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深入浅出：使用React和GraphQL打造GitHub数据应用
深入浅出：使用React和GraphQL打造GitHub数据应用
### 摘要
本文介绍了一款采用React框架结合GraphQL API开发的GitHub应用。这款应用充分利用了纯JavaScript技术，实现了对GitHub数据的有效访问与展示。通过React组件化的特性以及GraphQL精确的数据查询能力，该应用不仅提高了数据加载效率，还优化了用户体验。
### 关键词
React, GraphQL, GitHub, JavaScript, API
## 一、项目背景与准备
### 1.1 React与GraphQL简介
React 是一个由 Facebook 开发并维护的用于构建用户界面的 JavaScript 库。它以其高效且灵活的特点，在前端开发领域迅速崛起并成为主流技术之一。React 的核心优势在于其组件化的设计理念，使得开发者可以轻松地构建可复用的 UI 组件，极大地提升了开发效率和代码的可维护性。
另一方面，GraphQL 是一种用于 API 的查询语言，它允许客户端精确指定需要从服务器获取的数据。与传统的 RESTful API 相比，GraphQL 提供了更高效、强大且灵活的数据查询方式。通过 GraphQL，开发者可以减少网络请求次数，提高数据加载速度，从而显著提升应用程序的性能表现。
结合 React 和 GraphQL，开发者可以构建出响应速度快、用户体验优秀的现代 Web 应用程序。React 负责构建动态的用户界面，而 GraphQL 则负责高效地获取所需数据，两者相辅相成，共同推动着 Web 开发的进步。
### 1.2 项目构思与需求分析
为了构建一款基于 React 和 GraphQL 的 GitHub 应用，首先需要明确项目的具体目标和功能需求。本项目旨在创建一个简单的 GitHub 用户信息展示应用，主要功能包括：
- **用户搜索**：允许用户输入 GitHub 用户名，查询该用户的详细信息。
- **数据展示**：展示用户的头像、用户名、个人简介、关注者数量、仓库数量等基本信息。
- **仓库列表**：列出用户公开的仓库，并显示每个仓库的名称、描述、星标数量等信息。
- **分页功能**：如果用户有较多的仓库，实现分页展示，提高加载速度和用户体验。
在需求分析阶段，还需要考虑如何利用 GraphQL 来优化数据获取流程。例如，可以通过一次 GraphQL 查询来获取所有必要的数据，避免多次 HTTP 请求带来的延迟问题。此外，还需要考虑如何设计 React 组件结构，以确保代码的可读性和可维护性。
## 二、开发环境搭建
### 2.1 搭建React开发环境
为了开始构建这款基于React和GraphQL的GitHub应用，首先需要搭建一个React开发环境。React提供了多种创建新项目的工具，其中最常用的是`create-react-app`。这个工具可以帮助开发者快速启动一个新的React项目，而无需过多地关注配置细节。
#### 2.1.1 安装Node.js和npm
在开始之前，确保计算机上已安装了Node.js和npm（Node包管理器）。Node.js是运行React应用的基础环境，而npm则用于安装和管理项目依赖。可以在[Node.js官网](https://nodejs.org/)下载最新版本的Node.js，安装完成后，Node.js会自动安装npm。
#### 2.1.2 创建React项目
接下来，使用`create-react-app`创建一个新的React项目。打开命令行工具，执行以下命令：
```bash
npx create-react-app github-app
cd github-app
```
这将创建一个名为`github-app`的新React项目，并进入项目目录。`create-react-app`会自动设置好Webpack配置、Babel转译器以及其他必要的开发工具，让开发者可以专注于编写React组件。
#### 2.1.3 安装额外依赖
为了实现GraphQL客户端的功能，还需要安装Apollo Client。Apollo Client是一个完整的JavaScript库，用于处理GraphQL数据，包括查询、缓存和状态管理等功能。在项目根目录下执行以下命令来安装Apollo Client：
```bash
npm install @apollo/client graphql
```
至此，React开发环境已经搭建完成，可以开始编写应用代码了。
### 2.2 设置GraphQL客户端
在React应用中集成GraphQL客户端，主要是通过Apollo Client来实现。Apollo Client提供了丰富的API，可以方便地进行数据查询和管理。
#### 2.2.1 配置Apollo Client
首先，在项目中创建一个Apollo Client实例。在`src`文件夹下新建一个名为`client.js`的文件，并添加以下代码：
```javascript
import { ApolloClient, InMemoryCache, createHttpLink } from '@apollo/client';
import { setContext } from '@apollo/client/link/context';
// 创建HTTP链接
const httpLink = createHttpLink({
uri: 'https://api.github.com/graphql',
});
// 添加认证令牌到请求头部
const authLink = setContext((_, { headers }) => {
// 获取存储在本地的GitHub认证令牌
const token = localStorage.getItem('github-token');
return {
headers: {
...headers,
authorization: token ? `Bearer ${token}` : '',
},
};
});
// 创建Apollo Client实例
