WPF之值转换器

news2025/5/10 12:46:11

文章目录

    • 目录
    • 什么是值转换器
    • IValueConverter接口
      • Convert方法
      • ConvertBack方法
    • 创建和使用值转换器
      • 定义转换器类
      • 在XAML中使用转换器
      • 转换器参数（ConverterParameter）
    • 常用转换器实现
      • 布尔值转可见性（BoolToVisibilityConverter）
      • 数值转换（NumberConverter）
      • 字符串格式化（StringFormatConverter）
      • 枚举转文本（EnumToStringConverter）
    • 多值转换器（IMultiValueConverter）
      • 接口定义
      • 实现示例
    • 值转换器的最佳实践
    • 总结
    • 参考资料

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在WPF应用程序开发中，值转换器（Value Converter）是数据绑定过程中的重要组成部分，它允许我们在源对象和目标对象之间传递数据时进行转换。通过值转换器，我们可以处理不同数据类型之间的转换、格式化显示数据、实现复杂的UI逻辑等。本文将详细介绍WPF中值转换器的工作原理、实现方式以及常见应用场景。

目录

  • 什么是值转换器
  • IValueConverter接口
    • Convert方法
    • ConvertBack方法
  • 创建和使用值转换器
    • 定义转换器类
    • 在XAML中使用转换器
    • 转换器参数（ConverterParameter）
  • 常用转换器实现
    • 布尔值转可见性（BoolToVisibilityConverter）
    • 数值转换（NumberConverter）
    • 字符串格式化（StringFormatConverter）
    • 枚举转文本（EnumToStringConverter）
  • 多值转换器（IMultiValueConverter）
    • 接口定义
    • 实现示例
  • 值转换器的最佳实践
  • 总结
  • 参考资料

什么是值转换器

值转换器是WPF数据绑定系统中的一个重要概念，它充当源数据和目标UI元素之间的"翻译器"。当数据从源传递到目标（或反向传递）时，值转换器可以修改或转换这些数据。

例如，假设我们有一个布尔值表示某个项目是否完成，而我们想在UI中通过显示或隐藏元素来表示这个状态。这时，我们就需要一个将布尔值转换为Visibility枚举的转换器。

绑定
转换后的数据
用户输入
转换回的数据
源数据
值转换器
目标UI元素
值转换器

IValueConverter接口

在WPF中，所有的值转换器都必须实现IValueConverter接口。这个接口定义在System.Windows.Data命名空间中，包含两个方法：Convert和ConvertBack。

public interface IValueConverter
{
    object Convert(object value, Type targetType, object parameter, CultureInfo culture);
    object ConvertBack(object value, Type targetType, object parameter, CultureInfo culture);
}

Convert方法

Convert方法在数据从源流向目标（例如，从视图模型到UI元素）时被调用。它接收四个参数：

  1. value：要转换的源数据。
  2. targetType：目标属性的类型。
  3. parameter：可以用来控制转换逻辑的附加参数。
  4. culture：应用于转换的区域性信息。

方法返回转换后的值，该值将被用作目标属性的值。

ConvertBack方法

ConvertBack方法在数据从目标流向源（例如，从UI元素到视图模型）时被调用。它与Convert方法具有相同的参数，但方向相反：

  1. value：要转换回的目标数据。
  2. targetType：源属性的类型。
  3. parameter：可以用来控制转换逻辑的附加参数。
  4. culture：应用于转换的区域性信息。

方法返回转换回的值，该值将被用作源属性的值。

创建和使用值转换器

定义转换器类

下面是一个简单的转换器示例，它将布尔值转换为Visibility枚举值：

using System;
using System.Globalization;
using System.Windows;
using System.Windows.Data;

namespace WpfConverterDemo.Converters
{
    /// <summary>
    /// 将布尔值转换为Visibility枚举的转换器
    /// 当值为true时返回Visible，否则返回Collapsed
    /// </summary>
    public class BoolToVisibilityConverter : IValueConverter
    {
        /// <summary>
        /// 将布尔值转换为Visibility值
        /// </summary>
        /// <param name="value">要转换的布尔值</param>
        /// <param name="targetType">目标类型（应为Visibility）</param>
        /// <param name="parameter">如果不为null且等于"Invert"，则反转逻辑</param>
        /// <param name="culture">当前区域性信息</param>
        /// <returns>Visibility.Visible或Visibility.Collapsed</returns>
        public object Convert(object value, Type targetType, object parameter, CultureInfo culture)
        {
            // 检查value是否为布尔类型
            if (!(value is bool))
                return Visibility.Collapsed; // 默认为隐藏
            
            bool boolValue = (bool)value;
            
