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50条C语言奇技淫巧，精品干货！
The following article is from 嵌入式软件实战派 Author 实战派掌门
01. 宏定义用do{}while(0)
如果定义的宏函数后面有多条语句，使用这样的方式会有问题：
#define FUNC() func1(); func2()if(bRunF)
FUNC();
展开宏定义后会变成：
if(bRunF)func1();
func2();
逻辑就不对了。可以用这一的方式解决，非常好用：
#define FUNC() do{func1(); func2();}while(0)02. 数组的初始化
假如给arr的第2~6元素初始化为5，也许你会
int arr[10] = {0, 5, 5, 5, 5, 5, 0, 0, 0, 0};现在告诉你C99可以这样：
int arr[10] = {[1... 5] = 5};03. 数组的访问
你想取数组的第6个元素（下标为5），教科书教你这样做：
int arr[10] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};int n1 = arr[5];
int n2 = *(arr+5);
其实你可以：
int arr[10] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};int n = 5[arr];
也不会有错，实际上arr[5]对应*(arr+5)，而5[arr]对应*(5+arr)，没多大区别。
04. 结构体的初始化
结构体的初始化，传统的做法是：
typedef struct{
int a;
int x;
int y;
int z;
char b;
short c;
}S;
S s = {100, 0, 0, 0, 'A', 0x12);
对于C99，其实你可以：
typedef struct{
int a;
int x;
int y;
int z;
char b;
short c;
}S;
S s = {
.a = 100,
.b = 'A',
.c = 0x12
};
05. 用include的方式初始化大数组
double array[SIZE][SIZE] = {#include "float_values.txt"
}
06. Debug时输出文件名、函数名、行号等
#define DEBUG_INFO() fprintf(stderr,"[DEBUG]%s:%d %s\n", __FILE__, __LINE__, __FUNCTION__);07. C语言有-->“趋向于...”操作符？
int main(void){
int n = 10;
while(n --> 0 ) // n goes to 0
{
printf("%d ", n);
}
printf("\n");
}
实际上C语言没有这个-->操作符，是--和>的组合而已
08. 获得任意类型数组的元素数目
#define NUM_OF(arr) (sizeof (arr) / sizeof (*arr))09. 判断运行环境的大小端
Linux有以下代码：
static union {char c[4];
unsigned long l;
} endian_test = { { 'l', '?', '?', 'b' } };
#define ENDIANNESS ((char)endian_test.l)
printf("ENDIANNESS: %c\n", ENDIANNESS);
10. 编译时做条件检查
Linux Kernel有以下代码
/* Force a compilation error if condition is true */#define BUILD_BUG_ON(condition) ((void)sizeof(char[1 - 2*!!(condition)]))
例如，在某些平台为了防止内存对齐问题，检查一个结构体或者一个数组的大小是否为8的倍数。
BUILD_BUG_ON((sizeof(struct mystruct) % 8) != 0);除了这个，还有
#define BUILD_BUG_ON_ZERO(e) (sizeof(struct{int : -!!(e);}))#define BUILD_BUG_ON_NULL(e) ((void*)sizeof(struct{int : -!!(e);}))
#define BUILD_BUG_ON(condition) ((void)BUILD_BUG_ON_ZERO(condition))
#define MAYBE_BUILD_BUG_ON(condition) ((void)sizeof(char[1 - 2 * !!(condition)]))
11. 用异或运算实现数据交换
交换俩变量数据，一般做法是：
// 方法1temp = a;
a = b;
b = temp;
// 方法2
a=a+b;
b=a-b;
a=a-b；
方法1需要第三个变量，方法二存在数据溢出可能，可以尝试下以下方法：
a = a ^ b;b = a ^ b;
a = a ^ b;
12. 判断语句中把const数值放在前面
通常条件语句写成
if(n == 0){ /*...*/ }但是，有可能手误写成
if(n = 0){ /*...*/ }这种错误只有机器在运行时候知道，而人不一定能发现这种bug。把数值放在前面就不怕了，==写成=，编译器就知道
13. 用冒号表达式替代if...else...语句
这个用法应该很普遍了，不算什么特别的技巧了。
if(y < 0){
x = 10;
}
else
{
x = 20;
}
可以改成以下一行代码即可
x = (y < 0) ? 10 : 20;14. 判断一个整数是否为2的幂
也许你会不断地将这个数除以2，除到底，然而Linux kernel有个巧妙的办法：
#define is_power_of_2(n) ((n) != 0 && ((n) & ((n) - 1)) == 0)((n) & ((n) - 1)) == 0这个不理解？那先想想2的X次方的值的二进制是怎样的。
15. 静态链表
直接看代码
struct mylist {int a;