const client = new ApolloClient({
link: authLink.concat(httpLink),
cache: new InMemoryCache(),
});
export default client;
```
这段代码首先创建了一个指向GitHub GraphQL API的HTTP链接，并通过`setContext`函数向请求头部添加了GitHub认证令牌。接着，创建了一个Apollo Client实例，并将其导出以便在其他地方使用。
#### 2.2.2 使用GraphQL查询
现在，可以在React组件中使用Apollo Client进行GraphQL查询了。例如，创建一个名为`UserDetails`的组件，用于展示GitHub用户的详细信息：
```javascript
import React from 'react';
import { useQuery } from '@apollo/client';
import gql from 'graphql-tag';
import client from './client';
const GET_USER_DETAILS = gql`
query getUserDetails($username: String!) {
user(login: $username) {
name
avatarUrl
bio
followers {
totalCount
}
repositories(first: 5) {
edges {
node {
name
description
stargazers {
totalCount
}
}
}
}
}
}
`;
function UserDetails({ username }) {
const { loading, error, data } = useQuery(GET_USER_DETAILS, {
variables: { username },
client,
});
if (loading) return <p>Loading...</p>;
if (error) return <p>Error: {error.message}</p>;
const { user } = data;
return (
<div>
<h2>{user.name}</h2>
<img src={user.avatarUrl} alt="Avatar" />
<p>{user.bio}</p>
<p>Followers: {user.followers.totalCount}</p>
<ul>
{user.repositories.edges.map((repo) => (
<li key={repo.node.name}>
<strong>{repo.node.name}</strong>: {repo.node.description}
<br />
Stars: {repo.node.stargazers.totalCount}
</li>
))}
</ul>
</div>
);
}
export default UserDetails;
```
在这个组件中，使用了`useQuery`钩子来执行GraphQL查询，并传入了所需的变量`username`。查询结果被用来渲染用户的详细信息，包括头像、用户名、个人简介、关注者数量以及前五个仓库的信息。
至此，React应用已经成功集成了GraphQL客户端，并能够从GitHub API获取数据。接下来，可以根据需求进一步完善应用的功能和界面。
## 三、GraphQL API的使用
### 3.1 GitHub API与GraphQL Schema探索
在构建这款基于React和GraphQL的GitHub应用时，深入了解GitHub API及其GraphQL Schema是非常重要的一步。GitHub API提供了丰富的接口来访问GitHub上的各种资源，而GraphQL则允许开发者以声明式的方式精确地获取所需数据。
#### 3.1.1 探索GitHub GraphQL API
GitHub GraphQL API是一种强大的工具，它允许开发者通过单个请求获取多个资源。与RESTful API相比，GraphQL提供了更高效、灵活的数据获取方式。GitHub的GraphQL API文档非常详尽，包含了所有可用的类型、字段和操作。
- **类型**：GitHub GraphQL API定义了一系列类型，如`User`, `Repository`, `Issue`等，这些类型代表了GitHub上的不同资源。
- **字段**：每个类型都有对应的字段，用于描述该类型的属性或关联的资源。例如，`User`类型可能包含`name`, `avatarUrl`, `bio`等字段。
- **操作**：GraphQL支持三种主要的操作类型：`query`, `mutation`, 和 `subscription`。在本项目中，主要使用`query`来获取数据。
#### 3.1.2 探索Schema
GitHub GraphQL API的Schema定义了所有可用的类型和字段。开发者可以通过访问GitHub GraphQL Explorer（<https://docs.github.com/en/graphql/explorer>）来探索API的Schema。在这个工具中，可以查看所有可用的类型、字段以及它们之间的关系。
- **查询类型**：`query`类型是获取数据的主要入口。例如，`user`字段可以从`query`类型中获取特定用户的详细信息。
- **字段参数**：每个字段都可能接受一些参数，用于过滤或限制返回的数据。例如，`repositories`字段可以接受`first`参数来限制返回的仓库数量。
通过仔细研究GitHub GraphQL API的Schema，开发者可以更好地理解如何构造有效的查询语句，以满足应用的需求。
### 3.2 设计GraphQL查询语句
设计有效的GraphQL查询语句对于构建高性能的应用至关重要。在本节中，我们将探讨如何根据项目需求设计合适的查询语句。