            // 检查是否需要反转逻辑
            if (parameter != null && parameter.ToString() == "Invert")
                boolValue = !boolValue;
            
            // 如果true则显示，否则隐藏
            return boolValue ? Visibility.Visible : Visibility.Collapsed;
        }

        /// <summary>
        /// 将Visibility值转换回布尔值
        /// </summary>
        /// <param name="value">要转换的Visibility值</param>
        /// <param name="targetType">目标类型（应为bool）</param>
        /// <param name="parameter">如果不为null且等于"Invert"，则反转逻辑</param>
        /// <param name="culture">当前区域性信息</param>
        /// <returns>true或false</returns>
        public object ConvertBack(object value, Type targetType, object parameter, CultureInfo culture)
        {
            // 检查value是否为Visibility类型
            if (!(value is Visibility))
                return false; // 默认为false
            
            // 判断是否为Visible
            bool result = ((Visibility)value == Visibility.Visible);
            
            // 检查是否需要反转逻辑
            if (parameter != null && parameter.ToString() == "Invert")
                result = !result;
            
            return result;
        }
    }
}

在XAML中使用转换器

要在XAML中使用值转换器，首先需要将其声明为资源，然后在绑定表达式中引用它。

<Window x:Class="WpfConverterDemo.MainWindow"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        xmlns:converters="clr-namespace:WpfConverterDemo.Converters"
        Title="值转换器示例" Height="350" Width="500">
    
    <!-- 定义资源 -->
    <Window.Resources>
        <!-- 声明转换器实例 -->
        <converters:BoolToVisibilityConverter x:Key="BoolToVisibilityConverter"/>
    </Window.Resources>
    
    <Grid Margin="10">
        <Grid.RowDefinitions>
            <RowDefinition Height="Auto"/>
            <RowDefinition Height="Auto"/>
            <RowDefinition Height="*"/>
        </Grid.RowDefinitions>
        
        <!-- 控制检查框 -->
        <CheckBox Grid.Row="0" Content="显示详细信息" 
                  x:Name="ShowDetailsCheckBox" 
                  IsChecked="False" 
                  Margin="0,0,0,10"/>
        
        <!-- 使用转换器的元素 -->
        <TextBlock Grid.Row="1" 
                   Text="这是标准信息，总是可见。" 
                   Margin="0,0,0,10"/>
        
        <!-- 详细信息面板，可见性由CheckBox控制 -->
        <Border Grid.Row="2" 
                BorderBrush="LightGray" 
                BorderThickness="1" 
                Padding="10"
                Visibility="{Binding IsChecked, ElementName=ShowDetailsCheckBox, 
                            Converter={StaticResource BoolToVisibilityConverter}}">
            <TextBlock TextWrapping="Wrap">
                这是详细信息，只有在上方的复选框被选中时才会显示。<LineBreak/>
                通过使用BoolToVisibilityConverter，我们可以轻松地将复选框的状态转换为可见性值。
            </TextBlock>
        </Border>
    </Grid>
</Window>

在上面的示例中，我们定义了一个BoolToVisibilityConverter实例作为窗口资源，然后在Border元素的Visibility属性绑定中使用它。这样，当复选框被选中时，详细信息面板会显示；当复选框未被选中时，面板会隐藏。

转换器参数（ConverterParameter）

有时我们需要为转换器提供额外的信息来控制其行为。这时可以使用ConverterParameter参数。在绑定表达式中，使用ConverterParameter属性指定参数：

<TextBlock Visibility="{Binding IsEnabled, 
                       Converter={StaticResource BoolToVisibilityConverter}, 
                       ConverterParameter=Invert}"/>

在这个例子中，我们传递了一个名为"Invert"的参数给转换器，这将反转转换逻辑。这意味着，当IsEnabled为true时，元素将被隐藏；当IsEnabled为false时，元素将被显示。

