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SHELL编程之嵌套循环及随机数

发表于 分类于 Valine：
  • 掌握for循环语句的基本语法结构
  • 掌握while和until循环语句的基本语法结构
  • 能会使用RANDOM产生随机数
  • 理解嵌套循环

一、随机数

关键词：一切都是未知数，永远不知道明天会抽什么风:wind_chime::sweat_smile:

1. 如何生成随机数？

系统变量：RANDOM，默认会产生0~32767的随机整数

前言：要想调用变量，不管你是什么变量都要给钱，而且是美元:heavy_dollar_sign:

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打印一个随机数
echo $RANDOM
查看系统上一次生成的随机数
# set|grep RANDOM
RANDOM=28325

产生0~1之间的随机数
echo $[$RANDOM%2]

产生0~2之间的随机数
echo $[$RANDOM%3]

产生0~3之间的随机数
echo $[$RANDOM%4]

产生0~9内的随机数
echo $[$RANDOM%10]

产生0~100内的随机数
echo $[$RANDOM%101]


产生50-100之内的随机数
echo $[$RANDOM%51+50]

产生三位数的随机数
echo $[$RANDOM%900+100]

2. 实战案例

㈠ 随机产生以139开头的电话号码

具体需求1：

写一个脚本，产生一个phonenum.txt文件，随机产生以139开头的手机号1000个，每个一行。

① 思路

  1. 产生1000个电话号码，脚本需要循环1000次 FOR WHILE UNTIL
  2. 139+8位,后8位随机产生，可以让每一位数字都随机产生 echo $[$RANDOM%10]
  3. 将随机产生的数字分别保存到变量里，然后加上139保存到文件里

② 落地实现

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#!/bin/env bash
#产生1000个以139开头的电话号码并保存文件phonenum.txt
file=/shell03/phonenum.txt
for ((i=1;i<=1000;i++))
do
	n1=$[$RANDOM%10]
	n2=$[$RANDOM%10]
	n3=$[$RANDOM%10]
	n4=$[$RANDOM%10]
	n5=$[$RANDOM%10]
	n6=$[$RANDOM%10]
	n7=$[$RANDOM%10]
	n8=$[$RANDOM%10]
	echo "139$n1$n2$n3$n4$n5$n6$n7$n8" >> $file
done


#!/bin/bash
# random phonenum
# 循环1000次产生电话号码并保存到文件
for i in {1..1000}
do
	n1=$[RANDOM%10]
	n2=$[RANDOM%10]
	n3=$[RANDOM%10]
	n4=$[RANDOM%10]
	n5=$[RANDOM%10]
	n6=$[RANDOM%10]
	n7=$[RANDOM%10]
	n8=$[RANDOM%10]
	echo "139$n1$n2$n3$n4$n5$n6$n7$n8" >> phonenum.txt
done

#!/bin/bash
i=1
while [ $i -le 1000 ]
do
	n1=$[$RANDOM%10]
	n2=$[$RANDOM%10]
	n3=$[$RANDOM%10]
	n4=$[$RANDOM%10]
	n5=$[$RANDOM%10]
	n6=$[$RANDOM%10]
	n7=$[$RANDOM%10]
	n8=$[$RANDOM%10]
	echo "139$n1$n2$n3$n4$n5$n6$n7$n8" >> phonenum.txt
	let i++
done

continue:继续，跳过本次循环，执行下一次循环
break:打断，执行循环体外的代码do..done外
exit:退出程序


#!/bin/bash
for i in {1..1000}
do
	n1=$[$RANDOM%10]
	n2=$[$RANDOM%10]
	n3=$[$RANDOM%10]
	n4=$[$RANDOM%10]
	n5=$[$RANDOM%10]
	n6=$[$RANDOM%10]
	n7=$[$RANDOM%10]
	n8=$[$RANDOM%10]
	echo "139$n1$n2$n3$n4$n5$n6$n7$n8" >> phonenum.txt
done

