三個(gè)表達(dá)式，第一個(gè)表示p是一個(gè)指針，p本身平凡無比，但是p所指向的對(duì)象是一個(gè)特殊的對(duì)象－－整型常量；第二個(gè)表示：這個(gè)p指針不是一個(gè)普通的指針，它是個(gè)常量指針，即只能對(duì)其初始化，而不能賦值，另外，這個(gè)指針?biāo)赶虻膶?duì)象是一平凡的int型變量；第三個(gè)則結(jié)合了前兩者：指針和指向的對(duì)象都非同尋常，都是常量。 有了const，賦值的問題就變得麻煩起來， 首先,對(duì)于 const int* p；這兒由于p指向的對(duì)象是個(gè)常量，所以在通過p來引用這個(gè)對(duì)象的時(shí)候不可對(duì)其進(jìn)行賦值！對(duì)于一個(gè)常量對(duì)象，不可以用普通的指針指向，而必須用這種指向常量的指針，原因很簡(jiǎn)單，通過普通指針可以改變指向的那個(gè)值，但是對(duì)于一個(gè)非常量對(duì)象，即普通變量，可不可以將其地址賦給指向常量的指針呢？是可以的，但是一旦這樣指向之后，由于這個(gè)指針本身定義的是指向常量的指針，因而編譯器統(tǒng)一認(rèn)為其是指向變量的，因而此時(shí)不可以通過該指針修改所指向的對(duì)象的值。 第二，對(duì)于 int* const p;這兒p本身是個(gè)常量指針，所以根本就不能賦值，所以不存在賦值的問題。不可以用常量對(duì)其進(jìn)行初始化，因?yàn)檫@個(gè)指針不是指向常量的；只能用變量對(duì)其初始化。 第三，對(duì)于 const int* const p;這兒，只能初始化，不能賦值?？梢岳贸Ａ窟M(jìn)行初始化；也可以利用變量對(duì)其初始化，不過不可以利用該指針對(duì)該變量進(jìn)行賦值。   const int* p這種指向常量對(duì)象的指針常用來用作某些函數(shù)的形參，用意是從編譯器的角度防止用戶在函數(shù)中將傳遞進(jìn)去的參數(shù)修改，雖然用戶本身也可以避免，但是這樣更可靠一點(diǎn)－－當(dāng)用戶不小心作出修改實(shí)參的行為時(shí)，編譯器發(fā)現(xiàn)并阻止這種行為。   this指針是const xx* const型的。   5、函數(shù)與指針 指向函數(shù)的指針：可以利用它代替函數(shù)名來調(diào)用函數(shù)。 如何定義函數(shù)指針，由于一個(gè)程序中可以用多個(gè)函數(shù)名相同的情形（即函數(shù)的重載），因而，定義函數(shù)指針的時(shí)候，必須包含函數(shù)的參數(shù)，這樣才能準(zhǔn)確地將指針指向某函數(shù)。 定義：int (*p)(const char*, int); 表示p是一個(gè)指向函數(shù)的指針，該函數(shù)的兩個(gè)參數(shù)為const char* 和int，另外該函數(shù)返回int型值。 容易混淆的是：int *p(const char *, int); 缺少了一個(gè)括號(hào)，此時(shí)編譯器的解釋是 int* p(const char*, int);即其含義是一個(gè)函數(shù)的聲明，函數(shù)名為p，返回一個(gè)指向int型的指針。那么 int* (*p)(const char*, int);則是定義了一個(gè)函數(shù)指針p，它指向一個(gè)函數(shù)，該函數(shù)的兩個(gè)參數(shù)為const char*和int，該函數(shù)返回一個(gè)指向int型的指針   函數(shù)指針的初始化與初始化： 函數(shù)名如同數(shù)組名，編譯器將其解釋為指向該類型函數(shù)的指針，故而，可以領(lǐng)用函數(shù)名，或者&函數(shù)名對(duì)函數(shù)指針進(jìn)行初始化或者賦值，另外，可以用另一個(gè)函數(shù)指針對(duì)該指針進(jìn)行初始化以及賦值。重要的一點(diǎn)是指針與函數(shù)名，指針與指針必須具有完全相同的參數(shù)表和返回類型（必須完全完全一樣，任何一點(diǎn)不同都不可以）。