常用转换器实现

下面是一些在WPF应用中常用的值转换器实现：

布尔值转可见性（BoolToVisibilityConverter）

这个转换器我们已经在前面的示例中看到了。它将布尔值转换为Visibility枚举，通常用于根据条件显示或隐藏UI元素。

数值转换（NumberConverter）

这个转换器处理数值之间的转换，例如将一个数字乘以一个系数，或者将百分比转换为实际值：

using System;
using System.Globalization;
using System.Windows.Data;

namespace WpfConverterDemo.Converters
{
    /// <summary>
    /// 处理数值转换的转换器
    /// 可以将数值乘以指定系数，或者添加偏移量
    /// </summary>
    public class NumberConverter : IValueConverter
    {
        /// <summary>
        /// 将数值按照指定方式转换
        /// </summary>
        /// <param name="value">要转换的数值</param>
        /// <param name="targetType">目标类型</param>
        /// <param name="parameter">转换参数，格式为"operation:value"，如"multiply:2"或"add:10"</param>
        /// <param name="culture">当前区域性信息</param>
        /// <returns>转换后的数值</returns>
        public object Convert(object value, Type targetType, object parameter, CultureInfo culture)
        {
            // 确保值是数字
            if (!(value is double || value is int || value is float || value is decimal))
                return 0;
            
            // 将值转换为double
            double doubleValue = System.Convert.ToDouble(value);
            
            // 如果没有参数，直接返回值
            if (parameter == null)
                return doubleValue;
            
            string paramStr = parameter.ToString();
            
            // 解析参数
            if (paramStr.StartsWith("multiply:"))
            {
                string multiplierStr = paramStr.Substring("multiply:".Length);
                if (double.TryParse(multiplierStr, out double multiplier))
                {
                    return doubleValue * multiplier;
                }
            }
            else if (paramStr.StartsWith("add:"))
            {
                string addendStr = paramStr.Substring("add:".Length);
                if (double.TryParse(addendStr, out double addend))
                {
                    return doubleValue + addend;
                }
            }
            
            // 默认返回原值
            return doubleValue;
        }

        /// <summary>
        /// 将转换后的数值转换回原始数值
        /// </summary>
        /// <param name="value">转换后的数值</param>
        /// <param name="targetType">目标类型</param>
        /// <param name="parameter">转换参数，格式为"operation:value"，如"multiply:2"或"add:10"</param>
        /// <param name="culture">当前区域性信息</param>
        /// <returns>原始数值</returns>
        public object ConvertBack(object value, Type targetType, object parameter, CultureInfo culture)
        {
            // 确保值是数字
            if (!(value is double || value is int || value is float || value is decimal))
                return 0;
            
            // 将值转换为double
            double doubleValue = System.Convert.ToDouble(value);
            
            // 如果没有参数，直接返回值
            if (parameter == null)
                return doubleValue;
            
            string paramStr = parameter.ToString();
            
            // 解析参数并执行反向操作
            if (paramStr.StartsWith("multiply:"))
            {
                string multiplierStr = paramStr.Substring("multiply:".Length);
                if (double.TryParse(multiplierStr, out double multiplier) && multiplier != 0)
                {
                    return doubleValue / multiplier;
                }
            }
            else if (paramStr.StartsWith("add:"))
            {
                string addendStr = paramStr.Substring("add:".Length);
                if (double.TryParse(addendStr, out double addend))
                {
                    return doubleValue - addend;
                }
            }
            
            // 默认返回原值
            return doubleValue;
        }
    }
}

使用示例：

<!-- 将Slider的值（0-1）乘以100转换为百分比 -->
<Slider x:Name="percentSlider" Minimum="0" Maximum="1" Value="0.5" />
<TextBlock Text="{Binding Value, ElementName=percentSlider, 
           Converter={StaticResource NumberConverter}, 
           ConverterParameter=multiply:100, 
           StringFormat={}{0}%}" />

