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深入探索NVelocity：.NET环境下的模板引擎应用
深入探索NVelocity：.NET环境下的模板引擎应用
### 摘要
NVelocity是一款专为.NET环境设计的高效模板引擎，它沿袭了Velocity模板引擎的核心优势。NVelocity允许开发者利用简洁明了的模板语言来构建动态内容，非常适合快速生成网页、报表等文本输出。通过编写示例代码，开发者不仅能更好地理解NVelocity的工作机制，还能将其应用于实际项目中。
### 关键词
NVelocity, 模板引擎, .NET环境, 动态内容, 示例代码
## 一、NVelocity简介
### 1.1 模板引擎概述
模板引擎是一种软件工具，用于将预定义的模板与数据结合，生成动态内容。在Web开发领域，模板引擎的应用非常广泛，它们可以帮助开发者轻松地创建结构化且可重复使用的页面布局。模板引擎通常包含一套简单的标记语言，用于描述数据如何嵌入到模板中。这使得开发者可以专注于业务逻辑，而无需关心页面的具体呈现细节。
对于.NET环境而言，NVelocity正是这样一款高效的模板引擎。它借鉴了Java世界中流行的Velocity模板引擎的设计理念，并针对.NET平台进行了优化。NVelocity支持多种.NET语言，如C#和VB.NET，使得.NET开发者能够利用简洁的模板语言来构建动态内容，如网页、报表和其他基于文本的输出。
### 1.2 NVelocity的核心特性
NVelocity的核心特性包括以下几个方面：
- **简洁的模板语言**：NVelocity提供了易于理解和使用的模板语言，让开发者能够快速上手并开始创建动态内容。这种语言支持变量赋值、条件判断、循环等基本控制结构，同时还包括一些高级特性，如宏定义和自定义标签。
- **高性能**：NVelocity经过精心设计，旨在提供卓越的性能表现。它采用了缓存机制来存储编译后的模板，减少了每次请求时的处理时间，从而提高了整体效率。
- **灵活性**：NVelocity支持多种数据源，包括.NET对象、XML文档等。这意味着开发者可以根据具体需求选择最合适的数据来源，并轻松地将数据整合到模板中。
- **易于集成**：NVelocity可以无缝集成到现有的.NET应用程序中，无论是Web应用还是桌面应用。它还支持与其他.NET框架和服务的集成，如ASP.NET MVC或Web API，进一步增强了其适用范围。
通过编写示例代码，开发者不仅可以深入了解NVelocity的工作原理，还能在实践中探索其各种特性的应用场景。例如，创建一个简单的Web页面模板，展示如何从数据库中检索数据并显示在页面上；或者编写一个报表生成器，演示如何根据不同的输入参数生成定制化的报表。这些示例不仅有助于理解NVelocity的基本用法，还能激发更多的创新思路。
## 二、NVelocity的安装与配置
### 2.1 环境搭建
为了充分利用NVelocity模板引擎的功能，开发者首先需要搭建一个合适的开发环境。以下是搭建NVelocity开发环境所需的步骤：
1. **安装.NET Framework**：NVelocity是为.NET环境设计的，因此首先需要确保计算机上已安装了.NET Framework。推荐使用.NET Framework 4.5及以上版本，以获得最佳性能和支持。
2. **获取NVelocity库**：可以从NuGet包管理器中安装NVelocity库。在Visual Studio中打开项目，通过NuGet包管理器控制台运行命令 `Install-Package NVelocity` 来安装NVelocity。
3. **配置开发工具**：使用Visual Studio或其他.NET兼容IDE（如Visual Studio Code）创建一个新的.NET项目。确保项目设置正确，以便能够引用NVelocity库。
4. **添加引用**：在项目中添加对NVelocity库的引用。这一步骤通常在安装NuGet包后自动完成，但也可以手动添加引用。
完成以上步骤后，开发者就可以开始使用NVelocity来创建动态内容了。
### 2.2 配置步骤
接下来，我们将详细介绍如何配置NVelocity以适应不同的开发场景。
1. **初始化NVelocity**：在项目启动时，需要初始化NVelocity引擎。这通常涉及到创建一个`VelocityEngine`实例，并设置必要的配置选项。例如，可以指定模板文件的路径、缓存策略等。
```csharp
var velocity = new VelocityEngine();
velocity.Init(new Properties() {
{"resource.loader", "file"},
{"file.resource.loader.path", "Templates"},
{"runtime.log.logsystem.class", "NVelocity.Log.NLogLogSystem"}
});
```
2. **加载模板**：使用`velocity.GetTemplate`方法加载所需的模板文件。这一步骤是将模板文件转换为可执行对象的关键。
```csharp
var template = velocity.GetTemplate("template.vm");
```
3. **准备数据模型**：创建一个`VelocityContext`对象，并向其中添加数据模型。数据模型可以是任何.NET对象，如列表、字典等。
```csharp
var context = new VelocityContext();