struct mylist* next;
};
#define cons(x, y) (struct mylist[]){{x, y}}
struct mylist *list = cons(1, cons(2, cons(3, NULL)));
struct mylist *p = list;
while(p != 0) {
printf("%d\n", p->a);
p = p -> next;
};
16. 柔性数组
#include <stdlib.h>#include <string.h>
struct line
{
int length;
char contents[0];
};
struct line *thisline = (struct line *) malloc (sizeof (struct line) + this_length);
thisline->length = this_length;
struct f1 { int x; int y[]; } f1 = { 1, { 2, 3, 4 } };
struct f2 { struct f1 f1; int data[3]; } f2 = { { 1 }, { 2, 3, 4 } };
详见6.18 Arrays of Length Zero
17. 数组之间直接赋值
int a[10] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};int b[10] = {0};
b = a;
这样是非法的，但是你可以放数组穿个马甲：
typedef struct{
int n[10];
}S;
S a = {{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}};
S b = {0};
b = a;
18. #include的不一定是要.h文件
#include后面跟的可以是任意后缀的，但文件内容一定要是合法的。例如
19. 自动获取变量类型
#define var(left, right) __typeof__(right) left = (right)var(s, 1LL); // 相当于 long long s = 1LL;
是不是有点像C++ 11的auto类型？
20. 宏定义函数MIN(x,y)的终极做法
#define MIN(x, y) x < y? x : y // 这样给0分#define MIN(x, y) (x < y? x : y) // 这样给50分
// 不信你试试这个
int n = 3 * MIN(3, 4 < 5 ? 4 : 5);
#define MIN(x, y) ((x) < (y)? (x) : (y)) // 这个给90分
// 不信你试试这个
double xx = 1.0;
double yy = MIN(xx++, 1.5);
printf("xx=%f, yy=%f\n",xx,yy);
// 以下放大招了，看看GNU的
#define MIN(A,B) ({ __typeof__(A) __a = (A); __typeof__(B) __b = (B); __a < __b ? __a : __b; })
double xx = 1.0;
double yy = MIN(xx++, 1.5);
printf("xx=%f, yy=%f\n",xx,yy);
21. 行控制#line
也许你知道用__LINE__可以输出行号，然而你试下这个：
printf("%s line: %d\n", __FILE__, __LINE__); printf("%s line: %d\n", __FILE__, __LINE__);
不单止行号被改了，文件名也被改了，是不是我们可以用这个干点啥……想想？
22. C和C++代码混合编译
在C的头文件上面
#ifdef __cplusplusextern "C" {
#endif
然后再头文件下面
#ifdef __cplusplus}
#endif
23. 用查表法实现hex2str
直接上代码
void hex2str(const unsigned char* hex, int size, char* str){
char char_arr[17] = "0123456789ABCDEF";
for(int i = 0; i < size; i++)
{
str[3*i] = char_arr[hex[i]>>4];
str[3*i+1] = char_arr[hex[i]&0x0F];
str[3*i+2] = ' ';
}
}
24. 用sprintf实现hex2str
直接上代码
void hex2str(const unsigned char* hex, int size, char* str){
for(int i = 0; i < size; i++)
{
sprintf(&str[3*i], "%02X ", hex[i]);
}
}
25. 将变量名变字符串
如果想打印一个变量名和它的值，也许会这样：
unsigned int program_flag = 0xAABBCCDD;printf("program_flag: 0x%08X\n", program_flag);
对于你有很多这样的变量要打印，建议你做个宏函数：
#define PRINT_HEX_VAR(var) printf("%s: 0x%08X\n", #var, var);unsigned int program_flag = 0xAABBCCDD;
PRINT_HEX_VAR(program_flag);
26. 获取结构体元素的偏移
#define offsetof(type, member) ( (size_t)&((type*)0->menber) )typedef struct
{
char a;
int b;
}S;
offsetof(S, b);
27. 根据结构体成员获取结构体变量指针
#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)/**
* container_of - cast a member of a structure out to the containing structure
* @ptr: the pointer to the member.
