学C的第三十三天【C语言文件操作】

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相关代码gitee自取

C语言学习日记: 加油努力 (gitee.com)

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接上期

学C的第三十二天【动态内存管理】_高高的胖子的博客-CSDN博客

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1 . 为什么要使用文件

  • 以前面写的通讯录为例,当通讯录运行起来的时候,可以给通讯录中增加删除数据
    此时数据是存放在内存中,当程序退出的时候通讯录中的数据自然就不存在了
    下次运行通讯录程序的时候数据又得重新录入,如果使用这样的通讯录就很难受。

                

  • 既然是通讯录就应该把信息记录下来
    只有我们自己选择删除数据的时候数据才不复存在
    这就涉及到了数据持久化的问题,我们一般数据持久化的方法有:
    数据存放在磁盘文件存放到数据库等方式。

            

  • 使用文件我们可以将数据直接存放在电脑的硬盘上,做到了数据的持久化

         

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

             

2 . 什么是文件

             

磁盘上的文件是文件。

在程序设计中平常讲的文件有两种从文件功能角度分类):

程序文件数据文件

                     


                    

(1). 程序文件:

                 

包括:

  • 源文件(后缀为 .c ) 
  • 目标文件(windows环境后缀为 .obj
  • 可执行程序(windows环境后缀为 .exe

                     


                    

(2). 数据文件:

         

数据文件的内容不一定是程序,而是程序运行时读写的数据

比如程序运行需要从中读取数据的文件, 或者输出内容的文件

            

这篇博客讨论的也是数据文件。

           

之前博客所处理数据的输入输出是以终端为对象的

从终端的键盘输入数据运行结果显示到显示器上。

其实有时候我们会把信息输出到磁盘上

需要的时候从磁盘上把数据读取到内存中使用

这里处理的就是磁盘上的文件

                     


                    

(3). 文件名:

          

一个文件有一个唯一的文件标识以便用户识别引用

          

文件名包含3部分

文件路径+文件名主干+文件后缀

例如: c:\code\test.txt

            

为了方便起见文件标识常被称为文件名

         

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3 . 文件的打开和关闭

(1). 文件指针:

               

缓冲文件系统中,有个关键概念“文件类型指针”简称“文件指针”

               

每个被使用的文件在内存中开辟了一个相应的文件信息区

用来存放文件的相关信息(如文件的名字文件状态文件当前的位置等)。

这些信息是保存在一个结构体变量中的。

该结构体类型由系统声明的,取名FILE.

                     

例如 -- VS2013编译环境提供的 stdio.h头文件 中有以下的文件类型申明

                        struct _iobuf {
                                char *_ptr;
                                int   _cnt;
                                char *_base;
                                int   _flag;
                                int   _file;
                                int   _charbuf;
                                int   _bufsiz;
                                char *_tmpfname;
                                };
                        typedef struct _iobuf FILE;

不同的C编译器的FILE类型包含的内容不完全相同,但是大同小异

              

每当打开一个文件的时候,系统根据文件的情况自动创建一个FILE结构体的变量

填充其中的信息使用者不必关心细节

             

一般都是通过一个FILE的指针维护这个FILE结构体的变量,这样使用起来更加方便

            

可以创建一个FILE*的指针变量:  

定义pf是一个指向FILE类型数据的指针变量

                            FILE* pf;//文件指针变量

可以使用pf指向某个文件的文件信息区(是一个结构体变量)。

通过该文件信息区中的信息就能够访问该文件

也就是说,通过文件指针变量能够找到与它关联的文件

                   

图解:

学C的第三十三天【C语言文件操作】,CCC全是C,c语言

                     


                    

(2). 文件的打开和关闭:

                

文件在读写之前应该先打开文件,在使用结束之后应该关闭文件

编写程序的时候,在打开文件的同时

都会返回一个FILE*的指针变量指向该文件,也相当于建立了指针和文件的关系

                   

ANSIC 规定使用 fopen函数 打开文件fclose函数关闭文件

学C的第三十三天【C语言文件操作】,CCC全是C,c语言

               

fopen函数的参数mode:

文件使用方式 含义 如果指定文件不存在
“r”(只读) 为了输入数据打开一个已经存在的文本文件 出错(返回NULL空指针)
“w”(只写) 为了输出数据打开一个文本文件 建立一个新的文件
“a”(追加) 向文本文件尾添加数据 建立一个新的文件
“rb”(只读) 为了输入数据,打开一个二进制文件 出错(返回NULL空指针)
“wb”(只写) 为了输出数据,打开一个二进制文件 建立一个新的文件
“ab”(追加) 向一个二进制文件尾添加数据 建立一个新的文件
“r+”(读写) 为了读和写,打开一个文本文件 出错(返回NULL空指针)
“w+”(读写) 为了读和写,建立一个新的文件 建立一个新的文件
“a+”(读写) 打开一个文件,在文件尾进行读写 建立一个新的文件
“rb+”(读写) 为了读和写,打开一个二进制文件 出错(返回NULL空指针)
“wb+”(读写) 为了读和写,新建一个新的二进制文件 建立一个新的文件
“ab+”(读写) 打开一个二进制文件,在文件尾进行读和写 建立一个新的文件
                      
示例:

学C的第三十三天【C语言文件操作】,CCC全是C,c语言

         

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4 . 文件的顺序读写

(1). 顺序读写函数介绍:

函数名 功能 适用于
fgetc 字符输入函数 所有输入流
fputc 字符输出函数 所有输出流
fgets 文本行输入函数 所有输入流
fputs 文本行输出函数 所有输出流
fscanf 格式化输入函数 所有输入流
fprintf 格式化输出函数 所有输出流
fread 二进制输入 文件
fwrite 二进制输出 文件

                 

写(输出)和 读(输入) :

             

  • “写(输出)”
    程序的数据写(输出)到文件

             

  • “读(输入)”
    文件的内容读取(输入)到程序

            

图解:

学C的第三十三天【C语言文件操作】,CCC全是C,c语言

                   

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示例:fputc 和 fgetc

              

fputc
  • 第一个参数
    输出的字符
  • 第二个参数
    指定(写入)输出的目标(输出流)

学C的第三十三天【C语言文件操作】,CCC全是C,c语言

//文件操作需要该头文件
#include <stdio.h> 
int main()
{
	//创建FILE类型指针,使用fopen函数进行文件操作
	FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
	//第一个参数文件名可以是相对路径或绝对路径

	//操作失败可能会返回空指针,进行检验:
	if (pf == NULL)
	{
		//打印错误信息:
		perror("fopen");
		return 1;
	}

	//顺序读写:
	//写文件:
	/*fputc('a', pf);
	fputc('b', pf);
	fputc('c', pf);*/
	//也可以使用for循环写进文件:
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 26; i++)
	{
		fputc('a' + i, pf);
	}

	//读文件:

	//关闭文件
	fclose(pf); //这样只是文件关闭了
	//还需要把文件指针置为空指针:
	pf = NULL;

	return 0;
}

                  

fgetc
  • 第一个参数
    指定(读取)输入的位置(输入流)
  • 返回值
    读取到的字符
    因为
    字符的ASCII码值为数字,所以用int类型变量进行接收

学C的第三十三天【C语言文件操作】,CCC全是C,c语言

//文件操作需要该头文件
#include <stdio.h> 
int main()
{
	//创建FILE类型指针,使用fopen函数进行文件操作
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	//第一个参数文件名可以是相对路径或绝对路径

	//操作失败可能会返回空指针,进行检验:
	if (pf == NULL)
	{
		//打印错误信息:
		perror("fopen");
		return 1;
	}

	//顺序读写:

	//读文件:
	int i = 0;
	for ( i = 0; i < 26; i++)
	{
		int ch = fgetc(pf);
		printf("%c", ch);

	}

	printf("\n");

	//关闭文件
	fclose(pf); //这样只是文件关闭了
	//还需要把文件指针置为空指针:
	pf = NULL;

	return 0;
}

                   

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示例:fputs 和 fgets

              

fputs
  • 第一个参数
    输出的一行字符串,如需换行要自己加"\n"
  • 第二个参数
    指定(写入)输出的目标(输出流)

学C的第三十三天【C语言文件操作】,CCC全是C,c语言

//文件操作需要该头文件
#include <stdio.h> 
int main()
{
	//创建FILE类型指针,使用fopen函数进行文件操作
	FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
	//第一个参数文件名可以是相对路径或绝对路径

	//操作失败可能会返回空指针,进行检验:
	if (pf == NULL)
	{
		//打印错误信息:
		perror("fopen");
		return 1;
	}

	//顺序读写:
	//写文件 - 写一行
	fputs("hello world\n", pf);
	fputs("hello good good world\n", pf);
	// 第一个参数:要输出的一行字符串,换行要自己加
	// 第二个参数:输出流,填写要输出的目标


	//关闭文件
	fclose(pf); //这样只是文件关闭了
	//还需要把文件指针置为空指针:
	pf = NULL;

	return 0;
}

              

fgets
  • 第一个参数
    用来存放从输入流读取的一行数据的字符数组
    所以使用该函数时最好先准备一个字符串

                 