context.Put("title", "Welcome to NVelocity!");
context.Put("items", new List<string>() { "Item 1", "Item 2", "Item 3" });
```
4. **合并模板与数据模型**：使用`template.Merge`方法将模板与数据模型合并，生成最终的输出内容。可以将结果直接写入到文件或流中。
```csharp
using (var writer = new StringWriter())
{
template.Merge(context, writer);
Console.WriteLine(writer.ToString());
}
```
通过上述步骤，开发者可以轻松地利用NVelocity模板引擎来生成动态内容。这些配置步骤不仅适用于Web开发，也适用于其他需要生成动态文本的应用场景，如报表生成、邮件模板等。随着对NVelocity熟悉程度的加深，开发者还可以探索更多高级特性，如宏定义、自定义标签等，以满足更复杂的需求。
## 三、模板语言基础
### 3.1 变量引用
在NVelocity中，变量引用是构建动态内容的基础。开发者可以通过简单的语法来引用模板上下文中定义的变量。变量名通常由字母、数字和下划线组成，并且必须以字母或下划线开头。变量引用的语法非常直观，只需在模板中使用`${variableName}`这样的形式即可。
#### 示例
假设我们有一个名为`title`的变量，其值为`Welcome to NVelocity!`，则可以在模板中这样引用它：
```vm
<h1>${title}</h1>
```
当模板与数据模型合并时，该变量会被替换为其实际值，生成如下HTML代码：
```html
<h1>Welcome to NVelocity!</h1>
```
此外，NVelocity还支持数组和集合类型的变量。例如，如果有一个名为`items`的列表变量，可以通过循环结构遍历并显示每个元素。这种灵活性使得NVelocity非常适合用于生成包含动态数据的网页和报表。
### 3.2 宏定义与使用
宏是NVelocity的一个强大特性，它允许开发者定义可重用的代码块。宏可以接受参数，并在模板中多次调用，极大地提高了模板的复用性和维护性。
#### 宏定义
宏定义使用`#macro`关键字，后面跟着宏名和参数列表。宏体包含在大括号 `{}` 中。例如，定义一个简单的宏来显示欢迎消息：
```vm
#macro( welcome $name )
<p>Welcome, ${name}!</p>
#end
```
#### 宏使用
定义好宏之后，可以在模板中通过`#welcome`来调用它，并传递参数：
```vm
#set( $name = "John Doe" )
#welcome( $name )
```
这将输出：
```html
<p>Welcome, John Doe!</p>
```
宏不仅可以简化模板代码，还能帮助开发者实现更复杂的逻辑，如条件判断和循环结构。
### 3.3 条件语句与循环结构
NVelocity提供了丰富的条件语句和循环结构，使得开发者能够根据不同的数据生成多样化的输出。
#### 条件语句
条件语句使用`#if`、`#else`和`#elseif`关键字。例如，根据用户是否登录显示不同的内容：
```vm
#if( $isLoggedIn )
<p>Welcome back, ${username}!</p>
#else
<p>Please log in to continue.</p>
#end
```
#### 循环结构
循环结构使用`#foreach`关键字。例如，遍历一个列表并显示每个元素：
```vm
#foreach( $item in $items )
<li>${item}</li>
#end
```
这些条件语句和循环结构使得NVelocity能够灵活地处理各种数据结构，从而生成符合需求的动态内容。通过合理地使用这些结构，开发者可以创建高度定制化的模板，以适应不同的应用场景。
## 四、示例代码解析
### 4.1 简单的模板示例
为了更好地理解NVelocity模板引擎的基本用法，下面通过一个简单的示例来展示如何使用NVelocity创建动态内容。在这个例子中，我们将创建一个简单的Web页面模板，该模板会显示一个欢迎消息和一个包含几个项目的列表。
#### 模板文件 (`simple.vm`)
```vm
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>${pageTitle}</title>
</head>
<body>
<h1>${greeting}, ${visitorName}!</h1>
<ul>
#foreach( $item in $items )
<li>${item}</li>
#end
</ul>
</body>
</html>
```
#### C# 代码示例
```csharp
using NVelocity.App;
using NVelocity.Context;
using NVelocity.Runtime;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// 初始化NVelocity引擎
var velocity = new VelocityEngine();
velocity.Init(new RuntimeServices().GetProperties());
// 创建数据模型
var context = new VelocityContext();