不存在隱式的類型轉(zhuǎn)換，用戶必須保證完全的一致性。 初始化或者賦值為0，表示不指向任何函數(shù)。   利用函數(shù)指針調(diào)用函數(shù)是可以p（x，y）這樣調(diào)用，也可以（*p)(x,y)這樣調(diào)用，前提是p已經(jīng)正確的賦值或者初始化。   函數(shù)返回指針：可以返回一個(gè)非基本類型的對(duì)象。   6、數(shù)組與指針 int a[3] = {1,2,3}; 考慮 a，a[0], &a, 以及 &a[0]這三個(gè)表達(dá)式的含義: 首先這三個(gè)表達(dá)式的數(shù)值結(jié)果是一樣的－－數(shù)組的首地址（即數(shù)組中第0個(gè)元素的地址），但是編譯器對(duì)三者的解釋不同： 對(duì)于a，編譯器將其解釋為一個(gè)指針，指向的是一個(gè)整型數(shù)據(jù)，因而利用a＋1即指向數(shù)組中的第一的元素，a＋2指向第二個(gè)元素。 對(duì)于a這個(gè)指針有些特殊的性質(zhì)： a不是一個(gè)普通的指針，它同時(shí)是一個(gè)數(shù)組名，即關(guān)聯(lián)了一個(gè)數(shù)組，因而某些性質(zhì)上與普通的指針不同。 普通的指針可以被賦值，即可以用一個(gè)地址或者另一個(gè)指針修改當(dāng)前指針的指向，然而對(duì)于a這種關(guān)聯(lián)了一個(gè)數(shù)組的指針，如果允許這樣賦值的話，那么數(shù)組中的元素將無法被訪問，所以不允許對(duì)數(shù)組名代表的指針進(jìn)行賦值。在這一點(diǎn)上a相當(dāng)于指針常量，即只能被初始化，不可以進(jìn)行賦值。   雖然a不可以被賦值，但是將a賦給其他的元素是完全可以的，這一點(diǎn)同普通的指針沒有不同。 綜上，a相當(dāng)于一個(gè)指針常量。（type* const型的）   本質(zhì)上a[i]操作被編譯器解釋為*(a+i)操作，即[]運(yùn)算符是通過數(shù)組名指針實(shí)現(xiàn)的，因而&a[0]的含義即&(*a),顯然對(duì)一個(gè)指針先*(解引用),再&(引用)，等價(jià)于什么都沒做，還是這個(gè)指針本身，因而a完全等價(jià)于&a[o],－－(&a[0])[i]等價(jià)于a[i]，形式有點(diǎn)詭異，呵呵。而對(duì)于&a這個(gè)表達(dá)式，奇怪的是這個(gè)也是數(shù)組的首地址，那么就是說，這個(gè)數(shù)組的首地址中存放了一個(gè)指針常量（即數(shù)組名），但是數(shù)組的首地址中不是存放的一個(gè)int型的數(shù)字嗎？這是怎么回事呢？難道一個(gè)地址能存放兩個(gè)東西？ 暫時(shí)無法解釋，可以這樣認(rèn)為編譯器發(fā)現(xiàn)這種&和數(shù)組名的結(jié)合運(yùn)算時(shí)，即返回?cái)?shù)組首地址，只不過，這是，這僅僅是個(gè)純粹的地址，它不再具有指針的特性，即編譯器不再將其解釋為指針，用戶不可以通過+1運(yùn)算來訪問下一個(gè)數(shù)組元素。它的+1就是數(shù)學(xué)上的+1。   當(dāng)數(shù)組變?yōu)槎嗑S，問題變成怎么樣了呢？ 考慮二維數(shù)組 int b[4][3] = {{1,2,3}, {4,5,6}, {7,8,9}, {10,11,12}}; b，&b, b[0], &b[0], &b[0][0]幾個(gè)表達(dá)式的含義： 首先，c＋＋中數(shù)組元素的存放是以行序?yàn)橹餍颍吹谝欢未娣诺谝恍械臄?shù)據(jù)，第二段存放第二行的數(shù)據(jù)，....，如此。 首先考慮數(shù)組名b，編譯器同樣將數(shù)組名b解釋為一個(gè)指針，但是顯然這個(gè)指針不是普通的指針。這個(gè)b指向數(shù)組所有元素的首地址，這一點(diǎn)是勿庸置疑的，那么這個(gè)指針一步跨越的內(nèi)存是多大呢？