1. 面向对象思想
1.1 面向对象思想概述
概述
Java语言是一种面向对象的程序设计语言,而面向对象思想是一种程序设计思想,我们在面向对象思想的指引下,使用Java语言去设计、开发计算机程序。 这里的对象泛指现实中一切事物,每种事物都具备自己的属性和行为。面向对象思想就是在计算机程序设计过程中,参照现实中事物,将事物的属性特征、行为特征抽象出来,描述成计算
机事件的设计思想。 它区别于面向过程思想,强调的是通过调用对象的行为来实现功能,而不是自己一步一步的去操作实现。
特点
面向对象思想是一种更符合我们思考习惯的思想,它可以将复杂的事情简单化,并将我们从执行者变成了指挥者。
面向对象的语言中,包含了三大基本特征,即封装、继承和多态。
1.2 类和对象
什么是类
-
类 :是一组相关属性和行为的集合。可以看成是一类事物的模板,使用事物的属性特征和行为特征来描述该类事物。
现实中,描述一类事物: - 属性 :就是该事物的状态信息。
- 行为 :就是该事物能够做什么。
什么是对象
-
对象 :是一类事物的具体体现。对象是类的一个实例(对象并不是找个女朋友),必然具备该类事物的属性和行为。
现实中,一类事物的一个实例:一只小猫。
类与对象的关系
- 类是对一类事物的描述,是 抽象的。
- 对象是一类事物的实例,是 具体的。
- 类是对象的模板,对象是类的实体 。
1.3 类的定义
事物与类的对比
现实世界的一类事物:
属性:事物的状态信息。 行为:事物能够做什么。
Java中用class描述事物也是如此:
成员变量:对应事物的属性 成员方法:对应事物的行为
类的定义格式
public class ClassName {
//成员变量
//成员方法
}
- 定义类 :就是定义类的成员,包括成员变量和成员方法。
- 成员变量 :和以前定义变量几乎是一样的。只不过位置发生了改变。在类中,方法外。
- 成员方法 :和以前定义方法几乎是一样的。只不过把static去掉。
类的定义格式举例:
public class Student {
//成员变量
String name;//姓名
int age;//年龄
//成员方法
//学习的方法
publicvoid study() {
System.out.println("好好学习,天天向上");
}
//吃饭的方法
publicvoid eat() {
System.out.println("学习饿了要吃饭");
}
}
1.4 对象的使用
对象的使用格式
创建对象:
类名 对象名 = new 类名();
使用对象访问类中的成员:
对象名.成员变量;
对象名.成员方法();
对象的使用格式举例:
public class Test01_Student {
public static void main(String[] args) {
//创建对象格式:类名 对象名 = new 类名();
Student s = new Student();
System.out.println("s:"+s); //cn.itcast.Student@100363
//直接输出成员变量值
System.out.println("姓名:"+s.name); //null
System.out.println("年龄:"+s.age); //0
System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
//给成员变量赋值
s.name = "赵丽颖";
s.age = 18;
//再次输出成员变量的值
System.out.println("姓名:"+s.name); //赵丽颖
System.out.println("年龄:"+s.age); //18
System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
//调用成员方法
s.study(); // "好好学习,天天向上"
s.eat(); // "学习饿了要吃饭"
}
}
成员变量的默认值
1.5 类与对象的练习
定义手机类:
public class Phone {
// 成员变量
String brand; //品牌
int price; //价格
String color; //颜色
// 成员方法
//打电话
public void call(String name) {
System.out.println("给"+name+"打电话");
}
//发短信
public void sendMessage() {
System.out.println("群发短信");
}
}
定义测试类:
public class Test02Phone {
public static void main(String[] args) {
//创建对象
Phone p = new Phone();
//输出成员变量值
System.out.println("品牌:"+p.brand);//null
System.out.println("价格:"+p.price);//0
System.out.println("颜色:"+p.color);//null
System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
//给成员变量赋值
p.brand = "锤子";
p.price = 2999;
p.color = "棕色";
//再次输出成员变量值
System.out.println("品牌:"+p.brand);//锤子
System.out.println("价格:"+p.price);//2999
System.out.println("颜色:"+p.color);//棕色
System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
//调用成员方法
p.call("紫霞");
p.sendMessage();
}
}
1.6 对象内存图
一个对象,调用一个方法内存图
两个对象,调用同一方法内存图
一个引用,作为参数传递到方法中内存图
1.7 成员变量和局部变量区别
变量根据定义位置的不同,我们给变量起了不同的名字。如下图所示:
- 在类中的位置不同