#### 3.2.1 构造基本查询
为了展示GitHub用户的详细信息，我们需要构造一个查询语句来获取用户的姓名、头像、个人简介、关注者数量以及前五个仓库的信息。下面是一个示例查询语句：
```graphql
query getUserDetails($username: String!) {
user(login: $username) {
name
avatarUrl
bio
followers {
totalCount
}
repositories(first: 5) {
edges {
node {
name
description
stargazers {
totalCount
}
}
}
}
}
}
```
这个查询语句定义了一个名为`getUserDetails`的查询，它接受一个名为`username`的变量。查询中包含了`user`字段，用于获取指定用户名的用户信息。`repositories`字段则用于获取用户的前五个仓库。
#### 3.2.2 使用变量
在实际应用中，我们通常需要根据用户输入动态生成查询语句。为此，我们可以使用GraphQL中的变量来传递动态值。例如，在上面的查询语句中，`$username`就是一个变量，它的值将在运行时确定。
在React组件中，可以使用`useQuery`钩子来执行查询，并传入所需的变量。例如：
```javascript
import React from 'react';
import { useQuery } from '@apollo/client';
import gql from 'graphql-tag';
import client from './client';
const GET_USER_DETAILS = gql`
query getUserDetails($username: String!) {
user(login: $username) {
name
avatarUrl
bio
followers {
totalCount
}
repositories(first: 5) {
edges {
node {
name
description
stargazers {
totalCount
}
}
}
}
}
}
`;
function UserDetails({ username }) {
const { loading, error, data } = useQuery(GET_USER_DETAILS, {
variables: { username },
client,
});
if (loading) return <p>Loading...</p>;
if (error) return <p>Error: {error.message}</p>;
const { user } = data;
return (
<div>
<h2>{user.name}</h2>
<img src={user.avatarUrl} alt="Avatar" />
<p>{user.bio}</p>
<p>Followers: {user.followers.totalCount}</p>
<ul>
{user.repositories.edges.map((repo) => (
<li key={repo.node.name}>
<strong>{repo.node.name}</strong>: {repo.node.description}
<br />
Stars: {repo.node.stargazers.totalCount}
</li>
))}
</ul>
</div>
);
}
export default UserDetails;
```
通过这种方式，我们可以根据用户输入动态地构造查询语句，从而获取所需的数据。这种灵活性使得React应用能够更加高效地与GitHub API交互，提供更好的用户体验。
## 四、React组件开发
### 4.1 创建React组件
在React应用中，组件是构建用户界面的基本单元。为了实现上述功能需求，我们需要创建一系列的React组件来展示GitHub用户的信息。这些组件应该遵循React的最佳实践，包括单一职责原则、可复用性和良好的状态管理。
#### 4.1.1 主组件`App`
首先，创建一个主组件`App`，作为整个应用的入口点。`App`组件负责组织其他子组件，并管理全局的状态。
```javascript
import React, { useState } from 'react';
import UserDetails from './UserDetails';
import './App.css';
function App() {
const [username, setUsername] = useState('');
const handleUsernameChange = (event) => {
setUsername(event.target.value);
};
return (
<div className="App">
<h1>GitHub User Details</h1>
<input
type="text"
placeholder="Enter GitHub username"
value={username}
onChange={handleUsernameChange}
/>
<UserDetails username={username} />
</div>
);
}
export default App;
```
在这个组件中，我们使用了`useState`钩子来管理当前输入的GitHub用户名。当用户在输入框中输入文本时，`handleUsernameChange`函数会被调用，更新状态中的`username`值。`UserDetails`组件接收`username`作为props，并负责展示用户的详细信息。
#### 4.1.2 子组件`UserDetails`
`UserDetails`组件负责展示用户的详细信息。它接收一个`username` prop，并使用Apollo Client执行GraphQL查询来获取数据。
```javascript
import React from 'react';
import { useQuery } from '@apollo/client';