在本例中，b一步跨越12個(gè)字節(jié)，即b一步跨越數(shù)組中的一行元素，實(shí)際上b是一個(gè)指針的指針，或者說指向指針的指針，即b所指向的內(nèi)容是一個(gè)指針，(同樣對(duì)于b+1，b+2)，b[i][j]這種訪問方式本質(zhì)上即：先通過+i，將指針跳躍到第i行，從而獲得了指向第i行首地址的指針b[i],然后通過這個(gè)指針，再通過+j,跳躍j步，到達(dá)了第j個(gè)元素，即找到第i行，第j列的元素。 所以b是指針的指針，b[i]是指針，這兒，b[i]類似于一維中的a。 那么&b呢？&b仍然是數(shù)組的首地址，但是跟一維類似的是，這是個(gè)純粹的地址，不再具有指針的特性，它的+1就是數(shù)學(xué)上的+1，不可以利用+1來訪問下一個(gè)元素。同樣的道理對(duì)于&b[i],&運(yùn)算符加上之后，本來是作為指針的b[i]被剝奪的指針的資格，返回一個(gè)純粹的地址。 實(shí)際上，由于[]本質(zhì)上是對(duì)指針的解引用，那么我們?cè)L問數(shù)組元素時(shí)可以不拘于a[i][j]這種方式，可以這樣：(*(a+i))[j], 或者*(a[i]+j),或者 *(*(a+i)+j),這幾種寫法是等價(jià)的。 對(duì)于&b[i][j]呢？我們把b[i][j]換一種寫法，寫成*(*(b+i)+j),這樣問題就容易看清楚了，原來的*b[i][j]就等價(jià)于&(*(*(b+i)+j)),我們可以把最外層的括號(hào)脫掉，就成了*(b+i)+j,即b[i]+j，顯然這是一個(gè)指針，指向第i行，第j列元素的指針，對(duì)該指針的解釋是一次跨越一個(gè)int型的數(shù)據(jù)。   讓我們?cè)僮儜B(tài)一點(diǎn)，考慮三維的情形，雖然三維的數(shù)組不多見，還是考慮一下吧，畢竟空間的坐標(biāo)是用三維表示的。 int c[2][3][4] = {{{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}}, {{13,14,15,16},{17,18,19,20},{21,22,23,24}}}; 首先，數(shù)組名c，編譯器將c解釋為一個(gè)指針，指向數(shù)組的首地址，由于行序是主序，所以，該指針一步跨越12個(gè)整型數(shù)，共48個(gè)字節(jié)，實(shí)際上即跨越了一個(gè)二維數(shù)組。 對(duì)于&c,跟一維二維的情形類似，是一個(gè)純粹的地址. c[i]呢？可以推測(cè)，c[i]與二維中的b類似，即指向指針的指針，c[i]一步跨越4個(gè)整數(shù)，16個(gè)字節(jié)。c[i]是指向指針的指針，那么c便是指向指向指針的指針的指針（暈～）。 c[i]亦等價(jià)于*(c+i) 至于c[i][j],這才是真正的int型的指針，即指向真實(shí)數(shù)據(jù)的指針，一步跨越一個(gè)int型，4個(gè)字節(jié)。跟二維類似，對(duì)于&c[i][j]，編譯器返回一個(gè)地址，雖然跟c[i][j]的值一樣，但是只是一個(gè)純粹的地址，跨越單元為一個(gè)字節(jié)。 對(duì)于c[i][j][k],不需要廢話，對(duì)于&c[i][j][k],這是一個(gè)地址嗎？這是一個(gè)指針嗎？我們還是要借助[]的另一種表示方法：c[i][j][k]等價(jià)于*(*(*(c+i)+j)+k)，那么&c[i][j][k]就等價(jià)于*(*(c+i)+j)+k，即c[i][j]+k,即指向第（i，j，k）個(gè)元素的指針，一步跨越單元為一個(gè)int型。 讓我們來看一看，尋找第（i，j，k）個(gè)元素有哪些寫法： 1、c[i][j][k] 2、*(c[i][j]+k) 3、*(*(c[i]+j)+k) 4、*(*(*(c+i)+j)+k) 5、(*(c+i))[j][k] 6、(*(*(c+i)+j))[k] 7、*((*(c+i))[j]+k) 8、(*(c[i]+j))[k] 可見，共八種寫法，實(shí)際上就是一共有三個(gè)解引用，選擇用[]還是用*，這樣，總共有8個(gè)組合。