C语言调用【Python3】

一、搭建编译环境

  • 终端查询系统及软件版本
  • dpkg -l 列出所有已安装的软件包

二、C语言中调用Python

  • 使用 GCC编译并链接 Python 3.10 的共享库
  • 如何在C中获取和修改 sys.path

三、C语言调用无参python函数
四、C语言调用有参python函数

一、搭建编译环境

通过C语言调用Python代码，需要先安装libpython3的 dev依赖库（不同的ubuntu版本下，python版本可
能会有差异， 比如ubuntu 22.04里是libpython3.10-dev）。

libpython3 通常指的是 Python 3 的共享库文件（shared library）。在 Linux 系统上，这个库文件的名称可能会有所不同，通常是以 libpython3.x.so 的形式命名，其中 x 是 Python 3 的主版本号。

如果你希望在编译时链接 Python 3 的共享库，你需要确保已经安装了对应版本的 Python 3 开发包。这通常包括了 Python 3 的头文件和共享库文件。你可以使用系统的包管理工具来安装这些开发包。

以下是在一些流行的 Linux 发行版上安装 Python 3 开发包的示例：

  • 在 Ubuntu 或者 Debian 上：

    sudo apt-get update
sudo apt-get install python3-dev

  • 在 Fedora 上：

    sudo dnf install python3-devel

  • 在 CentOS 或者 RHEL 上：

    sudo yum install python3-devel

一旦你安装了 Python 3 的开发包，你就应该能够在系统中找到 libpython3.x.so 文件，其中 x 是你安装的 Python 3 的主版本号。这个文件通常位于 /usr/lib/ 或 /usr/lib64/ 目录下。

请注意，如果你在编译时使用 gcc 或其他编译器，你可能需要使用 -lpython3.x 标志来链接 Python 3 的共享库。例如：

gcc -o my_program my_program.c -I/usr/include/python3.x -lpython3.x

请替换 3.x 为你所使用的 Python 3 的版本号。

终端查询系统及软件版本

这些命令用于检查内核版本、系统信息、Python版本、GCC版本和Linux发行版信息。

以下是每个命令的简要说明：

  1. cat /proc/version： 显示Linux内核版本和系统信息。

  2. cat /etc/issue： 打印/etc/issue文件的内容，该文件通常包含有关Linux发行版的信息。

  3. uname -a： 打印系统信息，如内核名称、网络节点主机名、内核发布版本、内核版本、机器硬件名称和处理器类型。

  4. python --version： 显示Python解释器的版本。

  5. gcc -v： 显示GCC（GNU编译器集合）的版本。

  6. lsb_release -a： 打印LSB（Linux标准基础）和特定于发行版的信息。LSB是一组标准，旨在增加Linux发行版之间的兼容性。

您可以在终端中运行这些命令来查看有关您的Linux系统的相应信息。 请记住，这些命令的可用性和输出可能会有所不同，具体取决于您的特定 Linux 发行版和系统配置。

dpkg -l 列出所有已安装的软件包

这个命令用于列出已安装的与 Python 3 开发相关的库。具体来说，它使用 dpkg -l 列出所有已安装的软件包，然后使用 grep 过滤出包含 “libpython3” 和 “dev” 的行。