字符串格式化（StringFormatConverter）

虽然WPF绑定已经内建了StringFormat支持，但有时我们需要更复杂的字符串格式化逻辑：

using System;
using System.Globalization;
using System.Windows.Data;

namespace WpfConverterDemo.Converters
{
    /// <summary>
    /// 用于高级字符串格式化的转换器
    /// </summary>
    public class StringFormatConverter : IValueConverter
    {
        /// <summary>
        /// 将值格式化为字符串
        /// </summary>
        /// <param name="value">要格式化的值</param>
        /// <param name="targetType">目标类型（通常是string）</param>
        /// <param name="parameter">格式字符串，例如"¥{0:N2}"</param>
        /// <param name="culture">当前区域性信息</param>
        /// <returns>格式化后的字符串</returns>
        public object Convert(object value, Type targetType, object parameter, CultureInfo culture)
        {
            // 如果值为null，返回空字符串
            if (value == null)
                return string.Empty;
            
            // 如果没有提供格式参数，返回值的字符串表示
            if (parameter == null)
                return value.ToString();
            
            // 使用提供的格式字符串格式化值
            try
            {
                return string.Format(culture, parameter.ToString(), value);
            }
            catch (Exception)
            {
                // 如果格式化失败，返回原始值的字符串表示
                return value.ToString();
            }
        }

        /// <summary>
        /// 不支持从字符串转换回原始值
        /// </summary>
        public object ConvertBack(object value, Type targetType, object parameter, CultureInfo culture)
        {
            // 字符串格式化通常是单向的，不支持反向转换
            throw new NotSupportedException("StringFormatConverter不支持反向转换");
        }
    }
}

使用示例：

<!-- 格式化价格显示 -->
<TextBlock Text="{Binding Price, 
           Converter={StaticResource StringFormatConverter}, 
           ConverterParameter=价格: ¥{0:N2}}" />

枚举转文本（EnumToStringConverter）

这个转换器将枚举值转换为更友好的显示文本：

using System;
using System.ComponentModel;
using System.Globalization;
using System.Reflection;
using System.Windows.Data;

namespace WpfConverterDemo.Converters
{
    /// <summary>
    /// 将枚举值转换为友好显示文本的转换器
    /// 支持使用Description特性来自定义显示文本
    /// </summary>
    public class EnumToStringConverter : IValueConverter
    {
        /// <summary>
        /// 将枚举值转换为字符串
        /// </summary>
        /// <param name="value">要转换的枚举值</param>
        /// <param name="targetType">目标类型（通常是string）</param>
        /// <param name="parameter">可选参数，不使用</param>
        /// <param name="culture">当前区域性信息</param>
        /// <returns>枚举值的友好显示文本</returns>
        public object Convert(object value, Type targetType, object parameter, CultureInfo culture)
        {
            // 如果值为null，返回空字符串
            if (value == null)
                return string.Empty;
            
            // 确保值是枚举
            if (!value.GetType().IsEnum)
                return value.ToString();
            
            // 获取枚举值
            Enum enumValue = (Enum)value;
            
            // 尝试获取Description特性
            string description = GetEnumDescription(enumValue);
            
            // 如果有Description特性，返回其值，否则返回枚举名称
            return !string.IsNullOrEmpty(description) ? description : enumValue.ToString();
        }

        /// <summary>
        /// 将字符串转换回枚举值
        /// </summary>
        /// <param name="value">要转换的字符串</param>
        /// <param name="targetType">目标枚举类型</param>
        /// <param name="parameter">可选参数，不使用</param>
        /// <param name="culture">当前区域性信息</param>
        /// <returns>对应的枚举值</returns>
        public object ConvertBack(object value, Type targetType, object parameter, CultureInfo culture)
        {
            // 如果值为null或不是字符串，返回默认枚举值
            if (value == null || !(value is string))
                return Enum.GetValues(targetType).GetValue(0);
            
            string stringValue = (string)value;
            
            // 尝试通过枚举名称解析
            if (Enum.IsDefined(targetType, stringValue))
                return Enum.Parse(targetType, stringValue);
            
            // 尝试通过Description特性查找
            foreach (var enumValue in Enum.GetValues(targetType))
            {
                if (GetEnumDescription((Enum)enumValue) == stringValue)
                    return enumValue;
            }
            
            // 如果找不到匹配，返回默认枚举值
            return Enum.GetValues(targetType).GetValue(0);
        }
        