（那么二維的就是4種，一維的2種）   7、typedef與指針 typedef似乎很簡(jiǎn)單，如typedef int integer；然而，這些簡(jiǎn)單的typedef語句容易讓人產(chǎn)生一種誤解，typedef就是一種宏替換,把后面的自定義類型替換成前面的已知類型，事實(shí)是這樣的嗎?顯然不是！ 考慮這樣的問題：如何定義一個(gè)指向整型的指針類型？如何定義一個(gè)函數(shù)指針類型？ 第一個(gè)問題很簡(jiǎn)單：typedef int* int_pointer;即可，對(duì)于第二個(gè)問題，似乎就沒有那么簡(jiǎn)單了，首先，看函數(shù)指針的定義方法：int (*p)(const&, int); 這個(gè)p指向的函數(shù)必須返回int，形參必須是const&和int。現(xiàn)在要將這種指針類型命名為func_pointer，其定義的方法如下： typedef int (*func_pointer)(const&, int); 可以這樣來理解:typedef int integer;將typedef去掉，那就是個(gè)變量的定義，這兒即定義了一個(gè)int型的變量integer，考慮這個(gè)integer是什么類型的，那么這個(gè)typedef語句就是將integer定義為這個(gè)類型的。將typedef int (*func_pointer)(const&, int);中的typedef去掉，就成了一個(gè)函數(shù)指針定義，即func_pointer被定義為函數(shù)指針類型變量，那么原來的typedef即將func_pointer定義為函數(shù)指針類型。   8、函數(shù)，數(shù)組與指針 int (*testCases[10])(); 這個(gè)表達(dá)式是什么意思？指針，數(shù)組，函數(shù)糅合在了一起問題變得復(fù)雜起來。它定義了數(shù)組，testCases[10],數(shù)組中的元素是函數(shù)指針，函數(shù)指針的類型是 int (*)(); 怎么來理解這種定義呢？首先考慮數(shù)組的定義，數(shù)組的定義一般模式是： 類型 數(shù)組名[大小]; 考慮這個(gè)表達(dá)式，似乎是定義了一個(gè)數(shù)組，但是數(shù)組名[大小]被夾在了中間，那么類型是什么呢，發(fā)現(xiàn)類型并不是簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)類型，而是一個(gè)函數(shù)指針類型int (*p)()，這個(gè)函數(shù)沒有參數(shù)，返回int型。從而這個(gè)表達(dá)式的含義是：定義了一個(gè)函數(shù)指針型的數(shù)組，大小是10。 可以利用typedef來簡(jiǎn)化這種定義： typedef int (*PFV)(); PFV testCases[10];   其實(shí)int (*testCases[10])();這兒我們定義了一個(gè)函數(shù)指針數(shù)組，數(shù)組是主體。 下面考慮這樣的問題：如何定義一個(gè)指向數(shù)組的指針？ 指向數(shù)組的指針，好像比較新鮮，所謂指向數(shù)組的指針，即指針的一步跨越是一個(gè)數(shù)組，跟指向整型的指針一步跨越一個(gè)整型一個(gè)道理。事實(shí)上前面已經(jīng)碰到了指向數(shù)組的指針，如二維數(shù)組名，實(shí)際上就是一個(gè)指向數(shù)組的指針，它一次跨越一行的數(shù)據(jù)，實(shí)際上即是跨越了一個(gè)一維數(shù)組，而三維數(shù)組名呢，也是一個(gè)指向數(shù)組的指針，它一次跨越的是低維組成的一個(gè)二維數(shù)組。 數(shù)組指針(即指向數(shù)組的指針)的定義: int (*ptr)[3]; 這個(gè)表達(dá)式定義了一個(gè)數(shù)組指針ptr，ptr一次跨越一個(gè)由3個(gè)int型組成的一維數(shù)組。