context.Put("pageTitle", "Welcome Page");
context.Put("greeting", "Hello");
context.Put("visitorName", "John Doe");
context.Put("items", new List<string>() { "Item 1", "Item 2", "Item 3" });
// 加载模板
var template = velocity.GetTemplate("simple.vm");
// 合并模板与数据模型
using (var writer = new StringWriter())
{
template.Merge(context, writer);
Console.WriteLine(writer.ToString());
}
}
}
```
运行上述代码后，控制台将输出一个完整的HTML页面，其中包括欢迎消息和项目列表。这个简单的示例展示了如何使用NVelocity的基本功能，如变量引用、循环结构等。
### 4.2 复杂模板的示例与讲解
接下来，我们将通过一个更复杂的示例来展示NVelocity模板引擎的强大功能。在这个例子中，我们将创建一个包含多个部分的复杂模板，用于生成一个包含动态内容的报表。
#### 模板文件 (`complex.vm`)
```vm
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>${reportTitle}</title>
</head>
<body>
<h1>${reportTitle}</h1>
<p>Generated on: ${date}</p>
#if( $showSummary )
<h2>Summary</h2>
<p>Total Items: ${totalItems}</p>
<p>Total Sales: ${totalSales}</p>
#end
<h2>Details</h2>
<table>
<thead>
<tr>
<th>Item Name</th>
<th>Quantity</th>
<th>Price</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
#foreach( $item in $items )
<tr>
<td>${item.Name}</td>
<td>${item.Quantity}</td>
<td>${item.Price}</td>
</tr>
#end
</tbody>
</table>
</body>
</html>
```
#### C# 代码示例
```csharp
using NVelocity.App;
using NVelocity.Context;
using NVelocity.Runtime;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// 初始化NVelocity引擎
var velocity = new VelocityEngine();
velocity.Init(new RuntimeServices().GetProperties());
// 创建数据模型
var context = new VelocityContext();
context.Put("reportTitle", "Monthly Sales Report");
context.Put("date", DateTime.Now.ToShortDateString());
context.Put("showSummary", true);
context.Put("totalItems", 100);
context.Put("totalSales", 5000.00);
var items = new List<Item>();
for (int i = 1; i <= 10; i++)
{
items.Add(new Item()
{
Name = $"Product {i}",
Quantity = i * 10,
Price = i * 100.00
});
}
context.Put("items", items);
// 加载模板
var template = velocity.GetTemplate("complex.vm");
// 合并模板与数据模型
using (var writer = new StringWriter())
{
template.Merge(context, writer);
Console.WriteLine(writer.ToString());
}
}
}
public class Item
{
public string Name { get; set; }
public int Quantity { get; set; }
public double Price { get; set; }
}
```
在这个示例中，我们创建了一个包含多个部分的复杂模板，用于生成一个包含动态内容的报表。模板使用了条件语句来控制是否显示摘要部分，并使用循环结构来遍历项目列表。此外，还展示了如何使用自定义类（`Item`）作为数据模型的一部分。这个例子展示了NVelocity模板引擎的强大功能，包括条件判断、循环结构以及自定义对象的支持。通过这种方式，开发者可以创建高度定制化的模板，以适应各种复杂的应用场景。