* @type: the type of the container struct this is embedded in.
* @member: the name of the member within the struct.
*
*/
#define container_of(ptr, type, member) ({ \
const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr); \
(type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})
这个怎么玩？看看链表：
struct list_head {struct list_head *next；
struct list_head *prev;
};
struct ipstore{
unsigned long time;
__u32 addr[4];
struct list_head list;
};
container_of(ist1->list, struct ipstore, list)
28. scanf高级玩法
scanf(“%[^,]”, a); // This doesn’t scrap the commascanf(“%[^,],”,a); // This one scraps the comma
scanf(“%[^\n]\n”, a); // It will read until you meet '\n', then trashes the '\n'
scanf(“%*s %s”, last_name); // last_name is a variable
这是啥意思，正则表达式先了解下？然后自己试试，理解会更深入。
29. 两个数相加可以不用+号？
int Add(int x, int y){
if (y == 0)
return x;
else
return Add( x ^ y, (x & y) << 1);
}
30. 调试的时候打印数组
你是不是曾经为打印数组而烦恼，每次都要将元素一个个取出来？
#define ARR_SIZE(arr) (sizeof(arr)/sizeof(*arr))#define PRINT_DIGIT_ARR(arr) do{\
printf("%s: ", #arr); \
for(int i=0; i < ARR_SIZE(arr); i++) \
printf("%d ", arr[i]);\
printf("\n");\
}while(0)
int arr[10] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
PRINT_DIGIT_ARR(arr);
31. 感受下这个0x5F3759DF
float Q_rsqrt( float number ){
long i;
float x2, y;
const float threehalfs = 1.5F;
x2 = number * 0.5F;
y = number;
i = * ( long * ) &y; // evil floating point bit level hacking
i = 0x5f3759df - ( i >> 1 ); // what the fuck?
y = * ( float * ) &i;
y = y * ( threehalfs - ( x2 * y * y ) ); // 1st iteration
// y = y * ( threehalfs - ( x2 * y * y ) ); // 2nd iteration, this can be removed
return y;
}
32. switch-case的特殊玩法
直接看代码：
void send(uint8* to, uint8 from, uint16 count){
uint16 n = (count + 7) / 8;
switch (count % 8)
{
case 0: do { *to = *from++;
case 7: *to = *from++;
case 6: *to = *from++;
case 5: *to = *from++;
case 4: *to = *from++;
case 3: *to = *from++;
case 2: *to = *from++;
case 1: *to = *from++;
} while (--n > 0);
}
实际上它是：
void send(uint8* to, uint8 from, uint16 count){
do
{
*to = *from++;
} while (--count > 0);
}
使用最上面的switch-case的形式大大提高了运行效率。理解不了？汇编看看。还是理解不了？那就网上自行搜索“Duff's Device”。
33. 防止头文件重复包含导致问题
这个用法很常见了，而且非常有用。
// xxx.h#ifndef _XXX_H_
#define _XXX_H_
// Header file contents...
#endif
当然，如果你的编译器支持的话，也可以。
// xxx.h#pragma once
// Header file contents...