發(fā)現(xiàn)其定義的方式與函數(shù)指針定義的方式很相似，只是把()換作了[]。 更進(jìn)一步，如果要定義一個(gè)指向數(shù)組的指針，而數(shù)組中的元素不是簡(jiǎn)單的int型，而是比較復(fù)雜的類型，那該如何定義呢？事實(shí)上數(shù)組指針這種東西就已經(jīng)夠稀有的了，一般編程絕對(duì)不會(huì)用到，我們只需要能讀懂一些比較復(fù)雜的東西就行了，自己沒有必要構(gòu)造這么復(fù)雜的類型。   比較復(fù)雜的表達(dá)式：      1、int (*(*(*p())[])())[]; 首先，根據(jù)p()判斷p是一個(gè)函數(shù)，再根據(jù)p()前面的*號(hào)判斷該函數(shù)返回一個(gè)指針，下面就看這個(gè)指針指向的是什么類新了，我們可以把*p()替換成一個(gè)*pointer，這個(gè)pointer就是函數(shù)p返回的指針，那么就成了int (*(*(*pointer)[])())[];再根據(jù)(*pointer)[]，這說明了指針pointer是指向的一個(gè)數(shù)組，那么這個(gè)數(shù)組中的元素是什么類型呢？由于數(shù)組名實(shí)際上就是個(gè)指針，我們把(*pointer)[]（即(*p())[]）替換成一個(gè)array，這樣就成了 int (*(*array)())[];發(fā)現(xiàn)array是一個(gè)函數(shù)指針，從而數(shù)組中的每個(gè)元素是函數(shù)指針，而這個(gè)函數(shù)呢，又返回一個(gè)指針類型，把(*array)()用func代替，就成了int (*func)[];這說明了func函數(shù)返回的是指向數(shù)組的指針，數(shù)組中的元素是int型。 這個(gè)表達(dá)式夠酷!!! 2、p = (int( * (*)[20])[10])q; 這是一個(gè)強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換，q被強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換成一個(gè)這樣的指針類型，這個(gè)指針呢直線一個(gè)具有20個(gè)元素的數(shù)組，這個(gè)數(shù)組中的元素也是指針，是指向另外一種數(shù)組，這種數(shù)組是含有10個(gè)int型數(shù)據(jù)的一維數(shù)組。   可見，分析復(fù)雜的表達(dá)式時(shí)（所謂復(fù)雜，即糅合了指針，數(shù)組，函數(shù)三樣，缺少了一樣就不會(huì)復(fù)雜了），從括號(hào)的最里層做起，最里層的東西是復(fù)雜表達(dá)式的“根節(jié)點(diǎn)”，然后一層一層脫，脫的時(shí)候，是這樣的，比如里層是個(gè)數(shù)組，那么就是說這個(gè)數(shù)組的元素是什么呢，那就是外層的東西，如果里層是個(gè)有返回值的函數(shù)，那么就是說這個(gè)函數(shù)返回什么值呢？那就是外層的東西，就這樣一層一層地把表達(dá)式解析清楚。     關(guān)于typedef還有一些要說的： typedef int (*PFV)(); 這是定義了一個(gè)函數(shù)指針，那么PFV p；就可以定義了一個(gè)指向函數(shù)的指針。 typedef int (*p[10])(); 這是把p定義為函數(shù)指針數(shù)組，那么 p array;語句就可以定義了一個(gè)函數(shù)指針數(shù)組，數(shù)組名即為array，array這個(gè)數(shù)組含10個(gè)元素。 typedef int (*parray)[3];這是定義了一個(gè)指向整型數(shù)組的指針，那么 parray ptr；就定義了一個(gè)指向數(shù)組的指針。如何對(duì)這個(gè)ptr賦值或者初始化呢？