#!/bin/bash
#create phone num file
for ((i=1;i<=1000;i++))
do
	n1=$[$RANDOM%10]
	n2=$[$RANDOM%10]
	n3=$[$RANDOM%10]
	n4=$[$RANDOM%10]
	n5=$[$RANDOM%10]
	n6=$[$RANDOM%10]
	n7=$[$RANDOM%10]
	n8=$[$RANDOM%10]
	echo "139$n1$n2$n3$n4$n5$n6$n7$n8" |tee -a phonenum.txt
done

#!/bin/bash
count=0
while true
do
	n1=$[$RANDOM%10]
	n2=$[$RANDOM%10]
	n3=$[$RANDOM%10]
	n4=$[$RANDOM%10]
	n5=$[$RANDOM%10]
	n6=$[$RANDOM%10]
	n7=$[$RANDOM%10]
	n8=$[$RANDOM%10]
	echo "139$n1$n2$n3$n4$n5$n6$n7$n8" |tee -a phonenum.txt && let count++
	if [ $count -eq 1000 ];then
		break
	fi
done

㈡ 随机抽出5位幸运观众

具体需求：

  1. 在上面的1000个手机号里抽奖5个幸运观众，显示出这5个幸运观众。
  2. 但只显示头3个数和尾号的4个数，中间的都用*代替

① 思路

  1. 确定幸运观众所在的行 0-1000 随机找出一个数字 $[$RANDOM%1000+1]
  2. 将电话号码提取出来 head -随机产生行号 phonenum.txt |tail -1
  3. 显示前3个和后4个数到屏幕 echo 139****

② 落地实现

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#!/bin/bash
#定义变量
phone=/shell03/phonenum.txt
#循环抽出5位幸运观众
for ((i=1;i<=5;i++))
do
	#定位幸运观众所在行号
	line=`wc -l $phone |cut -d' ' -f1`
	luck_line=$[RANDOM%$line+1]
	#取出幸运观众所在行的电话号码
	luck_num=`head -$luck_line $phone|tail -1`
	#显示到屏幕
	echo "139****${luck_num:7:4}"
	echo $luck_num >> luck.txt
	#删除已经被抽取的幸运观众号码
	#sed -i "/$luck_num/d" $phone
done


#!/bin/bash
file=/shell04/phonenum.txt
for i in {1..5}
do
	file_num=`wc -l $file |cut -d' ' -f1`
	line=`echo $[$RANDOM%$file_num+1]`
	luck=`head -n $line  $file|tail -1`
	echo "139****${luck:7:4}" && echo $luck >> /shell04/luck_num.txt
done


#!/bin/bash
for ((i=1;i<=5;i++))
do
file=phonenum.txt
line=`cat phonenum.txt |wc -l`	1000
luckline=$[$RANDOM%$line+1]
phone=`cat $file|head -$luckline|tail -1`
echo "幸运观众为:139****${phone:7:4}"
done


或者
#!/bin/bash
# choujiang
phone=phonenum.txt
for ((i=1;i<=5;i++))
do
	num=`wc -l phonenum.txt |cut -d' ' -f1`
	line=`echo $[$RANDOM%$num+1]`
	luck=`head -$line $phone |tail -1`
	sed -i "/$luck/d" $phone
	echo "幸运观众是:139****${luck:7:4}"
done

㈢ 批量创建用户(密码随机产生)

需求：批量创建5个用户，每个用户的密码为一个随机数

① 思路

  1. 循环5次创建用户
  2. 产生一个密码文件来保存用户的随机密码
  3. 从密码文件中取出随机密码赋值给用户

② 落地实现

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#!/bin/bash
#crate user and set passwd
#产生一个保存用户名和密码的文件
echo user0{1..5}:itcast$[$RANDOM%9000+1000]#@~|tr ' ' '\n'>> user_pass.file