        /// <summary>
        /// 获取枚举值的Description特性值
        /// </summary>
        /// <param name="value">枚举值</param>
        /// <returns>Description特性值，如果不存在则返回null</returns>
        private string GetEnumDescription(Enum value)
        {
            // 获取字段信息
            FieldInfo field = value.GetType().GetField(value.ToString());
            
            // 获取Description特性
            DescriptionAttribute attribute = Attribute.GetCustomAttribute(
                field, typeof(DescriptionAttribute)) as DescriptionAttribute;
            
            // 返回Description值，如果没有特性则返回null
            return attribute?.Description;
        }
    }
}

使用示例：

首先，定义一个带有Description特性的枚举：

public enum OrderStatus
{
    [Description("等待支付")]
    WaitingForPayment,
    
    [Description("处理中")]
    Processing,
    
    [Description("已发货")]
    Shipped,
    
    [Description("已完成")]
    Completed,
    
    [Description("已取消")]
    Canceled
}

然后在XAML中使用转换器：

<!-- 显示订单状态 -->
<TextBlock Text="{Binding CurrentStatus, 
           Converter={StaticResource EnumToStringConverter}}" />

多值转换器（IMultiValueConverter）

除了IValueConverter外，WPF还提供了另一个接口IMultiValueConverter，用于处理多个源值到一个目标值的转换。

接口定义

public interface IMultiValueConverter
{
    object Convert(object[] values, Type targetType, object parameter, CultureInfo culture);
    object[] ConvertBack(object value, Type[] targetTypes, object parameter, CultureInfo culture);
}

实现示例

下面是一个示例，它将三个颜色分量（红、绿、蓝）合并成一个SolidColorBrush：

using System;
using System.Globalization;
using System.Windows.Data;
using System.Windows.Media;

namespace WpfConverterDemo.Converters
{
    /// <summary>
    /// 将RGB分量转换为SolidColorBrush的多值转换器
    /// </summary>
    public class RgbToBrushConverter : IMultiValueConverter
    {
        /// <summary>
        /// 将RGB分量转换为SolidColorBrush
        /// </summary>
        /// <param name="values">RGB值数组（应包含3个0-255之间的整数）</param>
        /// <param name="targetType">目标类型（应为SolidColorBrush）</param>
        /// <param name="parameter">可选参数，不使用</param>
        /// <param name="culture">当前区域性信息</param>
        /// <returns>包含指定RGB颜色的SolidColorBrush</returns>
        public object Convert(object[] values, Type targetType, object parameter, CultureInfo culture)
        {
            // 检查是否有足够的值
            if (values == null || values.Length < 3)
                return new SolidColorBrush(Colors.Black);
            
            // 尝试解析RGB值
            byte r = ParseColorComponent(values[0]);
            byte g = ParseColorComponent(values[1]);
            byte b = ParseColorComponent(values[2]);
            
            // 创建颜色对象
            Color color = Color.FromRgb(r, g, b);
            
            // 返回颜色画刷
            return new SolidColorBrush(color);
        }

        /// <summary>
        /// 将SolidColorBrush转换回RGB分量
        /// </summary>
        /// <param name="value">要转换的SolidColorBrush</param>
        /// <param name="targetTypes">目标类型数组</param>
        /// <param name="parameter">可选参数，不使用</param>
        /// <param name="culture">当前区域性信息</param>
        /// <returns>包含RGB分量的数组</returns>
        public object[] ConvertBack(object value, Type[] targetTypes, object parameter, CultureInfo culture)
        {
            // 检查输入是否为SolidColorBrush
            if (!(value is SolidColorBrush brush))
                return new object[] { 0, 0, 0 };
            
            // 获取颜色
            Color color = brush.Color;
            
            // 返回RGB分量
            return new object[] { color.R, color.G, color.B };
        }
        
        /// <summary>
        /// 将对象解析为颜色分量（0-255的字节值）
        /// </summary>
        /// <param name="value">要解析的对象</param>
        /// <returns>颜色分量值</returns>
        private byte ParseColorComponent(object value)
        {
            // 尝试转换为数值
            if (value is byte byteValue)
                return byteValue;
            
            if (int.TryParse(value?.ToString(), out int intValue))
                return (byte)Math.Clamp(intValue, 0, 255);
            
            if (double.TryParse(value?.ToString(), out double doubleValue))
                return (byte)Math.Clamp(doubleValue, 0, 255);
            