在 Ubuntu 或 Debian 等基于 Debian 的系统上，你可以运行以下命令：

dpkg -l | grep libpython3 | grep dev

如果你已经安装了 Python 3 的开发包，命令的输出应该包含与 Python 3 相关的开发库。如果没有安装，输出将为空。

请注意，这是一种查找已安装软件包的方法，确保你使用了适用于你的 Linux 发行版的包管理工具。

二、C语言中调用Python

在C语言中调用Python代码通常涉及到使用Python的C API。Python提供了一组C API，允许在C中调用Python函数、处理Python对象等。

下面是一个简单的例子，展示了如何在C中调用Python代码：

  1. Python脚本： 编写一个简单的Python脚本，保存为 example.py。

    # example.py
def add_numbers(a, b):return a + b

  2. C代码： 编写一个C程序 invoke.c，调用Python中的函数。

    #include <Python.h>int main() {// 初始化Python解释器Py_Initialize();// 导入Python模块PyObject* pModule = PyImport_ImportModule("example");if (pModule != NULL) {// 获取Python函数对象PyObject* pFunction = PyObject_GetAttrString(pModule, "add_numbers");if (pFunction != NULL) {// 调用Python函数PyObject* pArgs = PyTuple_Pack(2, PyLong_FromLong(3), PyLong_FromLong(5));PyObject* pResult = PyObject_CallObject(pFunction, pArgs);if (pResult != NULL) {// 处理Python函数的返回值printf("Result: %ld\n", PyLong_AsLong(pResult));Py_DECREF(pResult);} else {PyErr_Print(); // 打印Python错误信息}Py_DECREF(pFunction);Py_DECREF(pArgs);} else {PyErr_Print();}Py_DECREF(pModule);} else {PyErr_Print();}// 关闭Python解释器Py_Finalize();return 0;
}

  3. 编译： 使用合适的编译器将C代码编译成可执行文件。

    gcc invoke.c -o invoke -I /usr/include/python3.x -l python3.x
gcc -o simpledemo simpledemo.c -I /usr/include/python3.x -l python3.x

    请确保替换 3.x 为你所使用的Python版本号。

  4. 运行： 运行生成的可执行文件。

    ./invoke

这个例子中，C程序初始化了Python解释器，导入了一个Python模块，获取了Python模块中的一个函数，调用了这个函数，并处理了Python函数的返回值。这只是一个简单的例子，实际应用可能涉及更复杂的交互和数据传递。

使用 GCC编译并链接 Python 3.10 的共享库

这段命令和代码的作用是：

  1. ls /usr/include/python：列出 /usr/include/python 目录下的内容。通常，Python 的头文件（.h 文件）会在这个目录下。

  2. gcc invoke.c -o invoke -I /usr/include/python3.10 -lpython3.10：使用 GCC 编译 invoke.c 文件，并链接 Python 3.10 的共享库。其中，-I 选项指定了头文件所在的目录，-lpython3.10 用于链接 Python 3.10 的共享库。编译后的可执行文件名为 invoke。

  3. ./invoke：运行编译生成的 invoke 可执行文件。

这段命令和代码的目的可能是在 invoke.c 文件中调用了 Python 3.10 的一些函数，并通过 GCC 编译器将其与 Python 3.10 的共享库链接起来。在运行 invoke 可执行文件时，它可能会执行 invoke.c 中的 Python 相关代码。

请确保你的系统中已经安装了 Python 3.10 的开发包，以及 GCC 编译器。如果没有安装，你可以使用系统的包管理工具进行安装。

如何在C中获取和修改 sys.path

sys.path列表里储存了python默认库搜索路径

在Python中，sys.path 是一个包含模块搜索路径的列表。当你导入一个模块时，Python会在这些路径中查找模块文件。

在C语言中，你可以通过Python/C API来获取和操作 sys.path。以下是一个简单的例子，展示了如何在C中获取和修改 sys.path：

#include <Python.h>int main() {// 初始化Python解释器Py_Initialize();// 获取sys.path对象PyObject* sysPath = PySys_GetObject("path");// 打印原始sys.pathprintf("Original sys.path:\n");for (Py_ssize_t i = 0; i < PyList_Size(sysPath); ++i) {PyObject* pathItem = PyList_GetItem(sysPath, i);const char* pathStr = PyUnicode_AsUTF8(pathItem);printf("%s\n", pathStr);}// 添加新路径到sys.pathPyList_Append(sysPath, PyUnicode_DecodeFSDefault("/path/to/your/directory"));// 打印修改后的sys.pathprintf("\nModified sys.path:\n");for (Py_ssize_t i = 0; i < PyList_Size(sysPath); ++i) {PyObject* pathItem = PyList_GetItem(sysPath, i);const char* pathStr = PyUnicode_AsUTF8(pathItem);printf("%s\n", pathStr);}// 关闭Python解释器Py_Finalize();return 0;
}

这个例子中，我们使用 PySys_GetObject("path") 获取了 sys.path 对象，并使用 PyList_Append 将新的路径添加到列表中。在实际应用中，你可能会根据你的需求添加不同的路径。请注意，在真实的应用中，你可能需要更加谨慎地处理路径，以确保不会破坏系统的正常运行。

#!/usr/bin/python3import sysprint(sys.path)