  • 第二个参数
    从输入流一行中读取的字符个数
    遇到换行符 "\n" 提前结束读取
    需注意实际读取字符个数为 num-1 个
    能够读完的话最后一个字符会是换行符 "\n"不能读完最后一个字符是结束符"\0"
    所以使用该函数进行输入时可以不用自己加换行符,

               

  • 第三个参数
    指定(读取)输入的位置(输入流)

学C的第三十三天【C语言文件操作】,CCC全是C,c语言

//文件操作需要该头文件
#include <stdio.h> 
int main()
{
	//创建FILE类型指针,使用fopen函数进行文件操作
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	//第一个参数文件名可以是相对路径或绝对路径

	//操作失败可能会返回空指针,进行检验:
	if (pf == NULL)
	{
		//打印错误信息:
		perror("fopen");
		return 1;
	}

	//顺序读写:
	//读文件 - 读一行
	
	//读一行文件要先创建一个字符数组
	//来存储待会从文件读到的数据:
	char arr[10] = { 0 }; 
	
	//使用fgets函数读一行:
	fgets(arr, 10, pf);

	//打印读取到的数据:
	printf("%s", arr); 
	//直接打印用于存储的字符串即可


	//关闭文件
	fclose(pf); //这样只是文件关闭了
	//还需要把文件指针置为空指针:
	pf = NULL;

	return 0;
}

                   

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示例:fprintf 和 fscanf

              

上面的示例中的四个函数对字符类型进行文本操作

这两个函数则可以对“带有格式”的数据(结构体)进行文本操作

            

fprintf
  • 第一个参数
    跟printf函数相比,就多了这第一个参数
    指定(写入)输出的目标(输出流)
  • 第二个参数
    分别写出“带格式数据”的格式
    类似printf函数的第一个参数%d%s……)
  • 之后的参数:
    之后的参数取决于自己需要加入多少个参数
    每个参数都需要在第二个参数中注明格式
    参数之间要用逗号隔开

学C的第三十三天【C语言文件操作】,CCC全是C,c语言

#include <stdio.h>
struct S
{
	int a; //整型数据
	float s; //浮点型数据
};

int main()
{
	//创建FILE类型指针,使用fopen函数进行文件操作
	FILE* pf = fopen("data.txt", "w");
	//第一个参数文件名可以是相对路径或绝对路径

	//操作失败可能会返回空指针,进行检验:
	if (pf == NULL)
	{
		//打印错误信息:
		perror("fopen");
		return 1;
	}

	//顺序读写:

	//写文件 - fprintf函数:
	struct S s = { 100, 3.14f }; //创建结构体变量
	//使用fprintf函数输出带格式的数据:
	fprintf(pf, "%d %f", s.a, s.s);

	//关闭文件d
	fclose(pf); //这样只是文件关闭了
	//还需要把文件指针置为空指针:
	pf = NULL;

	return 0;
}

              

fscanf
  • 第一个参数
    跟scanf函数相比,就多了这第一个参数
    指定(读取)输入的位置(输入流)
  • 第二个参数
    分别写出“带格式数据”的格式
    类似scanf函数的第一个参数%d%s……)
  • 之后的参数:
    之后的参数取决于自己需要加入多少个参数
    每个参数都需要在第二个参数中注明格式
    参数之间要用逗号隔开
    类似scanf函数,需要加上取地址符&

学C的第三十三天【C语言文件操作】,CCC全是C,c语言

#include <stdio.h>
struct S
{
	int a; //整型数据
	float s; //浮点型数据
};

int main()
{
	//创建FILE类型指针,使用fopen函数进行文件操作
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	//第一个参数文件名可以是相对路径或绝对路径

	//操作失败可能会返回空指针,进行检验:
	if (pf == NULL)
	{
		//打印错误信息:
		perror("fopen");
		return 1;
	}

	//顺序读写:

	//读文件:
	struct S s = { 0 };

	fscanf(pf, "%d %f", &(s.a), &(s.s));
	//读取后放在结构体变量s中

	//打印查看读取效果:
	printf("%d %f", s.a, s.s);

	//关闭文件d
	fclose(pf); //这样只是文件关闭了
	//还需要把文件指针置为空指针:
	pf = NULL;

	return 0;
}

                   

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示例:fwrite 和 fread
fwrite
  • 第一个参数
    将要写入文件中的数据的起始地址(如数组名
  • 第二个参数
    写到文件中的每个数据大小(如数组每个元素大小
  • 第三个参数
    将要写入文件的数据个数(如数组元素个数
  • 第四个参数
    指定(写入)输出的目标(输出流)