不过，为了更好的兼容性，还是建议你用第一种方法。
34. 2的N次幂ROUNDUP
#define ROUNDUP(a, size) (((a) & ((size)-1)) ? (1+((a) | ((size)-1))) : (a))其中，size是2的整数次幂，而：
a & (2^n-1)检查a的低位是否有值；a | (2^n - 1)将a的低n位赋值为1；1 + a | (2^n -1)为a最近的下一个2^n倍值。
ROUNDUP(10, 16); // 结果为16
ROUNDUP(10, 32); // 结果为32
ROUNDUP(16, 16); // 结果为16
有什么用？申请内存的时候可以按某字节对齐，减少内存碎片啊！
35. 某整数的ROUNDUP
#define VAL_ROUNDUP(size, val_size) (((size)+val_size-1)/val_size*val_size)这个不是按2的次幂ROUNDUP的，而是按某个整数的倍数ROUNDUP，例如：
VAL_ROUNDUP(10, 8); // 结果为16VAL_ROUNDUP(16, 8); // 结果为16
VAL_ROUNDUP(8, 10); // 结果为10
VAL_ROUNDUP(16, 16); // 结果为16
这个又有什么用？EEPROM或者Flash的page大小对齐的时候就非常有意义。
36. 万能的void*
想想，memcpy函数为什么要用void*？
因为，它不关心你传什么类型的指针过来，我void统统都接纳。
无为而无不为。
再看看这个：
void *p1;int *p2;
p1 = p2; // 这个没问题
p2 = p1; // 这个是错的
因为“空类型”可以包容“有类型”，而“有类型”则不能包容“空类型”。
所以，适可而止，不要滥用哦！
37. sizeof(空)
typedef struct {
}StructNull;
sizeof(void);
sizeof(StructNull);
正所谓：
空即是色，色即是空。
在C语言上，sizeof(void); 的值为1；而sizeof(StructNull);为0。C++的情况请自行验证，别瞎猜，哈哈哈。
38. 布尔变量的判断
正确的做法：
if(bValue)以下是瞎搞：
if(bValue == TRUE)为啥？布尔类型中只有两个值：假和真。请问：假是什么，真又是什么？
假是0，而真是非0。那么非0是什么？-1,1,2，……除了0的一切。
所以再想想以下代码中的两个叹号是否可以去掉？
#define BUILD_BUG_ON(condition) ((void)sizeof(char[1 - 2*!!(condition)]))39. 感受下##的用法
我们知道##是用来连接字符的，看看RTX怎么用，感受一下：
/// \param name name of the thread function.
/// \param priority initial priority of the thread function.
/// \param instances number of possible thread instances.
/// \param stacksz stack size (in bytes) requirements for the thread function.
/// macro body is implementation specific in every CMSIS-RTOS.
// define the object
#define osThreadDef(name, priority, instances, stacksz) \
const osThreadDef_t os_thread_def_##name = \
{ (name), (priority), (instances), (stacksz) }
/// Access a Thread definition.
/// \param name name of the thread definition object.
/// macro body is implementation specific in every CMSIS-RTOS.
#define osThread(name) \
&os_thread_def_##name
代码比较简单，我就不解释了，自行思考下。
40. 传值和传址
看两个例子：
void swap(int a; int b){
int t = 0;
t = a;
a = b;
b = t;
}
int x = 100;
int y = 200;
swap(x, y);
请问，这个swap可以交换x, y的值吗？
再看看一个常见的面试题：
void GetMemory(char *p){
p = (char *)malloc(100);
}
void Test(void)
{
char *str = NULL;
GetMemory(str);
strcpy(str, "hello world");
printf(str);
}
这个程序能输出“hello world”吗？
此处没有答案，为了加深理解，建议感兴趣的朋友请自行动手验证和思考。
41. 形参到底传值好还是传址好
接着上一条，我们从另一个角度看。函数定义一个结构体类型形参，传值好还是传址好？
void func1(struct tStructType param){
}
void func2(struct tStructType* param)
{
}
实际上两种方式都行，但你要明白形参实际上就是一个临时变量，不管传值还是传址都有一个复制给临时变量的过程。这个仿真汇编看看就知道了。很明显，如果tStructType这个类型占用空间很大，那么肯定用tStructType*比较合算。