- 成员变量:类中,方法外
- 局部变量:方法中或者方法声明上 (形式参数)
- 作用范围不一样
- 成员变量:类中
- 局部变量:方法中
- 初始化值的不同
- 成员变量:有默认值
- 局部变量:没有默认值。必须先定义,赋值,最后使用
- 在内存中的位置不同
- 成员变量:堆内存
- 局部变量:栈内存
- 生命周期不同
- 成员变量:随着对象的创建而存在,随着对象的消失而消失
- 局部变量:随着方法的调用而存在,随着方法的调用完毕而消失
2. 封装
2.1 封装概述
概述
面向对象编程语言是对客观世界的模拟,客观世界里成员变量都是隐藏在对象内部的,外界无法直接操作和修改。封装可以被认为是一个保护屏障,防止该类的代码和数据被其他类随意访问。要访问该类的数据,必须通过指定的方式。适当的封装可以让代码更容易理解与维护,也加强了代码的安全性。
原则
将属性隐藏起来,若需要访问某个属性,提供公共方法对其访问。
2.2 封装的步骤
- 使用 private 关键字来修饰成员变量。
- 对需要访问的成员变量,提供对应的一对 getXxx 方法 、 setXxx 方法。
2.3 封装的操作——private关键字
private的含义
- private是一个权限修饰符,代表最小权限。
- 可以修饰成员变量和成员方法。
- 被private修饰后的成员变量和成员方法,只在本类中才能访问。
private的使用格式
private 数据类型 变量名 ;
- 使用 private 修饰成员变量,代码如下:
public class Student {
private String name;
private int age;
}
- 提供 getXxx 方法 / setXxx 方法,可以访问成员变量,代码如下:
public class Student {
private String name;
private int age;
public void setName(String n) {
name = n;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setAge(int a) {
age = a;
}
public int getAge() {
return age;
}
}
2.4 封装优化1——this关键字
我们发现 setXxx 方法中的形参名字并不符合见名知意的规定,那么如果修改与成员变量名一致,是否就见名知意了呢?代码如下:
public class Student {
private String name;
private int age;
public void setName(String name) {
name = name;
}
public void setAge(int age) {
age = age;
}
}
经过修改和测试,我们发现新的问题,成员变量赋值失败了。也就是说,在修改了 setXxx() 的形参变量名后,方法并没有给成员变量赋值!这是由于形参变量名与成员变量名重名,导致成员变量名被隐藏,方法中的变量名,无法访问到成员变量,从而赋值失败。所以,我们只能使用this关键字,来解决这个重名问题。
this的含义
this代表所在类的当前对象的引用(地址值),即对象自己的引用。
记住 :方法被哪个对象调用,方法中的this就代表那个对象。即谁在调用,this就代表谁。
this使用格式
this.成员变量名;
使用 this 修饰方法中的变量,解决成员变量被隐藏的问题,代码如下:
public class Student {
private String name;
private int age;
public void setName(String name) {
//name = name;
this.name = name;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setAge(int age) {
//age = age;
this.age = age;
}
public int getAge() {
return age;
}
}
小贴士:方法中只有一个变量名时,默认也是使用 this 修饰,可以省略不写。
2.5 封装优化2——构造方法
当一个对象被创建时候,构造方法用来初始化该对象,给对象的成员变量赋初始值。
小贴士:无论你与否自定义构造方法,所有的类都有构造方法,因为Java自动提供了一个无参数构造方法,一旦自己定义了构造方法,Java自动提供的默认无参数构造方法就会失效。
构造方法的定义格式
修饰符 构造方法名(参数列表){
// 方法体
}
构造方法的写法上,方法名与它所在的类名相同。它没有返回值,所以不需要返回值类型,甚至不需要void。使用构造方法后,代码如下:
public class Student {
private String name;
private int age;
// 无参数构造方法
public Student() {}
// 有参数构造方法
public Student(String name,int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
}
注意事项
- 如果你不提供构造方法,系统会给出无参数构造方法。
- 如果你提供了构造方法,系统将不再提供无参数构造方法。
- 构造方法是可以重载的,既可以定义参数,也可以不定义参数。
2.6 标准代码——JavaBean
JavaBean 是 Java语言编写类的一种标准规范。符合 JavaBean 的类,要求类必须是具体的和公共的,并且具有无参数的构造方法,提供用来操作成员变量的 set 和 get 方法。
public class ClassName{
//成员变量
//构造方法
//无参构造方法【必须】
//有参构造方法【建议】
//成员方法
//getXxx()
//setXxx()
}
编写符合 JavaBean 规范的类,以学生类为例,标准代码如下:
public class Student {
//成员变量
private String name;
private int age;
//构造方法
public Student() {}