学C的第三十三天【C语言文件操作】,CCC全是C,c语言

#include <stdio.h>
//fwrite:
struct S
{
	int a;
	float s;
	char str[10];
};

int main()
{
	//创建一个结构体变量:
	struct S s = { 99, 6.18f, "hello" };

	//创建FILE类型指针,使用fopen函数进行文件操作
	FILE* pf = fopen("data.txt", "wb"); 
	//注:二级制写文件是“wb”
	//第一个参数文件名可以是相对路径或绝对路径

	//操作失败可能会返回空指针,进行检验:
	if (pf == NULL)
	{
		//打印错误信息:
		perror("fopen");
		return 1;
	}

	//以二级制形式写文件:
	fwrite(&s, sizeof(struct S), 1, pf);

	//关闭文件d
	fclose(pf); //这样只是文件关闭了
	//还需要把文件指针置为空指针:
	pf = NULL;

	return 0;
}

              

fread
  • 第一个参数
    给出一个地址(指针)
    二进制形式读取文件后
    把读取到的数据从该地址开始依次往后存放
  • 第二个参数
    读取(输入)的每个数据大小(如数组每个元素大小
  • 第三个参数
    读取(输入)的数据个数(如数组元素个数
  • 第四个参数
    指定(读取)输入的位置(输入流)
  • 返回值
    返回读取到的数据个数
    可以
    根据返回值情况判断是否继续读取数据

学C的第三十三天【C语言文件操作】,CCC全是C,c语言

#include <stdio.h>
//fwrite:
struct S
{
	int a;
	float s;
	char str[10];
};

int main()
{
	//创建FILE类型指针,使用fopen函数进行文件操作
	FILE* pf = fopen("data.txt", "rb"); 
	//注:二级制读文件是“rb”
	//第一个参数文件名可以是相对路径或绝对路径

	//操作失败可能会返回空指针,进行检验:
	if (pf == NULL)
	{
		//打印错误信息:
		perror("fopen");
		return 1;
	}

	//创建一个结构体变量:
	//读取完二进制数据后存入改结构体变量中
	struct S s = { 0 };

	//以二级制形式读取文件:
	fread(&s, sizeof(struct S), 1, pf);

	//读取后打印查看读取情况:
	printf("%d %f %s\n", s.a, s.s, s.str);

	//关闭文件d
	fclose(pf); //这样只是文件关闭了
	//还需要把文件指针置为空指针:
	pf = NULL;

	return 0;
}

                     


                    

(2). 程序运行时的三个流:

            

C语言程序中,只要程序运行起来,就默认会打开三个流

           

  • 标准输入流stdin -- 可以使用 scanfgetchar 等函数
  • 标准输出流stdout -- 可以使用 printfputchar 等函数
  • 标准错误流stderr

          

三个流的类型都是 FILE* 指针

             

             

勿混淆:stdio.h

stdio.h 是一个头文件,指标准输入输出

指的是从键盘上输入把数据打印到屏幕上这些函数的总和

                   

             

补充:三组易混淆的函数

scanf 和 printf
  • scanf -- 从标准输入流读取格式化的数据
  • printf -- 向标准输出流写入格式化的数据

              ​​​

fscanf 和 fprintf
(上面有示例)
  • fscanf -- 适用于所有输入流的格式化输入函数
  • fprintf -- 适用于所有输出流的格式化输出函数

             

sscanf 和 sprintf
  • sscanf -- 从字符串中读取格式化数据(“把字符串转化为结构体变量数据”)
  • sprintf -- 将格式化的数据转换为字符串(“把结构体变量数据转换为字符串”)

         

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5 . 文件的随机读写

随机读写:

             

随意指定文件的任意位置进行读写操作

                

当你使用文件指针打开对应文件的时候
文件指针指向文件起始位置的

所以要实现随机读写

就要让文件指针指向你想要的位置

                     


                    

(1). fseek函数 :

            

跟函数可以根据文件指针的位置和偏移量定位文件指针

                  

函数书写格式:

int fseek ( FILE * stream, long int offset, int origin );

                  

对应参数和返回值描述:

  • FILE * stream  -- (参数一)接收要操作文件的文件指针

               

  • long int offset  -- (参数二)偏移量正数向右偏移负数向左偏移

            

  • int origin  -- (参数三)文件操作的起始位置,从哪开始偏移
    三个可选择的参数
    SEEK SET -- 从 文件的起始位置 开始偏移
    SEEK CUR -- 从 当前文件指针的位置 开始偏移
    SEEK END -- 从 文件的末尾位置 开始偏移