42. bit翻转的几个方法
bit翻转是从MSB->LSB到LSB->MSB, 所有的Bit都必须反转。例如：
1010 0001 => 1000 0101a. 运算实现32位bit翻转
unsigned intreverse(register unsigned int x)
{
x = (((x & 0xaaaaaaaa) >> 1) | ((x & 0x55555555) << 1));
x = (((x & 0xcccccccc) >> 2) | ((x & 0x33333333) << 2));
x = (((x & 0xf0f0f0f0) >> 4) | ((x & 0x0f0f0f0f) << 4));
x = (((x & 0xff00ff00) >> 8) | ((x & 0x00ff00ff) << 8));
return((x >> 16) | (x << 16));
}
b. 查表法bit翻转
static const unsigned char BitReverseTable256[] ={
0x00, 0x80, 0x40, 0xC0, 0x20, 0xA0, 0x60, 0xE0, 0x10, 0x90, 0x50, 0xD0, 0x30, 0xB0, 0x70, 0xF0,
0x08, 0x88, 0x48, 0xC8, 0x28, 0xA8, 0x68, 0xE8, 0x18, 0x98, 0x58, 0xD8, 0x38, 0xB8, 0x78, 0xF8,
0x04, 0x84, 0x44, 0xC4, 0x24, 0xA4, 0x64, 0xE4, 0x14, 0x94, 0x54, 0xD4, 0x34, 0xB4, 0x74, 0xF4,
0x0C, 0x8C, 0x4C, 0xCC, 0x2C, 0xAC, 0x6C, 0xEC, 0x1C, 0x9C, 0x5C, 0xDC, 0x3C, 0xBC, 0x7C, 0xFC,
0x02, 0x82, 0x42, 0xC2, 0x22, 0xA2, 0x62, 0xE2, 0x12, 0x92, 0x52, 0xD2, 0x32, 0xB2, 0x72, 0xF2,
0x0A, 0x8A, 0x4A, 0xCA, 0x2A, 0xAA, 0x6A, 0xEA, 0x1A, 0x9A, 0x5A, 0xDA, 0x3A, 0xBA, 0x7A, 0xFA,
0x06, 0x86, 0x46, 0xC6, 0x26, 0xA6, 0x66, 0xE6, 0x16, 0x96, 0x56, 0xD6, 0x36, 0xB6, 0x76, 0xF6,
0x0E, 0x8E, 0x4E, 0xCE, 0x2E, 0xAE, 0x6E, 0xEE, 0x1E, 0x9E, 0x5E, 0xDE, 0x3E, 0xBE, 0x7E, 0xFE,
0x01, 0x81, 0x41, 0xC1, 0x21, 0xA1, 0x61, 0xE1, 0x11, 0x91, 0x51, 0xD1, 0x31, 0xB1, 0x71, 0xF1,
0x09, 0x89, 0x49, 0xC9, 0x29, 0xA9, 0x69, 0xE9, 0x19, 0x99, 0x59, 0xD9, 0x39, 0xB9, 0x79, 0xF9,
0x05, 0x85, 0x45, 0xC5, 0x25, 0xA5, 0x65, 0xE5, 0x15, 0x95, 0x55, 0xD5, 0x35, 0xB5, 0x75, 0xF5,
0x0D, 0x8D, 0x4D, 0xCD, 0x2D, 0xAD, 0x6D, 0xED, 0x1D, 0x9D, 0x5D, 0xDD, 0x3D, 0xBD, 0x7D, 0xFD,
0x03, 0x83, 0x43, 0xC3, 0x23, 0xA3, 0x63, 0xE3, 0x13, 0x93, 0x53, 0xD3, 0x33, 0xB3, 0x73, 0xF3,
0x0B, 0x8B, 0x4B, 0xCB, 0x2B, 0xAB, 0x6B, 0xEB, 0x1B, 0x9B, 0x5B, 0xDB, 0x3B, 0xBB, 0x7B, 0xFB,
0x07, 0x87, 0x47, 0xC7, 0x27, 0xA7, 0x67, 0xE7, 0x17, 0x97, 0x57, 0xD7, 0x37, 0xB7, 0x77, 0xF7,
0x0F, 0x8F, 0x4F, 0xCF, 0x2F, 0xAF, 0x6F, 0xEF, 0x1F, 0x9F, 0x5F, 0xDF, 0x3F, 0xBF, 0x7F, 0xFF
};
unsigned int v; // reverse 32-bit value, 8 bits at time
unsigned int c; // c will get v reversed
// Option 1:
c = (BitReverseTable256[v & 0xff] << 24) |
(BitReverseTable256[(v >> 8) & 0xff] << 16) |
(BitReverseTable256[(v >> 16) & 0xff] << 8) |
(BitReverseTable256[(v >> 24) & 0xff]);
// Option 2:
unsigned char * p = (unsigned char *) &v;
unsigned char * q = (unsigned char *) &c;
q[3] = BitReverseTable256[p[0]];
q[2] = BitReverseTable256[p[1]];