            // 默认返回0
            return 0;
        }
    }
}

使用示例：

<Window.Resources>
    <converters:RgbToBrushConverter x:Key="RgbToBrushConverter"/>
</Window.Resources>

<Grid>
    <Grid.RowDefinitions>
        <RowDefinition Height="Auto"/>
        <RowDefinition Height="Auto"/>
        <RowDefinition Height="*"/>
    </Grid.RowDefinitions>
    
    <!-- RGB滑块 -->
    <StackPanel Grid.Row="0" Margin="10">
        <TextBlock Text="红色 (R):" Margin="0,5"/>
        <Slider x:Name="redSlider" Minimum="0" Maximum="255" Value="120"/>
        
        <TextBlock Text="绿色 (G):" Margin="0,10,0,5"/>
        <Slider x:Name="greenSlider" Minimum="0" Maximum="255" Value="180"/>
        
        <TextBlock Text="蓝色 (B):" Margin="0,10,0,5"/>
        <Slider x:Name="blueSlider" Minimum="0" Maximum="255" Value="220"/>
    </StackPanel>
    
    <!-- RGB值显示 -->
    <TextBlock Grid.Row="1" Margin="10" HorizontalAlignment="Center">
        <TextBlock.Text>
            <MultiBinding StringFormat="RGB: ({0}, {1}, {2})">
                <Binding ElementName="redSlider" Path="Value" />
                <Binding ElementName="greenSlider" Path="Value" />
                <Binding ElementName="blueSlider" Path="Value" />
            </MultiBinding>
        </TextBlock.Text>
    </TextBlock>
    
    <!-- 色彩预览 -->
    <Border Grid.Row="2" Margin="10" BorderBrush="Black" BorderThickness="1">
        <Border.Background>
            <MultiBinding Converter="{StaticResource RgbToBrushConverter}">
                <Binding ElementName="redSlider" Path="Value" />
                <Binding ElementName="greenSlider" Path="Value" />
                <Binding ElementName="blueSlider" Path="Value" />
            </MultiBinding>
        </Border.Background>
    </Border>
</Grid>

在这个示例中，我们使用三个滑块来控制颜色的红、绿、蓝分量，然后使用RgbToBrushConverter将这三个值转换为一个SolidColorBrush，应用到Border的背景色。

值转换器的最佳实践

在使用值转换器时，有一些最佳实践可以遵循：

  1. 保持转换器的通用性：编写转换器时，尽量使其具有通用性，以便在多个场景中重用。例如，参数化转换逻辑，以便可以通过ConverterParameter调整行为。

  2. 处理异常情况：转换器应该优雅地处理无效输入，避免抛出异常。提供合理的默认值，以确保UI不会因为数据问题而崩溃。

  3. 考虑性能影响：对于频繁更新的绑定，复杂的转换逻辑可能会影响性能。在这种情况下，考虑简化转换或使用其他技术。

  4. 遵循单一职责原则：每个转换器应该只关注一种转换类型。如果需要多个转换步骤，考虑使用多个转换器或更复杂的解决方案，如转换组。

  5. 文档化：使用注释详细说明转换器的功能和参数用法，这对于维护和团队协作非常重要。

  6. 测试转换器：为转换器编写单元测试，确保它们在各种输入条件下都能正确工作。

总结

值转换器是WPF数据绑定系统中的强大工具，它们使我们能够在不修改源数据或添加复杂逻辑的情况下转换和格式化数据。在本文中，我们探讨了：

  1. 值转换器的基本概念和工作原理
  2. 如何实现IValueConverter接口
  3. 如何在XAML中使用转换器
  4. 如何使用转换器参数控制转换逻辑
  5. 常见转换器的实现示例
  6. 多值转换器的使用
  7. 值转换器的最佳实践

通过掌握这些概念和技术，您可以创建更灵活、更强大的WPF应用程序，同时保持代码的清晰和可维护性。
数据绑定
源数据
转换器
目标UI元素
IValueConverter
IMultiValueConverter
Convert方法
ConvertBack方法
Convert多值方法
ConvertBack多值方法
应用场景
类型转换
值格式化
显示逻辑
数据验证

参考资料

  • Microsoft Docs: 数据绑定概述
  • CodeProject: WPF Converters Collection

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