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## 图的连通性判断
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#### 总结
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- 常用的判连通办法有四种,分别是并查集、$dfs$、$bfs$、$floyd$
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- 最常用的是$dfs$、并查集
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- 前三种适合稀疏图,$floyd$适合稠密图
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### 一、并查集
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```cpp {.line-numbers}
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#include <bits/stdc++.h>
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using namespace std;
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const int N = 1010; // 图的最大点数量
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/**
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共提供两组数据,样例1为不连通用例,样例2为连通用例
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样例1:不连通,5号结点为独立的
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1 2
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样例2:连通,不存在独立结点
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5 4
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1 2
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3 4
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检测各种算法是否能准确获取结果
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*/
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int n; // n个人
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int m; // m个亲戚
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int x, y; // 输入两个人之间的关系
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int p[N]; // 并查集数组
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// 要深入理解这个递归并压缩的过程
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int find(int x) {
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if (p[x] != x) // 如果x不是族长,递归找父亲,副产品就是找回的结果更新掉自己的家族信息。
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p[x] = find(p[x]); // 非常经典的更新,路径压缩大法!
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// 返回族长是谁
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return p[x];
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}
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int cnt;
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int main() {
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#ifndef ONLINE_JUDGE
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// freopen("BCJ1.in", "r", stdin);
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freopen("BCJ2.in", "r", stdin);
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#endif
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// n个人员,m个关系
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cin >> n >> m;
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// 并查集初始化
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for (int i = 1; i <= n; i++) p[i] = i; // 自己是自己的老大
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// 录入m种关系,使用并查集来判断图的连通性
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for (int i = 1; i <= m; i++) {
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cin >> x >> y;
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// 加入并查集
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int px = find(x), py = find(y);
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if (px != py) p[px] = py;
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}
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// 图已经搭好了,接下来看它们根节点是否相同,如只有一个相同的根节点,则说明是一个连通图
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for (int i = 1; i <= n; i++)
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if (p[i] == i) cnt++;
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if (cnt == 1)
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printf("图是连通的\n");
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else
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|
printf("图不是连通的\n");
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return 0;
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|
}
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```
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### 二、$dfs$
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```cpp {.line-numbers}
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#include <bits/stdc++.h>
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using namespace std;
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const int N = 1010, M = N << 2; // 图的最大点数量
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// 链式前向星
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int e[M], h[N], idx, w[M], ne[M];
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void add(int a, int b, int c = 0) {
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|
e[idx] = b, ne[idx] = h[a], w[idx] = c, h[a] = idx++;
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|||
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}
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int n, m; // 表示图中有n个点,m条边
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bool st[N];
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int cnt;
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// 深度遍历
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void dfs(int u) {
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st[u] = 1;
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cnt++; // 多走了一个结点
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for (int i = h[u]; ~i; i = ne[i]) {
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int v = e[i];
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if (!st[v])
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dfs(v);
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}
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|
}
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int main() {
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#ifndef ONLINE_JUDGE
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|
freopen("in1.in", "r", stdin);
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// freopen("in2.in", "r", stdin);
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#endif
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|
// 初始化链式前向星
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|
memset(h, -1, sizeof h);
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// 采用邻接表建图
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cin >> n >> m;
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// m条边
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for (int i = 1; i <= m; i++) {
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int a, b;
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cin >> a >> b;
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add(a, b);
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|
}
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|
// 利用dfs进行检查是不是强连通的
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dfs(1);
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if (cnt == n)
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|
printf("图是连通的\n");
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else
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|
printf("图不是连通的\n");
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|
return 0;
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|
}
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```
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### 三、$bfs$
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```cpp {.line-numbers}
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#include <bits/stdc++.h>
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|
using namespace std;
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|
const int N = 1010, M = N << 2; // 图的最大点数量
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|
int n, m; // 表示图中有n个点,m条边
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bool st[N];
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int cnt;
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|
// 链式前向星
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|
int e[M], h[N], idx, w[M], ne[M];
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|
|
void add(int a, int b, int c = 0) {
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|||
|
|
e[idx] = b, ne[idx] = h[a], w[idx] = c, h[a] = idx++;
|
|||
|
|
}
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|
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int main() {
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#ifndef ONLINE_JUDGE
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|
freopen("in1.in", "r", stdin);
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|||
|
|
// freopen("in2.in", "r", stdin);
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|||
|
|
#endif
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|
// 初始化链式前向星
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|
memset(h, -1, sizeof h);
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|
// 采用邻接表建图
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cin >> n >> m;
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// m条边
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for (int i = 1; i <= m; i++) {
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int a, b;
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cin >> a >> b;
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|
add(a, b);
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|
}
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// 利用bfs进行检查是不是强连通的
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// 把1号结点放入队列
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queue<int> q;
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q.push(1);
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while (q.size()) {
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int u = q.front();
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q.pop();
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st[u] = 1;
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cnt++;
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for (int i = h[u]; ~i; i = ne[i]) {
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int v = e[i];
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if (!st[v])
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q.push(v);
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|
}
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|
}
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if (cnt == n)
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printf("图是连通的\n");
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else
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|
printf("图不是连通的\n");
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return 0;
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|
}
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|
```
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|
|
### 四、$floyd$
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```cpp {.line-numbers}
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|
#include <bits/stdc++.h>
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using namespace std;
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const int N = 1010; // 图的最大点数量
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int n, m;
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// 用floyd来判断起点是否可以达到终点
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int g[N][N]; // 邻接矩阵
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void floyd() {
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for (int k = 1; k <= n; k++)
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for (int i = 1; i <= n; i++)
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for (int j = 1; j <= n; j++)
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g[i][j] = g[i][j] || (g[i][k] && g[k][j]);
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|
}
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int main() {
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#ifndef ONLINE_JUDGE
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freopen("in1.in", "r", stdin);
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// freopen("in2.in", "r", stdin);
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#endif
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// 采用邻接矩阵建图
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cin >> n >> m;
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// m条边
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for (int i = 1; i <= m; i++) {
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int a, b;
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cin >> a >> b;
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// 双向建边
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g[a][b] = 1, g[b][a] = 1;
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}
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// 调用floyd
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floyd();
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for (int i = 1; i <= n; i++)
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for (int j = 1; j <= n; j++)
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if (!g[i][j]) {
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printf("图不是连通的\n");
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cout << i << " " << j << endl;
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exit(0);
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}
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|
printf("图是连通的\n");
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return 0;
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|
}
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|
```
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