q[1] = BitReverseTable256[p[2]];
q[0] = BitReverseTable256[p[3]];
43. BOOL判断
面试题：如何判断一个bool变量如果你写成if(b_flag == TRUE)可能会给你0分。为什么？因为非假即真，假是0，即非0即真。可以写成if(b_flag)或者if(!b_flag)如果是函数呢？例如：
BOOL is_flag_true(void)
{
return flag;
}
这样可以吗？也许可以，也许不可以。如果BOOL是一个unsigned char怎么办？那就这样的：
{
return !!flag;
}
44. goto的使用
看到goto，先别慌，也忍着别吵。我们不推荐使用goto，但goto确实有它的妙用。不详细解释了，看看以下例子代码感受下吧！
int func(void){
int* p1 = (int*) malloc (100*4);
if(NULL == p1) goto free1;
int* p2 = (int*) malloc (200*4);
if(NULL == p2) goto free2;
int* p3 = (int*) malloc (300*4);
if(NULL == p3) goto free3;
return 0; // return to system
free3:
free (p2);
free2:
free (p1);
free1:
return -1 ;
}
45. 类型定义
这个有点老套了，但是很有用。
typedef uint8 unsigned char;typedef uint16 unsigned short;
typedef uint32 unsigned int;
用uint8等来定义变量比unsigned char这样的好多了，方便平台移植，特别是不用位数的单片机，这个很重要。
46. 输出预编译信息
当你想输出预编译过程中的某些信息，可以用#pragma message("message contents")
47. 输出指针地址
当你想输出指针地址的时候，往往想到的是：
int *p = &n;printf("p: %X"，(unsigned int)p);
但你还可以：
int *p = &n;printf("p: %p"，p);
48. 数组元素赋值
uint8 data1[8] = {1,2,3,4,5,6,7,8};uint8 data2[8];
memcpy(data2, data1, 8);
// or
data2[0] = data1[0];
data2[1] = data1[1];
data2[2] = data1[2];
data2[3] = data1[3];
data2[4] = data1[4];
data2[5] = data1[5];
data2[6] = data1[6];
data2[7] = data1[7];
你也可以：
typedef union{
uint64 nData;
uint8 cData[8];
}uData;
uData data1, data2;
data2.nData = data1.nData;
还有第三种办法，详见“17. 数组之间直接赋值”顺便思考下并验证以下方式是否可行？（想知道答案一定要亲自试试啊，别说我坑你。）
uint8 data1[8] = {1,2,3,4,5,6,7,8};uint8 data2[8];
*(uint64*) data2 = *(uint64*) data1;
49. likely()与unlikely
Linux内核中有两个这样的东西：likely()与unlikely
#define unlikely(x) __builtin_expect(!!(x), 0)
我们可以根据高概率发生的情况放在if分支，低概率的放在else分支，以提高程序运行效率。
{/*...*/}
else
{/*...*/}
或者：
if(unlikely(XXX)){/*...*/}
else
{/*...*/}
50. 解放if/else和switch/case
对于多分支的程序设计，很多人通常会这样做：
if(XXX_VAL_1 == nVal){/*...*/}
else if(XXX_VAL_2 == nVal)
{/*...*/}
else if(XXX_VAL_3 == nVal)
{/*...*/}
// ...
或者：
switch(nVal){
case XXX_VAL_1:
/*...*/
break;
case XXX_VAL_2:
/*...*/
break;
case XXX_VAL_3:
/*...*/
break;
// ...
}
几个分支还好，如果有几十个呢？尝试下这个：
typedef void (pFunc*)(void);typedef struct
{
uint32 val;
pFunc func;
}tValFunc;
tValFunc valfunc_tb[] =
{
{XXX_VAL_1, func1},
{XXX_VAL_2, func2},
{XXX_VAL_3, func3},
// ...
};
for(int i = 0; i < sizeof(valfunc_tb)/sizeof(tValFunc); i++)
{
if(valfunc_tb[i].val == nVal && valfunc_tb[i].func != NULL)
{
valfunc_tb[i].func();
}
}
在这立个flag，后续还有要用MACRO写个比这更好的查表法！
END
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