import gql from 'graphql-tag';
import client from './client';
const GET_USER_DETAILS = gql`
query getUserDetails($username: String!) {
user(login: $username) {
name
avatarUrl
bio
followers {
totalCount
}
repositories(first: 5) {
edges {
node {
name
description
stargazers {
totalCount
}
}
}
}
}
}
`;
function UserDetails({ username }) {
const { loading, error, data } = useQuery(GET_USER_DETAILS, {
variables: { username },
client,
});
if (loading) return <p>Loading...</p>;
if (error) return <p>Error: {error.message}</p>;
const { user } = data;
return (
<div>
<h2>{user.name}</h2>
<img src={user.avatarUrl} alt="Avatar" />
<p>{user.bio}</p>
<p>Followers: {user.followers.totalCount}</p>
<ul>
{user.repositories.edges.map((repo) => (
<li key={repo.node.name}>
<strong>{repo.node.name}</strong>: {repo.node.description}
<br />
Stars: {repo.node.stargazers.totalCount}
</li>
))}
</ul>
</div>
);
}
export default UserDetails;
```
在这个组件中，我们使用了`useQuery`钩子来执行GraphQL查询，并根据查询结果渲染用户信息。如果查询还在加载中，组件会显示“Loading...”；如果发生错误，则显示错误消息。
### 4.2 数据获取与状态管理
在React应用中，数据获取和状态管理是非常关键的部分。为了确保应用的高效运行，我们需要合理地管理数据获取过程，并有效地处理状态变化。
#### 4.2.1 使用`useEffect`优化数据获取
为了优化数据获取过程，我们可以使用`useEffect`钩子来监听状态的变化，并在适当的时候触发数据获取。
```javascript
import React, { useState, useEffect } from 'react';
import { useQuery } from '@apollo/client';
import gql from 'graphql-tag';
import client from './client';
const GET_USER_DETAILS = gql`
query getUserDetails($username: String!) {
user(login: $username) {
name
avatarUrl
bio
followers {
totalCount
}
repositories(first: 5) {
edges {
node {
name
description
stargazers {
totalCount
}
}
}
}
}
}
`;
function UserDetails({ username }) {
const [data, setData] = useState(null);
const [loading, setLoading] = useState(false);
const [error, setError] = useState(null);
useEffect(() => {
async function fetchData() {
try {
setLoading(true);
const { data } = await client.query({
query: GET_USER_DETAILS,
variables: { username },
});
setData(data);
} catch (err) {
setError(err);
} finally {
setLoading(false);
}
}
fetchData();
}, [username, client]);
if (loading) return <p>Loading...</p>;
if (error) return <p>Error: {error.message}</p>;
const { user } = data;
return (
<div>
<h2>{user.name}</h2>
<img src={user.avatarUrl} alt="Avatar" />
<p>{user.bio}</p>
<p>Followers: {user.followers.totalCount}</p>
<ul>
{user.repositories.edges.map((repo) => (
<li key={repo.node.name}>
<strong>{repo.node.name}</strong>: {repo.node.description}
<br />
Stars: {repo.node.stargazers.totalCount}
</li>
))}
</ul>
</div>
);
}
export default UserDetails;
```
在这个版本中，我们使用了`useEffect`来监听`username`的变化，并在变化时重新获取数据。这样可以确保每次用户输入新的GitHub用户名时，都能及时获取最新的数据。