#循环创建5个用户
for ((i=1;i<=5;i++))
do
	user=`head -$i user_pass.file|tail -1|cut -d: -f1`
	pass=`head -$i user_pass.file|tail -1|cut -d: -f2`
	useradd $user
	echo $pass|passwd --stdin $user
done

或者
for i in `cat user_pass.file`
do
	user=`echo $i|cut -d: -f1`
	pass=`echo $i|cut -d: -f2`
	useradd $user
	echo $pass|passwd --stdin $user
done

#!/bin/bash
#crate user and set passwd
#产生一个保存用户名和密码的文件
echo user0{1..3}:itcast$[$RANDOM%9000+1000]#@~|tr ' ' '\n'|tr ':' ' ' >> user_pass.file
#循环创建5个用户
while read user pass
do
useradd $user
echo $pass|passwd --stdin $user
done < user_pass.file


pwgen工具产生随机密码：
[root@server shell04]# pwgen -cn1 12
Meep5ob1aesa
[root@server shell04]# echo user0{1..3}:$(pwgen -cn1 12)
user01:Bahqu9haipho user02:Feiphoh7moo4 user03:eilahj5eth2R
[root@server shell04]# echo user0{1..3}:$(pwgen -cn1 12)|tr ' ' '\n'
user01:eiwaShuZo5hi
user02:eiDeih7aim9k
user03:aeBahwien8co

二、嵌套循环

关键字：大圈套小圈

:clock3:时钟：分针与秒针，秒针转⼀圈（60格），分针转1格。循环嵌套就是外层循环⼀次，内层循环⼀轮。

  1. 一个循环体内又包含另一个完整的循环结构，称为循环的嵌套。
  2. 每次外部循环都会触发内部循环，直至内部循环完成，才接着执行下一次的外部循环。
  3. for循环、while循环和until循环可以相互嵌套。
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#!/bin/env bash
for ((i=1;i<=5;i++))
do
	for (())
	do
	
	done

done

1. 应用案例

㈠ 打印指定图案

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外部循环：打印换行，并且换5行 ，循环5次

内部循环：打印54321数字

for ((y=5;y>=1;y--))
do
	for ((x=5;x>=1;x--))
	do
	
	echo -n $x
	done
echo
done

㈡ 落地实现1

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X轴：
for ((i=1;i<=5;i++));do echo -n $i;done
Y轴：
负责打印换行

#!/bin/bash
for ((y=1;y<=5;y++))
do
	for ((x=1;x<=$y;x++))
	do
		echo -n $x
	done
echo
done

#!/bin/bash
for ((y=1;y<=5;y++))
do
	x=1
	while [ $x -le $y ]
		do
		echo -n $x
		let x++
		done
echo
done

㈢ 落地实现2

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Y轴：打印换行
X轴：打印数字 5-1

#!/bin/bash
y=5
while (( $y >= 1 ))
do
	for ((x=5;x>=$y;x--))
	do
		echo -n $x
	done
echo
let y--
done


#!/bin/bash
for (( y=5;y>=1;y--))
do
	for (( x=5;x>=$y;x--))
	do
	echo -n $x
	done
echo
done

#!/bin/bash
y=5
while [ $y -ge 1 ]
do
	for ((x=5;x>=$y;x--))
	do
	echo -n $x
	done
echo
let y--
done


#!/bin/bash
y=1
until (( $y >5 ))
do
	x=1
	while (( $x <= $y ))
	do
	echo -n $[6-$x]
	let x++
	done	
echo
let y++
done