在这里插入图片描述

三、C语言调用无参python函数

C语言中调用无参Python函数的步骤

1、包含Python.h头文件，以便使用Python API。

2、使用void Py_Initialize()初始化Python解释器，

3、使用PyObject *PyImport_ImportModule(const char *name)和PyObject *PyObject_GetAttrString(PyObject *o, const char *attr_name)
获取sys.path对象，并利用int PyList_Append(PyObject *list, PyObject *item)将当前路径.添加到sys.path中，
以便加载当前的Python模块(Python文件即python模块)。

4、使用PyObject *PyImport_ImportModule(const char *name)函数导入Python模块，并检查是否有错误。

5、使用PyObject *PyObject_GetAttrString(PyObject *o, const char *attr_name)函数获取Python函数对象，并检查是否可调用。

6、使用PyObject *PyObject_CallObject(PyObject *callable, PyObject *args)函数调用Python函数，并获取返回值。

7、使用void Py_DECREF(PyObject *o)函数释放所有引用的Python对象。

8、结束时调用void Py_Finalize()函数关闭Python解释器。

相关的函数参数说明参考网站（网站左上角输入函数名即可开始搜索）：
3.10 Documentation » Python/C API 参考手册 » 工具 » 导入模块

#include <Python.h>int main() {// 1. 初始化Python解释器Py_Initialize();// 2. 获取sys.path对象，并将当前路径添加到sys.path中PyObject* sysPath = PySys_GetObject("path");PyList_Append(sysPath, PyUnicode_DecodeFSDefault("."));// 3. 导入Python模块PyObject* pModule = PyImport_ImportModule("your_module_name");if (pModule != NULL) {// 4. 获取Python函数对象PyObject* pFunction = PyObject_GetAttrString(pModule, "your_function_name");if (pFunction != NULL && PyCallable_Check(pFunction)) {// 5. 调用Python函数（这里是无参数调用）PyObject* pArgs = PyTuple_New(0);  // 传递空参数元组PyObject* pResult = PyObject_CallObject(pFunction, pArgs);if (pResult != NULL) {// 6. 处理返回值，可以在这里进行你的操作Py_DECREF(pResult);} else {// 打印Python错误信息PyErr_Print();}// 释放Python函数对象和参数Py_DECREF(pFunction);Py_DECREF(pArgs);} else {// 打印Python错误信息PyErr_Print();}// 释放Python模块对象Py_DECREF(pModule);} else {// 打印Python错误信息PyErr_Print();}// 7. 关闭Python解释器Py_Finalize();return 0;
}

请确保替换 “your_module_name” 和 “your_function_name” 为你实际使用的Python模块和函数的名称。
这段代码演示了如何在C中调用一个无参数的Python函数。

根据上面的流程写出的示例代码如下：

# nopara.py文件
# !/usr/bin/python3def say_funny():print('funny')

#include <Python.h>int main()
{// 1. 初始化Python解释器Py_Initialize();// 2. 获取sys.path对象，并将当前路径添加到sys.path中PyObject *sys = PyImport_ImportModule("sys");PyObject *path = PyObject_GetAttrString(sys, "path");PyList_Append(path, PyUnicode_FromString(".")); // PyUnicode_FromString将c字符串转换成Python字符串// 3. 导入Python模块PyObject *pModule = PyImport_ImportModule("nopara");if (!pModule) {PyErr_Print();printf("ERROR: failed to load nopara.py\n");return 1;}// 4. 获取Python函数对象say_funnyPyObject *pFunc = PyObject_GetAttrString(pModule, "say_funny");if (!pFunc || !PyCallable_Check(pFunc)) {PyErr_Print();printf("ERROR: function say_funny not found or not callable\n");return 1;}// 5. 调用Python函数,调用say_funny函数并获取返回值PyObject *pValue = PyObject_CallObject(pFunc, NULL);if (!pValue ) {PyErr_Print();printf("ERROR: function call failed\n");return 1;}// 释放所有引用的Python对象Py_DECREF(pValue);Py_DECREF(pFunc);Py_DECREF(pModule);// 关闭Python解释器Py_Finalize();return 0;
}