#### 4.2.2 状态管理与错误处理
为了更好地管理状态，我们引入了额外的状态变量`data`、`loading`和`error`。这些状态变量分别用于存储查询结果、加载状态和错误信息。通过这种方式，我们可以更清晰地控制组件的行为，并提供更好的用户体验。
```javascript
const [data, setData] = useState(null);
const [loading, setLoading] = useState(false);
const [error, setError] = useState(null);
```
在数据获取过程中，我们使用了异步函数`fetchData`，并在其中处理了数据获取的逻辑。如果数据获取成功，`setData`函数会被调用，更新状态中的`data`值；如果发生错误，则调用`setError`函数记录错误信息。无论成功还是失败，最后都会调用`setLoading(false)`来关闭加载状态。
通过这种方式，我们不仅确保了数据获取的高效性，还提供了良好的错误处理机制，增强了应用的健壮性。
## 五、前端界面设计与实现
### 5.1 用户界面设计
在构建基于React和GraphQL的GitHub应用时，精心设计用户界面（UI）对于提升用户体验至关重要。一个直观且美观的UI不仅能够吸引用户，还能使他们更容易理解和使用应用的功能。以下是针对此应用的一些UI设计建议：
#### 5.1.1 主题与色彩方案
选择一个简洁明快的主题，使用易于阅读的颜色对比度。例如，可以采用浅色背景搭配深色文字和按钮，确保信息清晰可见。此外，还可以为不同的元素（如用户名、仓库名等）分配特定颜色，以增强视觉层次感。
#### 5.1.2 布局与排版
- **顶部导航栏**：在页面顶部设置一个固定的导航栏，包含应用的标题和简短说明，让用户一眼就能识别应用的目的。
- **输入框与按钮**：在导航栏下方放置一个明显的输入框，用于用户输入GitHub用户名。旁边配有一个搜索按钮，便于用户提交查询。
- **用户信息展示区**：在输入框下方设置一个区域，用于展示查询到的用户信息，包括头像、用户名、个人简介等。
- **仓库列表**：在用户信息下方展示仓库列表，每个仓库条目包含仓库名称、描述和星标数量等信息。
#### 5.1.3 交互设计
- **动态加载**：当用户输入GitHub用户名后，应用应立即开始加载数据，并显示加载动画，直到数据加载完成。
- **错误提示**：如果查询失败或用户输入无效的用户名，应用应显示友好的错误提示信息，指导用户正确操作。
- **分页功能**：如果用户拥有大量仓库，可以实现分页功能，每页显示一定数量的仓库，以提高加载速度和用户体验。
### 5.2 响应式布局实现
为了确保应用能够在不同设备和屏幕尺寸上良好显示，实现响应式布局是非常重要的。React提供了多种方法来实现这一目标，包括使用CSS媒体查询、Flexbox布局和Grid布局等。
#### 5.2.1 使用CSS媒体查询
通过CSS媒体查询，可以根据屏幕宽度调整样式。例如，可以为小屏幕设备定义一套样式，为大屏幕设备定义另一套样式。这有助于确保应用在不同设备上都能保持良好的可读性和可用性。
```css
/* CSS 示例 */
@media (max-width: 768px) {
.app-container {
padding: 10px;
}
.user-details {
font-size: 14px;
}
}
@media (min-width: 769px) {
.app-container {
padding: 20px;
}
.user-details {
font-size: 16px;
}
}
```
#### 5.2.2 Flexbox布局
Flexbox布局是一种现代的布局方式，非常适合创建响应式的用户界面。通过设置容器的`display: flex;`属性，可以轻松地实现元素的水平或垂直排列，并在不同屏幕尺寸下自动调整大小。
```css
/* CSS 示例 */
.app-container {
display: flex;
flex-direction: column;
align-items: center;
}
.user-input {
width: 100%;
max-width: 400px;
margin-bottom: 20px;
}
.user-details {
display: flex;
flex-direction: column;
align-items: center;
margin-top: 20px;
}
.repo-list {
display: flex;
flex-wrap: wrap;
justify-content: center;
gap: 10px;
}
```
#### 5.2.3 Grid布局
Grid布局提供了一种更加强大的布局方式，可以创建复杂的网格系统。通过定义行和列的数量及大小，可以轻松地实现复杂布局，并使其适应不同的屏幕尺寸。
```css
/* CSS 示例 */
.app-container {
display: grid;
grid-template-columns: repeat(auto-fit, minmax(300px, 1fr));
gap: 20px;
padding: 20px;
}
.user-details {
grid-column: span 2;
text-align: center;
}
.repo-list {
display: grid;
grid-template-columns: repeat(auto-fill, minmax(200px, 1fr));
gap: 10px;
}
```
通过以上方法，可以确保应用在不同设备上都能呈现出一致且美观的界面，从而提升用户体验。
## 六、项目测试与优化
### 6.1 测试与调试
在完成了React应用的开发之后，进行彻底的测试与调试是必不可少的步骤。这不仅能确保应用的稳定性和可靠性，还能帮助开发者发现潜在的问题并加以解决。以下是针对此应用的一些建议：
#### 6.1.1 单元测试
单元测试是验证应用各个组成部分是否按预期工作的有效手段。对于React应用来说，可以使用Jest和Enzyme这样的工具来进行单元测试。例如，可以为`UserDetails`组件编写测试用例，以确保它能够正确地渲染用户信息和仓库列表。