## 五、NVelocity在动态网页生成中的应用
### 5.1 模板与数据的绑定
在NVelocity中，模板与数据的绑定是生成动态内容的关键步骤。这一过程涉及将模板文件与包含实际数据的数据模型相结合，以生成最终的输出内容。NVelocity通过其简洁的模板语言和强大的数据绑定机制，使得这一过程变得简单而高效。
#### 数据模型准备
数据模型是模板与实际数据之间的桥梁。在NVelocity中，数据模型通常是一个`VelocityContext`对象，它可以包含任意数量的变量和对象。这些变量和对象将在模板中被引用，以填充动态内容。
##### 示例
假设我们需要生成一个包含用户信息的个人主页模板，数据模型可能如下所示：
```csharp
var context = new VelocityContext();
context.Put("username", "JohnDoe");
context.Put("bio", "Software developer with a passion for technology.");
context.Put("projects", new List<string>() { "Project A", "Project B", "Project C" });
```
#### 模板中的数据引用
一旦数据模型准备好，就可以在模板中引用这些变量和对象。NVelocity使用 `${variableName}` 的语法来引用变量，这使得模板代码既简洁又易于理解。
##### 示例
在模板文件中，可以这样引用上面定义的变量：
```vm
<h1>Welcome, ${username}!</h1>
<p>${bio}</p>
<ul>
#foreach( $project in $projects )
<li>${project}</li>
#end
</ul>
```
当模板与数据模型合并时，这些变量会被替换成实际的值，生成完整的HTML页面。
#### 自定义对象支持
除了基本类型外，NVelocity还支持自定义对象作为数据模型的一部分。这对于处理复杂的数据结构非常有用，比如包含多个属性的对象或嵌套的集合。
##### 示例
假设我们有一个表示用户的自定义类 `User`，包含姓名、年龄和兴趣爱好等属性：
```csharp
public class User
{
public string Name { get; set; }
public int Age { get; set; }
public List<string> Hobbies { get; set; }
}
```
在模板中，我们可以像引用基本类型一样引用这些属性：
```vm
<h1>Welcome, ${user.Name}!</h1>
<p>Age: ${user.Age}</p>
<p>Hobbies:</p>
<ul>
#foreach( $hobby in $user.Hobbies )
<li>${hobby}</li>
#end
</ul>
```
通过这种方式，NVelocity能够灵活地处理各种类型的数据，使得开发者能够轻松地创建动态内容。
### 5.2 页面生成流程
页面生成流程是指从加载模板到生成最终输出内容的整个过程。NVelocity通过一系列简洁而高效的步骤实现了这一过程，使得开发者能够快速生成所需的动态内容。
#### 初始化NVelocity引擎
在开始页面生成之前，首先需要初始化NVelocity引擎。这通常涉及到创建一个`VelocityEngine`实例，并设置必要的配置选项，如模板文件的路径、缓存策略等。
##### 示例
初始化NVelocity引擎：
```csharp
var velocity = new VelocityEngine();
velocity.Init(new Properties() {
{"resource.loader", "file"},
{"file.resource.loader.path", "Templates"},
{"runtime.log.logsystem.class", "NVelocity.Log.NLogLogSystem"}
});
```
#### 加载模板
加载模板是将模板文件转换为可执行对象的关键步骤。这一步骤通常通过`velocity.GetTemplate`方法完成。
##### 示例
加载模板文件：
```csharp
var template = velocity.GetTemplate("userProfile.vm");
```
#### 准备数据模型
创建一个`VelocityContext`对象，并向其中添加数据模型。数据模型可以是任何.NET对象，如列表、字典等。
##### 示例
准备数据模型：
```csharp
var context = new VelocityContext();
context.Put("user", new User()
{
Name = "John Doe",
Age = 30,
Hobbies = new List<string>() { "Reading", "Hiking", "Coding" }
});
```
#### 合并模板与数据模型
最后一步是使用`template.Merge`方法将模板与数据模型合并，生成最终的输出内容。可以将结果直接写入到文件或流中。
##### 示例
合并模板与数据模型：
```csharp
using (var writer = new StringWriter())
{
template.Merge(context, writer);
Console.WriteLine(writer.ToString());
}
```