编译和运行这个程序，可以使用以下命令（假设使用的是gcc编译器和Python 3.10版本）：

gcc -o nopara nopara.c -I /usr/include/python3.10/ -l python3.10
./nopara

在这里插入图片描述

四、C语言调用有参python函数

C语言中调用有参Python函数的步骤

1、包含Python.h头文件，以便使用Python API。

2、使用void Py_Initialize()初始化Python解释器，

3、使用PyObject *PyImport_ImportModule(const char *name)和PyObject *PyObject_GetAttrString(PyObject *o, const char *attr_name)
获取sys.path对象，并利用int PyList_Append(PyObject *list, PyObject *item)将当前路径.添加到sys.path中，
以便加载当前的Python模块(Python文件即python模块)。

4、使用PyObject *PyImport_ImportModule(const char *name)函数导入Python模块，并检查是否有错误。

5、使用PyObject *PyObject_GetAttrString(PyObject *o, const char *attr_name)函数获取Python函数对象，并检查是否可调用。

6、使用PyObject *Py_BuildValue(const char *format, …)函数将C类型的数据结构转换成Python对象，
作为Python函数的参数,没有参数不需要调用

7、使用PyObject *PyObject_CallObject(PyObject *callable, PyObject *args)函数调用Python函数，并获取返回值。

8、使用int PyArg_Parse(PyObject *args, const char *format, …)函数将返回值转换为C类型，
并检查是否有错误,没有返回值时不需要调用。

9、使用void Py_DECREF(PyObject *o)函数释放所有引用的Python对象。

10、结束时调用void Py_Finalize()函数关闭Python解释器。

相关的函数参数说明参考网站（网站左上角输入函数名即可开始搜索）：
3.12.0 Documentation » Python/C API 参考手册 » 工具 » 导入模块

在C语言中调用有参Python函数的步骤。这里是整理后的步骤：

#include <Python.h>int main() {// 1. 初始化Python解释器Py_Initialize();// 2. 获取sys.path对象，并将当前路径添加到sys.path中PyObject* sysPath = PySys_GetObject("path");PyList_Append(sysPath, PyUnicode_DecodeFSDefault("."));// 3. 导入Python模块PyObject* pModule = PyImport_ImportModule("your_module_name");if (pModule != NULL) {// 4. 获取Python函数对象PyObject* pFunction = PyObject_GetAttrString(pModule, "your_function_name");if (pFunction != NULL && PyCallable_Check(pFunction)) {// 5. 构建Python函数的参数PyObject* pArgs = Py_BuildValue("(ii)", 42, 17);  // 传递两个整数参数if (pArgs != NULL) {// 6. 调用Python函数PyObject* pResult = PyObject_CallObject(pFunction, pArgs);if (pResult != NULL) {// 7. 处理返回值，可以在这里进行你的操作// 8. 将返回值转换为C类型int resultValue;if (PyArg_Parse(pResult, "i", &resultValue)) {// 处理resultValue} else {// 转换错误PyErr_Print();}Py_DECREF(pResult);} else {// 打印Python错误信息PyErr_Print();}// 释放Python函数对象和参数Py_DECREF(pFunction);Py_DECREF(pArgs);} else {// 参数构建错误PyErr_Print();}} else {// 打印Python错误信息PyErr_Print();}// 释放Python模块对象Py_DECREF(pModule);} else {// 打印Python错误信息PyErr_Print();}// 9. 关闭Python解释器Py_Finalize();return 0;
}

请确保替换 “your_module_name” 和 “your_function_name” 为你实际使用的Python模块和函数的名称，并根据你的函数参数类型调整 Py_BuildValue 和 PyArg_Parse 的格式字符串。

第六步传参

6、使用PyObject *Py_BuildValue(const char *format, …)函数创建一个Python元组或者对象，
作为Python函数的参数,没有参数势不需要调用

这里要注意的是，Py_BuildValue的第一个参数是类型转换：C对应的Python的数据类型转换对应的格式如下：
在这里插入图片描述

Py_BuildValue 函数用于将C中的数据转换为Python对象。它的第一个参数是一个格式字符串，指定了如何构建Python对象。以下是一些常见的格式码及其对应的C数据类型：

  • 's'：字符串
    • C类型：const char*
  • 'i'：整数
    • C类型：int
  • 'l'：长整数
    • C类型：long
  • 'f'：浮点数
    • C类型：double
  • 'd'：双精度浮点数
    • C类型：double
  • 'O'：任意Python对象
    • C类型：PyObject*