public Student(String name,int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
//成员方法
publicvoid setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getName() {
return name;
}
publicvoid setAge(int age) {
this.age = age;
}
publicint getAge() {
return age;
}
}
测试类,代码如下:
public class TestStudent {
public static void main(String[] args) {
//无参构造使用
Student s= new Student();
s.setName("柳岩");
s.setAge(18);
System.out.println(s.getName()+"‐‐‐"+s.getAge());
//带参构造使用
Student s2= new Student("赵丽颖",18);
System.out.println(s2.getName()+"‐‐‐"+s2.getAge());
}
}
3.代码
3.1
import java.util.Arrays;
/*
面向过程:当需要实现一个功能的时候,每一个具体的步骤都要亲力亲为,详细处理每一个细节。
面向对象:当需要实现一个功能的时候,不关心具体的步骤,而是找一个已经具有该功能的人,来帮我做事儿。
*/
public class Demo01PrintArray {
public static void main(String[] args) {
int[] array = { 10, 20, 30, 40, 50, 60 };
// 要求打印格式为:[10, 20, 30, 40, 50]
// 使用面向过程,每一个步骤细节都要亲力亲为。
System.out.print("[");
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
if (i == array.length - 1) { // 如果是最后一个元素
System.out.println(array[i] + "]");
} else { // 如果不是最后一个元素
System.out.print(array[i] + ", ");
}
}
System.out.println("==============");
// 使用面向对象
// 找一个JDK给我们提供好的Arrays类,
// 其中有一个toString方法,直接就能把数组变成想要的格式的字符串
System.out.println(Arrays.toString(array));
}
}
/*
通常情况下,一个类并不能直接使用,需要根据类创建一个对象,才能使用。
1. 导包:也就是指出需要使用的类,在什么位置。
import 包名称.类名称;
import cn.itcast.day06.demo01.Student;
对于和当前类属于同一个包的情况,可以省略导包语句不写。
2. 创建,格式:
类名称 对象名 = new 类名称();
Student stu = new Student();
3. 使用,分为两种情况:
使用成员变量:对象名.成员变量名
使用成员方法:对象名.成员方法名(参数)
(也就是,想用谁,就用对象名点儿谁。)
注意事项:
如果成员变量没有进行赋值,那么将会有一个默认值,规则和数组一样。
*/
public class Demo02Student {
public static void main(String[] args) {
// 1. 导包。
// 我需要使用的Student类,和我自己Demo02Student位于同一个包下,所以省略导包语句不写
// 2. 创建,格式:
// 类名称 对象名 = new 类名称();
// 根据Student类,创建了一个名为stu的对象
Student stu = new Student();
// 3. 使用其中的成员变量,格式:
// 对象名.成员变量名
System.out.println(stu.name); // null
System.out.println(stu.age); // 0
System.out.println("=============");
// 改变对象当中的成员变量数值内容
// 将右侧的字符串,赋值交给stu对象当中的name成员变量
stu.name = "赵丽颖";
stu.age = 18;
System.out.println(stu.name); // 赵丽颖
System.out.println(stu.age); // 18
System.out.println("=============");
// 4. 使用对象的成员方法,格式:
// 对象名.成员方法名()
stu.eat();
stu.sleep();
stu.study();
}
}
/*
定义一个类,用来模拟“学生”事物。其中就有两个组成部分:
属性(是什么):
姓名
年龄
行为(能做什么):
吃饭
睡觉
学习
对应到Java的类当中:
成员变量(属性):
String name; // 姓名
int age; // 年龄
成员方法(行为):
public void eat() {} // 吃饭
public void sleep() {} // 睡觉
public void study() {} // 学习
注意事项:
1. 成员变量是直接定义在类当中的,在方法外边。
2. 成员方法不要写static关键字。
*/
public class Student {
// 成员变量
String name; // 姓名
int age; // 姓名
// 成员方法
public void eat() {
System.out.println("吃饭饭!");
}
public void sleep() {
System.out.println("睡觉觉!");
}
public void study() {
System.out.println("学习!");
}
}