                  
示例:

学C的第三十三天【C语言文件操作】,CCC全是C,c语言

#include <stdio.h>
int main()
{
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}

	//读文件
	int ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//a

	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//b

	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//c

	//使用参数三的 SEEK CUR 进行演示:
	fseek(pf, -3, SEEK_CUR);

	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);
	
	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

                     


                    

(2). ftell函数 :

            

该函数会返回文件指针相对于起始位置偏移量

                  

函数书写格式:

long int ftell ( FILE * stream );

                  

对应参数和返回值描述:

  • FILE * stream  -- (参数一)接收要操作文件的文件指针

               

  • long int -- (返回值)返回文件指针相对于起始位置偏移量

              

示例:

学C的第三十三天【C语言文件操作】,CCC全是C,c语言

#include <stdio.h>
int main()
{
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}

	//读文件
	int ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//a

	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//b

	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//c

	//使用ftell函数当前偏移量:
	int pos = ftell(pf);
	printf("%d\n", pos);
	
	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

                     


                    

(3). rewind函数 :

            

文件指针的位置回到文件的起始位置

                  

函数书写格式:

void rewind ( FILE * stream );

                  

对应参数和返回值描述:

  • FILE * stream  -- (参数一)接收要操作文件的文件指针

                       

示例:

学C的第三十三天【C语言文件操作】,CCC全是C,c语言


#include <stdio.h>
int main()
{
	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("fopen");
		return 1;
	}

	//读文件
	int ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//a

	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//b

	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);//c

	//使用rewind函数让文件指针回到初始位置:
	rewind(pf);

	ch = fgetc(pf);
	printf("%c\n", ch);
	
	fclose(pf);
	pf = NULL;

	return 0;
}

         

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6 . 文本文件 和 二进制文件

根据数据的组织形式数据文件被称为文本文件或者二进制文件

         

数据在内存中以二进制的形式存储,如果不加转换的输出到外存文件硬盘),

就是二进制文件。(直接打开进行查看是乱码

         

如果要求在外存上以ASCII码的形式存储,则需要在存储前转换

以ASCII字符的形式存储的文件就是文本文件

         

一个数据在内存中怎么存储的呢?

字符一律以ASCII形式存储

数值型数据可以用ASCII形式存储,也可以使用二进制形式存储

              

有整数10000

如果以ASCII码的形式输出到磁盘,则磁盘中占用5个字节每个字符一个字节),

二进制形式输出,则在磁盘上只占4个字节整型)。

VS2013测试

               

图解:

学C的第三十三天【C语言文件操作】,CCC全是C,c语言

         

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7 . 文件读取结束的判定

被错误使用的feof函数 :

牢记:在文件读取过程中不能用feof函数的返回值直接来判断文件的是否结束

       

feof函数 的作用是:
文件读取结束的时候,判断 遇到文件尾 是不是读取结束的原因

读取结束还可能是因为读到中途遇到错误等等

            

            

1. 文本文件读取是否结束:

可以使用 feof函数 后

判断返回值是否为 EOF ( fgetc ),或者 NULL ( fgets )

             

例如:

  • 使用 fgetc函数 后  --  使用 feof函数 判断返回值是否为 EOF证明文件读取结束
  • 使用 fgets函数 后  --  使用 feof函数 判断返回值是否为 NULL证明文件读取结束

             

            

2. 二进制文件的读取结束判断:

可以使用 fread函数 后

判断返回值是否小于实际要读的个数

            

例如:

  • fread函数 返回 实际读取个数
    所以可以通过判断 fread函数 返回值实际读取个数是否小于实际要读的个数
    说明二进制文件读取结束

         

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

             

8 . 文件缓冲区

ANSIC 标准采用“缓冲文件系统”处理的数据文件的,

所谓缓冲文件系统,

指系统自动地在内存中为程序中每一个正在使用的文件开辟一块“文件缓冲区”

                  

内存向磁盘输出数据先送到内存中的缓冲区

装满缓冲区后才一起送到磁盘上

            

如果从磁盘向计算机读入数据

从磁盘文件中读取数据输入到内存缓冲区充满缓冲区),

然后再从缓冲区逐个地将数据送到程序数据区程序变量等)。

             

缓冲区的大小根据C编译系统决定的。

                   

因为有缓冲区的存在C语言操作文件候,

需要刷新缓冲区或者在文件操作结束的时候关闭文件

如果不做可能导致读写文件的问题

             

图解:

学C的第三十三天【C语言文件操作】,CCC全是C,c语言文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-643574.html

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