例如，如果你想构建一个Python元组，其中包含一个整数和一个字符串，可以使用以下格式字符串：

PyObject* result = Py_BuildValue("(is)", 42, "hello");

这将构建一个包含一个整数和一个字符串的元组。第一个参数 42 对应 i 表示整数，第二个参数 "hello" 对应 s 表示字符串。

以下是一些常用的格式码：

  • '()'：元组
  • '[]'：列表
  • '{}'：字典
  • 's'：字符串
  • 'i'：整数
  • 'l'：长整数
  • 'f'：浮点数
  • 'd'：双精度浮点数
  • 'O'：任意Python对象

你可以根据实际需要选择合适的格式码，并使用相应的C数据类型提供参数。
确保在使用 Py_BuildValue 时，提供的参数数量和格式码匹配，以避免运行时错误。

格式码C数据类型示例
's'const char*Py_BuildValue("s", "hello")
'i'intPy_BuildValue("i", 42)
'l'longPy_BuildValue("l", 123456789L)
'f'floatPy_BuildValue("f", 3.14f)
'd'doublePy_BuildValue("d", 2.71828)
'O'PyObject*Py_BuildValue("O", somePyObject)
'()'TuplePy_BuildValue("(is)", 42, "hello")
'[]'ListPy_BuildValue("[i]", 1)
'{}'DictionaryPy_BuildValue("{s:i}", "key", 42)
## 第八步返回值的处理 8、使用int PyArg_Parse(PyObject *args, const char *format, ...)函数将返回值转换为C类型， 并检查是否有错误,**没有返回值时不需要调用**。

PyArg_Parse 是 Python/C API 中用于将 Python 对象参数转换为 C 数据类型的函数。它通常用于解析从 Python 调用的函数传递的参数。以下是 PyArg_Parse 的基本用法：

int PyArg_Parse(PyObject *args, const char *format, ...);
  • args: 一个包含传递给函数的参数的元组。
  • format: 包含格式化指令的字符串，指定了如何解析参数。
  • ...: 用于接收解析后的参数值的变量。

PyArg_Parse 的格式化指令可以是以下之一：

  • 'i': 整数
  • 'f': 浮点数
  • 's': 字符串
  • 'O': 任意对象

以下是一些示例：

  1. 解析一个整数参数：

    int value;
if (!PyArg_Parse(args, "i", &value)) {// 处理解析错误return NULL;
}

  2. 解析一个浮点数参数：

    double value;
if (!PyArg_Parse(args, "f", &value)) {// 处理解析错误return NULL;
}

  3. 解析一个字符串参数：

    const char *text;
if (!PyArg_Parse(args, "s", &text)) {// 处理解析错误return NULL;
}

  4. 解析一个任意对象参数：

    PyObject *obj;
if (!PyArg_Parse(args, "O", &obj)) {// 处理解析错误return NULL;
}

PyArg_Parse 还支持更复杂的格式化字符串，允许你指定多个参数以及它们的类型。例如：

int x, y;
if (!PyArg_Parse(args, "(ii)", &x, &y)) {// 处理解析错误return NULL;
}

在这个例子中，期望参数是一个包含两个整数的元组。

注意：PyArg_Parse 在解析参数时会自动增加引用计数，但在解析失败时需要手动处理错误。如果解析失败，它会返回 0，并且你应该在错误处理中返回 NULL 或适当的错误信息。