#!/bin/env bash
y=1
while (( $y<= 5 ))
do
        for ((x=5;x>=6-$y;x--))
        do
                echo -n $x

        done


echo
let y++
done



课后打印：
54321
5432
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2. 课堂练习

打印九九乘法表（三种方法）

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1*1=1

1*2=2   2*2=4

1*3=3   2*3=6   3*3=9

1*4=4   2*4=8   3*4=12  4*4=16

1*5=5   2*5=10  3*5=15  4*5=20  5*5=25

1*6=6   2*6=12  3*6=18  4*6=24  5*6=30  6*6=36

1*7=7   2*7=14  3*7=21  4*7=28  5*7=35  6*7=42  7*7=49

1*8=8   2*8=16  3*8=24  4*8=32  5*8=40  6*8=48  7*8=56  8*8=64

1*9=9   2*9=18  3*9=27  4*9=36  5*9=45  6*9=54  7*9=63  8*9=72  9*9=81


Y轴：循环9次，打印9行空行
X轴：循环次数和Y轴相关；打印的是X和Y轴乘积 $[] $(())

#!/bin/bash
for ((y=1;y<=9;y++))
do
	for ((x=1;x<=$y;x++))
	do
		echo -ne "$x*$y=$[$x*$y]\t"
	done
echo
echo
done


#!/bin/bash
y=1
while [ $y -le 9 ]
do
        x=1
        while [ $x -le $y ]
        do
                echo -ne "$x*$y=$[$x*$y]\t"
                let x++
        done
echo
echo
let y++
done

或者
#!/bin/bash
for i in `seq 9`
do
    for j in `seq $i`
    do
        echo -ne  "$j*$i=$[$i*$j]\t"
    done
echo
echo
done
或者
#!/bin/bash
y=1
until [ $y -gt 9 ]
do
        x=1
        until [ $x -gt $y ]
        do
                echo -ne "$x*$y=$[ $x*$y ]\t"
                let x++
        done
echo
echo
let y++
done

三、阶段性补充总结

1. 变量定义

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1）变量名=变量值
echo $变量名
echo ${变量名}

2）read -p "提示用户信息:" 变量名

3） declare -i/-x/-r  变量名=变量值

2. 流程控制语句

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1）if [ 条件判断 ];then
		command
	fi
	
2) if [ 条件判断 ];then
		command
	else
   	command
   fi
   
 3) if [ 条件判断1 ];then
 		command1
 	 elif [ 条件判断2 ];then
 	 	command2
 	 else
    	command3
   fi

3. 循环语句

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目的：某个动作重复去做，用到循环
for
while
until

4. 影响shell程序的内置命令

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exit			退出整个程序
break		   结束当前循环，或跳出本层循环
continue 	忽略本次循环剩余的代码，直接进行下一次循环
shift			使位置参数向左移动，默认移动1位，可以使用shift 2

:
true
false

举例说明：

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以下脚本都能够实现用户自定义输入数字，然后脚本计算和：
[root@MissHou shell04]# cat shift.sh 
#!/bin/bash
sum=0
while [ $# -ne 0 ]
do
let sum=$sum+$1
shift
done
echo sum=$sum


[root@MissHou shell04]# cat for3.sh 
#!/bin/bash
sum=0
for i
do
let sum=$sum+$i
done
echo sum=$sum

5. 补充扩展expect

expect 自动应答 tcl语言

需求1：A远程登录到server上什么都不做

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#!/usr/bin/expect
# 开启一个程序
spawn ssh root@10.1.1.1
# 捕获相关内容
expect {
        "(yes/no)?" { send "yes\r";exp_continue }
        "password:" { send "123456\r" }
}
interact   //交互

脚本执行方式：
# ./expect1.sh
# /shell04/expect1.sh
# expect -f expect1.sh

1）定义变量
#!/usr/bin/expect
set ip 10.1.1.1
set pass 123456
set timeout 5
spawn ssh root@$ip
expect {
	"yes/no" { send "yes\r";exp_continue }
	"password:" { send "$pass\r" }
}
interact


2）使用位置参数
#!/usr/bin/expect
set ip [ lindex $argv 0 ]
set pass [ lindex $argv 1 ]
set timeout 5
spawn ssh root@$ip
expect {
	"yes/no" { send "yes\r";exp_continue }
	"password:" { send "$pass\r" }
}
interact