通过上述步骤，开发者可以轻松地利用NVelocity模板引擎来生成动态内容。这些步骤不仅适用于Web开发，也适用于其他需要生成动态文本的应用场景，如报表生成、邮件模板等。随着对NVelocity熟悉程度的加深，开发者还可以探索更多高级特性，以满足更复杂的需求。
## 六、NVelocity在报表生成中的应用
### 6.1 报表模板设计
在NVelocity中设计报表模板是一项关键任务，它直接影响到最终输出内容的质量和可读性。一个好的报表模板不仅要能够清晰地展示数据，还要具备良好的视觉效果和易用性。下面将介绍如何设计一个既实用又美观的报表模板。
#### 选择合适的布局
报表模板的布局应该简洁明了，便于阅读。常见的布局包括表格形式、列表形式以及混合形式。表格形式适用于展示结构化的数据，如销售记录、库存清单等；列表形式则更适合展示非结构化的信息，如新闻摘要、公告等。
#### 使用样式增强可读性
为了提高报表的可读性，可以使用CSS样式来美化模板。例如，可以为表格添加边框、背景色和字体样式等，以区分不同的数据区域。此外，还可以使用不同的颜色和字体大小来突出重要信息。
#### 利用条件格式化
条件格式化是一种强大的工具，可以根据数据的不同状态改变其外观。例如，在报表中，可以使用不同的颜色来表示销售额的高低，或者使用图标来表示完成度。这有助于快速识别关键信息，提高报表的实用性。
#### 示例模板
下面是一个简单的报表模板示例，用于展示销售数据：
```vm
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<style>
table {
width: 100%;
border-collapse: collapse;
}
th, td {
border: 1px solid #ddd;
padding: 8px;
text-align: left;
}
th {
background-color: #f2f2f2;
}
tr:nth-child(even) {
background-color: #f2f2f2;
}
.highlight {
color: red;
font-weight: bold;
}
</style>
</head>
<body>
<h1>Sales Report</h1>
<table>
<thead>
<tr>
<th>Product</th>
<th>Quantity Sold</th>
<th>Revenue</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
#foreach( $sale in $sales )
<tr>
<td>${sale.Product}</td>
<td>${sale.QuantitySold}</td>
<td>#if( $sale.Revenue > 1000 )<span class="highlight">${sale.Revenue}</span>#else${sale.Revenue}#end</td>
</tr>
#end
</tbody>
</table>
</body>
</html>
```
在这个示例中，我们使用了简单的CSS样式来美化表格，并通过条件格式化高亮显示了超过1000元的销售额。
### 6.2 数据填充与输出
一旦报表模板设计完成，下一步就是将实际数据填充到模板中，并生成最终的输出内容。NVelocity提供了简单而强大的API来实现这一过程。
#### 准备数据模型
数据模型是报表生成的核心，它包含了所有需要展示的数据。在本例中，我们将使用一个包含销售记录的列表作为数据模型。
##### 示例数据模型
```csharp
var sales = new List<Sale>()
{
new Sale() { Product = "Product A", QuantitySold = 50, Revenue = 1200 },
new Sale() { Product = "Product B", QuantitySold = 30, Revenue = 900 },
new Sale() { Product = "Product C", QuantitySold = 20, Revenue = 500 }
};
```
#### 加载模板
使用`velocity.GetTemplate`方法加载报表模板文件。
##### 示例
```csharp
var template = velocity.GetTemplate("salesReport.vm");
```
#### 合并模板与数据模型
使用`template.Merge`方法将模板与数据模型合并，生成最终的输出内容。
##### 示例
```csharp
using (var writer = new StringWriter())
{
var context = new VelocityContext();
context.Put("sales", sales);
template.Merge(context, writer);
Console.WriteLine(writer.ToString());
}
```
通过上述步骤，可以轻松地利用NVelocity模板引擎生成动态报表。这些报表不仅包含了实际的数据，还通过样式和条件格式化增强了可读性和实用性。随着对NVelocity熟悉程度的加深，开发者还可以探索更多高级特性，以满足更复杂的需求。
## 七、NVelocity的最佳实践
### 7.1 性能优化
NVelocity作为一个高效的模板引擎，已经在设计上考虑了许多性能优化措施。然而，在实际应用中，开发者还可以采取一些额外的步骤来进一步提升性能。