3.2
/*
定义一个类,用来模拟“手机”事物。
属性:品牌、价格、颜色
行为:打电话、发短信
对应到类当中:
成员变量(属性):
String brand; // 品牌
double price; // 价格
String color; // 颜色
成员方法(行为):
public void call(String who) {} // 打电话
public void sendMessage() {} // 群发短信
*/
public class Phone {
// 成员变量
String brand; // 品牌
double price; // 价格
String color; // 颜色
// 成员方法
public void call(String who) {
System.out.println("给" + who + "打电话");
}
public void sendMessage() {
System.out.println("群发短信");
}
}
public class Demo01PhoneOne {
public static void main(String[] args) {
// 根据Phone类,创建一个名为one的对象
// 格式:类名称 对象名 = new 类名称();
Phone one = new Phone();
System.out.println(one.brand); // null
System.out.println(one.price); // 0.0
System.out.println(one.color); // null
System.out.println("=========");
one.brand = "苹果";
one.price = 8388.0;
one.color = "黑色";
System.out.println(one.brand); // 苹果
System.out.println(one.price); // 8388.0
System.out.println(one.color); // 黑色
System.out.println("=========");
one.call("乔布斯"); // 给乔布斯打电话
one.sendMessage(); // 群发短信
}
}
public class Demo02PhoneTwo {
public static void main(String[] args) {
Phone one = new Phone();
System.out.println(one.brand); // null
System.out.println(one.price); // 0.0
System.out.println(one.color); // null
System.out.println("=========");
one.brand = "苹果";
one.price = 8388.0;
one.color = "黑色";
System.out.println(one.brand); // 苹果
System.out.println(one.price); // 8388.0
System.out.println(one.color); // 黑色
System.out.println("=========");
one.call("乔布斯"); // 给乔布斯打电话
one.sendMessage(); // 群发短信
System.out.println("=========");
Phone two = new Phone();
System.out.println(two.brand); // null
System.out.println(two.price); // 0.0
System.out.println(two.color); // null
System.out.println("=========");
two.brand = "三星";
two.price = 5999.0;
two.color = "蓝色";
System.out.println(two.brand); // 三星
System.out.println(two.price); // 5999.0
System.out.println(two.color); // 蓝色
System.out.println("=========");
two.call("欧巴"); // 给欧巴打电话
two.sendMessage(); // 群发短信
}
}
public class Demo03PhoneSame {
public static void main(String[] args) {
Phone one = new Phone();
System.out.println(one.brand); // null
System.out.println(one.price); // 0.0
System.out.println(one.color); // null
System.out.println("=========");
one.brand = "苹果";
one.price = 8388.0;
one.color = "黑色";
System.out.println(one.brand); // 苹果
System.out.println(one.price); // 8388.0
System.out.println(one.color); // 黑色
System.out.println("=========");
one.call("乔布斯"); // 给乔布斯打电话
one.sendMessage(); // 群发短信
System.out.println("=========");
// 将one当中保存的对象地址值赋值给two
Phone two = one;
System.out.println(two.brand); // 苹果
System.out.println(two.price); // 8388.0
System.out.println(two.color); // 黑色
System.out.println("=========");