```javascript
import React from 'react';
import { shallow } from 'enzyme';
import UserDetails from './UserDetails';
describe('UserDetails', () => {
it('renders correctly with data', () => {
const wrapper = shallow(<UserDetails username="exampleuser" />);
expect(wrapper).toMatchSnapshot();
});
it('displays loading message when data is not available', () => {
const wrapper = shallow(<UserDetails username="" />);
expect(wrapper.text()).toContain('Loading...');
});
it('displays error message when there is an error', () => {
const wrapper = shallow(<UserDetails username="invaliduser" />);
expect(wrapper.text()).toContain('Error:');
});
});
```
通过这些测试用例，可以确保组件在不同情况下都能正常工作。
#### 6.1.2 集成测试
集成测试侧重于检查不同组件之间以及与外部服务（如GraphQL API）的交互是否正常。可以使用Jest的`jest-mock`库来模拟GraphQL查询的响应，以测试组件间的交互逻辑。
```javascript
import React from 'react';
import { render, screen, waitFor } from '@testing-library/react';
import { ApolloProvider } from '@apollo/client';
import client from './client';
import UserDetails from './UserDetails';
describe('UserDetails integration tests', () => {
it('loads and displays user details', async () => {
render(
<ApolloProvider client={client}>
<UserDetails username="exampleuser" />
</ApolloProvider>
);
await waitFor(() => expect(screen.getByText(/exampleuser/i)).toBeInTheDocument());
expect(screen.getByText(/exampleuser/i)).toBeInTheDocument();
expect(screen.getByText(/followers/i)).toBeInTheDocument();
expect(screen.getByText(/repositories/i)).toBeInTheDocument();
});
});
```
这些测试有助于确保应用在实际环境中能够正确地获取和展示数据。
#### 6.1.3 手动测试
除了自动化测试之外，手动测试也是必不可少的。开发者应该亲自使用应用，尝试各种输入和操作，以确保一切功能都能正常工作。特别要注意边缘情况和异常输入，因为这些往往是自动化测试难以覆盖的。
### 6.2 性能优化
性能优化是提高用户体验的关键因素之一。对于基于React和GraphQL的应用来说，以下几个方面是值得关注的：
#### 6.2.1 减少不必要的重渲染
React应用的一个常见问题是不必要的重渲染，这会导致性能下降。可以通过以下几种方式来减少重渲染：
- **使用React.memo或shouldComponentUpdate**：对于那些只在某些特定条件下需要更新的组件，可以使用`React.memo`或`shouldComponentUpdate`来避免不必要的渲染。
- **使用useMemo和useCallback**：对于计算成本较高的函数或对象，可以使用`useMemo`和`useCallback`来缓存它们，避免在每次渲染时重新创建。
#### 6.2.2 优化GraphQL查询
GraphQL查询的优化对于提高应用性能至关重要。以下是一些优化策略：
- **减少嵌套查询**：尽量减少嵌套查询的深度，以减少数据传输量。
- **使用片段（Fragments）**：对于重复使用的数据结构，可以使用GraphQL片段来避免重复查询相同的数据。
- **懒加载**：对于大型数据集，可以实现懒加载机制，只在用户滚动或点击时才加载额外的数据。
#### 6.2.3 利用浏览器缓存
对于频繁访问的数据，可以利用浏览器缓存来减少网络请求。Apollo Client内置了缓存机制，可以配置缓存策略来提高数据加载速度。
```javascript
import { InMemoryCache } from '@apollo/client';
const cache = new InMemoryCache({
typePolicies: {
Repository: {
fields: {
stargazers: {
read(_, { readField }) {
const totalCount = readField('totalCount');
return {
totalCount,
nodes: [],
};
},
},
},
},
},
});
```
通过以上方法，可以显著提高应用的性能，为用户提供更快捷、流畅的体验。
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