#### 缓存策略
NVelocity支持模板缓存，这意味着编译后的模板会被存储起来，避免每次请求时都需要重新编译。开发者可以通过配置`VelocityEngine`来启用模板缓存，并调整缓存策略以适应不同的应用场景。
##### 示例
```csharp
var velocity = new VelocityEngine();
velocity.Init(new Properties() {
{"resource.loader", "file"},
{"file.resource.loader.path", "Templates"},
{"runtime.cache.provider", "NVelocity.Runtime.Cache.LRUCacheProvider"},
{"runtime.cache.size", "100"} // 调整缓存大小
});
```
#### 数据模型优化
在处理大量数据时，优化数据模型可以显著提高性能。例如，可以预先计算和过滤数据，减少模板中的循环次数。此外，还可以考虑使用更轻量的数据结构，如字典而非复杂的对象。
##### 示例
```csharp
var filteredSales = sales.Where(s => s.Revenue > 1000).ToList();
context.Put("filteredSales", filteredSales);
```
#### 模板结构优化
合理的模板结构设计同样有助于提高性能。避免在模板中使用过于复杂的逻辑，尽量将复杂的计算逻辑放在后端代码中处理。此外，可以考虑使用宏定义来减少重复代码，提高模板的可读性和维护性。
##### 示例
```vm
#macro( formatCurrency $amount )
#if( $amount > 1000 )
<span class="highlight">${amount}</span>
#else
${amount}
#end
#end
#foreach( $sale in $filteredSales )
<tr>
<td>${sale.Product}</td>
<td>${sale.QuantitySold}</td>
<td>#formatCurrency( $sale.Revenue )</td>
</tr>
#end
```
### 7.2 错误处理与异常管理
在使用NVelocity的过程中，可能会遇到各种错误和异常情况。有效的错误处理和异常管理机制对于保证应用程序的稳定性和用户体验至关重要。
#### 异常捕获
在加载模板、合并模板与数据模型等操作时，可能会抛出异常。开发者可以通过try-catch块来捕获这些异常，并采取适当的措施。
##### 示例
```csharp
try
{
var template = velocity.GetTemplate("salesReport.vm");
using (var writer = new StringWriter())
{
template.Merge(context, writer);
Console.WriteLine(writer.ToString());
}
}
catch (Exception ex)
{
Console.WriteLine($"An error occurred: {ex.Message}");
}
```
#### 日志记录
记录详细的日志信息有助于诊断问题。NVelocity支持多种日志系统，如NLog、log4net等。通过配置日志系统，可以记录模板加载、合并过程中的详细信息，方便后续的调试和分析。
##### 示例
```csharp
var velocity = new VelocityEngine();
velocity.Init(new Properties() {
{"runtime.log.logsystem.class", "NVelocity.Log.NLogLogSystem"}
});
```
#### 用户友好的错误提示
在面向用户的界面中，提供清晰、友好的错误提示非常重要。当出现错误时，可以向用户展示简明扼要的信息，而不是技术性的堆栈跟踪。
##### 示例
```csharp
try
{
var template = velocity.GetTemplate("salesReport.vm");
using (var writer = new StringWriter())
{
template.Merge(context, writer);
Console.WriteLine(writer.ToString());
}
}
catch (Exception ex)
{
Console.WriteLine("Oops! Something went wrong. Please try again later.");
}
```
通过实施这些性能优化措施和错误处理策略，开发者可以确保NVelocity模板引擎在各种应用场景下的高效稳定运行。
## 八、总结
NVelocity作为一款专为.NET环境设计的高效模板引擎，凭借其简洁的模板语言、高性能和灵活性等特点，在快速生成网页、报表以及其他基于文本的输出方面展现出强大的能力。通过本文的介绍，我们不仅了解了NVelocity的基本概念和核心特性，还深入探讨了其安装配置、模板语言基础以及在动态网页生成和报表生成中的具体应用。此外，文章还分享了一些关于性能优化和错误处理的最佳实践，帮助开发者更好地利用NVelocity解决实际问题。总之，NVelocity为.NET开发者提供了一种强大而灵活的工具，能够显著提高开发效率并改善最终产品的质量。
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