事實(shí)上，是通過二維數(shù)組名來對(duì)其進(jìn)行賦值（初始化）的，因?yàn)槎S數(shù)組名作為指針來講，就是一個(gè)指向數(shù)組的指針，一次跨越一個(gè)數(shù)組。 typedef int a[3][3]; 這個(gè)語句什么意思呢？這是把a(bǔ)定義為一個(gè)3*3的整型數(shù)組類型。當(dāng)a b = {1}時(shí)就完成了一個(gè)3×3的整型數(shù)組的定義初始化的工作。 同樣，簡(jiǎn)單一點(diǎn) typedef int a[3];這個(gè)語句是把a(bǔ)定義為一個(gè)一維數(shù)組類型。 typedef void func(int); 這個(gè)語句定義了一個(gè)函數(shù)類型。通過這個(gè)typedef，我們可以比較清晰地定義出函數(shù)指針，func* p；即可。   typedef char* string; const string str; 這個(gè)str是什么類型的呢？const char * str，即指向常量的指針類型？事實(shí)上，答案有些不可思議，str是一個(gè)常量指針，而不是指針常量，即const修飾符針對(duì)的是指針，而不是char。   9、引用與指針 引用類似與指針常量，只可初始化，不可賦值。別名（alias）是引用（reference）的另一種叫法。通過引用可以間接地操操縱對(duì)象。 常量引用，即類似與指向常量的常量指針，對(duì)常量引用的初始化，有一點(diǎn)特殊，可以用常量，變量，甚至是常數(shù)對(duì)其進(jìn)行初始化。 對(duì)于用變量初始化常量引用，那么不能通過這個(gè)引用修改這個(gè)變量，但是本來的變量名可以。這一點(diǎn)，類似變量地址賦給常量指針。通過常量指針不可以修改變量，但是變量自身的變量名可以。 可以有指針的引用，如 int a = 1; int* p = &a; int* &r = p; 那么r就成了指針p的引用。如果是const int* p = &a;說明是常量指針，那么定義引用的時(shí)候，就要如此定義，const int* &r = p;這個(gè)語句說明r是一個(gè)指針的引用，這個(gè)指針是個(gè)指向常量的指針變量，而并不意味著這個(gè)引用是個(gè)常量引用。那如果說這個(gè)指針不僅僅是常量指針，而且是個(gè)指針常量，即const int* const p;那么定義引用時(shí)要注意應(yīng)該const int* const &r = p;這樣表明該引用是個(gè)常量引用。這里有一個(gè)問題當(dāng)用一個(gè)變量的地址初始化引用時(shí)如，int a = 22; int* const &pi_ref = &a；需要注意應(yīng)該定以為常量引用，因?yàn)?amp;a不是變量名，而是類似常數(shù)。而若const int a = 22;則應(yīng)該const int* const &pi_ref = &a;即中間的const是用來定義常量引用的，而前面的const反映的是引用指向的對(duì)象（指針）是指向的的const對(duì)象。   我們有對(duì)象名，或者對(duì)象的指針，這些都可以操縱對(duì)象，為何要引入引用的概念呢？ 事實(shí)上，引用最常用的是用作函數(shù)的形參。要在函數(shù)中操縱一個(gè)外部對(duì)象的時(shí)候，利用引用是一個(gè)好辦法。   關(guān)于引用 首先，引用只可初始化，不可被賦值，因?yàn)?，被初始化后的引用，就成了被引用的?duì)象的別名，再行賦值，就不是對(duì)引用本身的賦值了，而是對(duì)所引用的對(duì)象的賦值了。

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文章出自：http://www.muchs.cn/article18/dsscdp.html

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