需求2：A远程登录到server上操作

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#!/usr/bin/expect
set ip 10.1.1.1
set pass 123456
set timeout 5
spawn ssh root@$ip
expect {
	"yes/no" { send "yes\r";exp_continue }
	"password:" { send "$pass\r" }
}

expect "#"
send "rm -rf /tmp/*\r"
send "touch /tmp/file{1..3}\r"
send "date\r"
send "exit\r"
expect eof

需求3：shell脚本和expect结合使用，在多台服务器上创建1个用户

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[root@server shell04]# cat ip.txt 
10.1.1.1 123456
10.1.1.2 123456


1. 循环  useradd username
2. 登录远程主机——>ssh——>从ip.txt文件里获取IP和密码分别赋值给两个变量
3. 使用expect程序来解决交互问题


#!/bin/bash
# 循环在指定的服务器上创建用户和文件
while read ip pass
do
	/usr/bin/expect <<-END &>/dev/null
	spawn ssh root@$ip
	expect {
	"yes/no" { send "yes\r";exp_continue }
	"password:" { send "$pass\r" }
	}
	expect "#" { send "useradd yy1;rm -rf /tmp/*;exit\r" }
	expect eof
	END
echo "$ip服务器用户创建完毕"
done < ip.txt



#!/bin/bash
cat ip.txt|while read ip pass
do
        {

        /usr/bin/expect <<-HOU
        spawn ssh root@$ip
        expect {
                "yes/no" { send "yes\r";exp_continue }
                "password:" { send "$pass\r" }
        }
        expect "#"
        send "hostname\r"
        send "exit\r"
        expect eof
        HOU

        }&
done
wait
echo "user is ok...."


或者
#!/bin/bash
while read ip pass
do
        {

        /usr/bin/expect <<-HOU
        spawn ssh root@$ip
        expect {
                "yes/no" { send "yes\r";exp_continue }
                "password:" { send "$pass\r" }
        }
        expect "#"
        send "hostname\r"
        send "exit\r"
        expect eof
        HOU

        }&
done<ip.txt
wait
echo "user is ok...."

四、综合案例

1. 实战案例1

㈠ 具体需求

写一个脚本，将跳板机上yunwei用户的公钥推送到局域网内可以ping通的所有机器上

说明：主机和密码文件已经提供

10.1.1.1:123456

10.1.1.2:123456

㈡ 案例分析

  1. 跳板机上的yunwei用户生成秘钥对
    • 判断账号是否存在 (id yunwei)
    • 判断该用户是否有密钥对文件 [ -f xxx ]
  2. 判断expect程序是否安装
  3. 判断局域网内主机是否ping通（循环判断|for while until）
    • 循环判断 for while
    • 循环体do……done ping 主机 如果ping通 调用expect程序自动应答推送公钥
  4. 测试验证是否免密登录成功
  • 检查服务器上ssh服务端口号
  • 把公钥推送成功的主机的信息保存到文件
  • 关闭防火墙和selinux
  • 日志记录
  • 推送公钥需要自动应答expect

㈢ 落地实现

① 代码拆分

功能1：管理员root创建yunwei用户和安装expect软件包

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#!/bin/env bash
# 实现批量推送公钥
# 判断jumper上的yunwei账号是否存在
{
id yunwei
[ $? -ne 0 ] && useradd yunwei && echo 123|passwd --stdin yunwei
} &>/dev/null
#判断expect程序是否安装
rpm -q expect
[ $? -ne 0 ] && yum -y install expect && echo "expect软件已经成功安装"

功能2：判断主机是否ping通并且yunwei用户推送公钥

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#!/bin/env bash
# 判断yunwei用户密钥对是否存在
home_dir=/home/yunwei
[ ! -f $home_dir/.ssh/id_rsa.pub ] && ssh-keygen -P '' -f id_rsa &>/dev/null