示例代码如下：

# para.py文件
# !/usr/bin/python3def say_funny(category):print(category)return category    

#if 0
1、包含Python.h头文件，以便使用Python API。2、使用void Py_Initialize()初始化Python解释器，3、使用PyObject *PyImport_ImportModule(const char *name)和PyObject *PyObject_GetAttrString(PyObject *o, const char *attr_name)
获取sys.path对象，并利用int PyList_Append(PyObject *list, PyObject *item)将当前路径.添加到sys.path中，
以便加载当前的Python模块(Python文件即python模块)。4、使用PyObject *PyImport_ImportModule(const char *name)函数导入Python模块，并检查是否有错误。5、使用PyObject *PyObject_GetAttrString(PyObject *o, const char *attr_name)函数获取Python函数对象，并检查是否可调用。6、使用PyObject *Py_BuildValue(const char *format, ...)函数将C类型的数据结构转换成Python对象，
作为Python函数的参数,没有参数不需要调用。7、使用PyObject *PyObject_CallObject(PyObject *callable, PyObject *args)函数调用Python函数，并获取返回值。8、使用int PyArg_Parse(PyObject *args, const char *format, ...)函数将返回值转换为C类型，
并检查是否有错误,没有返回值时不需要调用。9、使用void Py_DECREF(PyObject *o)函数释放所有引用的Python对象。10、结束时调用void Py_Finalize()函数关闭Python解释器。相关的函数参数说明参考网站（网站左上角输入函数名即可开始搜索）：
https://docs.python.org/zh-cn/3/c-api/import.html
#endif#include <Python.h>int main()
{// 初始化Python解释器Py_Initialize();// 获取sys.path对象，并将当前路径添加到sys.path中PyObject *sys = PyImport_ImportModule("sys");PyObject *path = PyObject_GetAttrString(sys, "path");PyList_Append(path, PyUnicode_FromString(".")); // PyUnicode_FromString将c字符串转换成Python字符串// 导入Python模块PyObject *pModule = PyImport_ImportModule("para");if (!pModule ) {PyErr_Print();printf("ERROR: failed to load para.py\n");}// 获取Python函数对象say_funnyPyObject *pFunc = PyObject_GetAttrString(pModule, "say_funny");if (!pFunc || !PyCallable_Check(pFunc)) {PyErr_Print();printf("ERROR: function say_funny not found or not callable\n");return 1;}//创建一个字符串作为参数char *category = "comedy";PyObject *pArgs = Py_BuildValue("(s)", category);// 调用Python函数,调用say_funny函数并获取返回值PyObject *pValue = PyObject_CallObject(pFunc, pArgs);if (!pValue) {PyErr_Print();printf("ERROR: function call failed\n");}//将返回值转换为C类型char *result = NULL;if (!PyArg_Parse(pValue, "s", &result)) {PyErr_Print();printf("Error: parse failed\n");}//打印返回值printf("pValue=%s\n", result);  // 释放所有引用的Python对象Py_DECREF(pValue);Py_DECREF(pFunc);Py_DECREF(pModule);// 关闭Python解释器Py_Finalize();return 0;
}

编译和运行这个程序，可以使用以下命令（假设使用的是gcc编译器和Python 3.10版本）：

gcc para.c -o para -I /usr/include/python3.10 -l python3.10
./para

在这里插入图片描述

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数据结构八种内部排序算法c++实现

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文章目录 直接插入排序希尔排序冒泡排序快速排序选择排序堆排序归并排序桶排序 直接插入排序 vector<int> insertSort(vector<int> num) {int i, j, temp;for (i 1; i < num.size(); i){temp num[i];for (j i - 1; j > 0 && temp<num[j]; j-…
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mysqldump常用操作示例/命令

mysqldump常用操作示例/命令

以下是一些常用的mysqldump操作示例&#xff0c;以备份和还原MySQL数据库为例&#xff1a; 1. 备份单个数据库&#xff1a; mysqldump -u your_username -p your_password your_database > backup.sql将 your_username 替换为你的MySQL用户名&#xff0c;your_password 替…
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反序列化漏洞(1), 原理, 实验, 魔术方法

反序列化漏洞(1), 原理, 实验, 魔术方法

反序列化漏洞(1), 原理, 实验, 魔术方法 一, 介绍 反序列化漏洞是一种存在于反序列化过程中的漏洞&#xff0c;它允许攻击者通过控制反序列化的数据来操纵序列化对象&#xff0c;并将有害数据传递给应用程序代码。 这种漏洞可能造成代码执行、获取系统权限等一系列不可控的后…
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【ES6标准入门】JavaScript中的模块Module的加载实现：循环加载和Node加载，非常详细，建议收藏！！！

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&#x1f601; 作者简介&#xff1a;一名大四的学生&#xff0c;致力学习前端开发技术 ⭐️个人主页&#xff1a;夜宵饽饽的主页 ❔ 系列专栏&#xff1a;JavaScript进阶指南 &#x1f450;学习格言&#xff1a;成功不是终点&#xff0c;失败也并非末日&#xff0c;最重要的是继…
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