#循环检查主机的网络并且进行公钥推送
ip_txt=$home_dir/ip.txt

for i in `cat $ip_txt`
do
	ip=`echo $i|cut -d: -f1`
	pass=`echo $i|cut -d: -f2`
	ping -c1 $ip &>/dev/null
	if [ $? -eq 0 ];then
		echo $ip >> ~/ip_up.txt
		/usr/bin/expect <<-END &>/dev/null
		spawn ssh-copy-id root@$ip
		expect
			{
            "(yes/no)"  { send "yes\n";exp_continue }
            "password:"  { send "$pass\n" }
			}
		expect eof
		END	
	else
		echo $ip >> $home_dir/ip_down.txt
	fi
done

# 测试验证
remote_ip=`head -1 ~/ip_up.txt`
ssh root@$remote_ip hostname
[ $? -eq 0 ] && echo "公钥推送成功"

② 最终实现

  1. 环境准备
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jumper-server	有yunwei用户

yunwei用户sudo授权：
visudo
## Allow root to run any commands anywhere
root    ALL=(ALL)       ALL
yunwei  ALL=(root)      NOPASSWD:ALL,!/sbin/shutdown,!/sbin/init,!/bin/rm -rf /

解释说明：
1）第一个字段yunwei指定的是用户：可以是用户名，也可以是别名。每个用户设置一行，多个用户设置多行，也可以将多个用户设置成一个别名后再进行设置。
2）第二个字段ALL指定的是用户所在的主机：可以是ip,也可以是主机名，表示该sudo设置只在该主机上生效，ALL表示在所有主机上都生效！限制的一般都是本机，也就是限制使用这个文件的主机;一般都指定为"ALL"表示所有的主机，不管文件拷到那里都可以用。比如：10.1.1.1=...则表示只在当前主机生效。
3）第三个字段（root）括号里指定的也是用户：指定以什么用户身份执行sudo，即使用sudo后可以享有所有root账号下的权限。如果要排除个别用户，可以在括号内设置，比如ALL=(ALL,!oracle,!pos)。
4）第四个字段ALL指定的是执行的命令：即使用sudo后可以执行所有的命令。除了关机和删除根内容以外；也可以设置别名。NOPASSWD: ALL表示使用sudo的不需要输入密码。
5）也可以授权给一个用户组
	%admin ALL=(ALL) ALL	表示admin组里的所有成员可以在任何主机上以任何用户身份执行任何命令
  1. 脚本实现
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#!/bin/bash
#判断公钥是否存在
[ ! -f /home/yunwei/.ssh/id_rsa ] && ssh-keygen -P '' -f ~/.ssh/id_rsa

#循环判断主机是否ping通，如果ping通推送公钥
tr ':' ' ' < /shell04/ip.txt|while read ip pass
do
{
        ping -c1 $ip &>/dev/null
        if [ $? -eq 0 ];then
        echo $ip >> ~/ip_up.txt
        /usr/bin/expect <<-END &>/dev/null
         spawn ssh-copy-id root@$ip
         expect {
                "yes/no" { send "yes\r";exp_continue }
                "password:" { send "$pass\r" }
                }
        expect eof
        END
        fi
}&
done
wait
echo "公钥已经推送完毕，正在测试...."
#测试验证
remote_ip=`tail -1 ~/ip_up.txt`
ssh root@$remote_ip hostname &>/dev/null
test $? -eq 0 && echo "公钥成功推送完毕"

2. 实战案例2

写一个脚本，统计web服务的不同连接状态个数

  1. 找出查看网站连接状态的命令 ss -natp|grep :80
  2. 如何统计不同的状态 循环去统计，需要计算
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#!/bin/bash
#count_http_80_state
#统计每个状态的个数

declare -A array1
states=`ss -ant|grep 80|cut -d' ' -f1`

for i in $states
do
        let array1[$i]++
done

#通过遍历数组里的索引和元素打印出来
for j in ${!array1[@]}
do
        echo $j:${array1[$j]}
done
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