two.brand = "三星";
two.price = 5999.0;
two.color = "蓝色";
System.out.println(two.brand); // 三星
System.out.println(two.price); // 5999.0
System.out.println(two.color); // 蓝色
System.out.println("=========");
two.call("欧巴"); // 给欧巴打电话
two.sendMessage(); // 群发短信
}
}
public class Demo04PhoneParam {
public static void main(String[] args) {
Phone one = new Phone();
one.brand = "苹果";
one.price = 8388.0;
one.color = "土豪金";
method(one); // 传递进去的参数其实就是地址值
}
public static void method(Phone param) {
System.out.println(param.brand); // 苹果
System.out.println(param.price); // 8388.0
System.out.println(param.color); // 土豪金
}
}
public class Demo05PhoneReturn {
public static void main(String[] args) {
Phone two = getPhone();
System.out.println(two.brand); // 苹果
System.out.println(two.price); // 8388.0
System.out.println(two.color); // 玫瑰金
}
public static Phone getPhone() {
Phone one = new Phone();
one.brand = "苹果";
one.price = 8388.0;
one.color = "玫瑰金";
return one;
}
}
3.3
/*
问题描述:定义Person的年龄时,无法阻止不合理的数值被设置进来。
解决方案:用private关键字将需要保护的成员变量进行修饰。
一旦使用了private进行修饰,那么本类当中仍然可以随意访问。
但是!超出了本类范围之外就不能再直接访问了。
间接访问private成员变量,就是定义一对儿Getter/Setter方法
必须叫setXxx或者是getXxx命名规则。
对于Getter来说,不能有参数,返回值类型和成员变量对应;
对于Setter来说,不能有返回值,参数类型和成员变量对应。
*/
public class Person {
String name; // 姓名
private int age; // 年龄
public void show() {
System.out.println("我叫:" + name + ",年龄:" + age);
}
// 这个成员方法,专门用于向age设置数据
public void setAge(int num) {
if (num < 100 && num >= 9) { // 如果是合理情况
age = num;
} else {
System.out.println("数据不合理!");
}
}
// 这个成员方法,专门私语获取age的数据
public int getAge() {
return age;
}
}
/*
对于基本类型当中的boolean值,Getter方法一定要写成isXxx的形式,而setXxx规则不变。
*/
public class Student {
private String name; // 姓名
private int age; // 年龄
private boolean male; // 是不是爷们儿
public void setMale(boolean b) {
male = b;
}
public boolean isMale() {
return male;
}
public void setName(String str) {
name = str;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setAge(int num) {
age = num;
}
public int getAge() {
return age;
}
}
/*
局部变量和成员变量
1. 定义的位置不一样【重点】
局部变量:在方法的内部
成员变量:在方法的外部,直接写在类当中
2. 作用范围不一样【重点】
局部变量:只有方法当中才可以使用,出了方法就不能再用
成员变量:整个类全都可以通用。
3. 默认值不一样【重点】
局部变量:没有默认值,如果要想使用,必须手动进行赋值
成员变量:如果没有赋值,会有默认值,规则和数组一样
4. 内存的位置不一样(了解)
局部变量:位于栈内存
成员变量:位于堆内存
5. 生命周期不一样(了解)
局部变量:随着方法进栈而诞生,随着方法出栈而消失
成员变量:随着对象创建而诞生,随着对象被垃圾回收而消失
*/
public class Demo01VariableDifference {
String name; // 成员变量
public void methodA() {
int num = 20; // 局部变量
System.out.println(num);
System.out.println(name);
}
public void methodB(int param) { // 方法的参数就是局部变量
// 参数在方法调用的时候,必然会被赋值的。
System.out.println(param);
int age; // 局部变量
// System.out.println(age); // 没赋值不能用
// System.out.println(num); // 错误写法!
System.out.println(name);
}
}
/*
面向对象三大特征:封装、继承、多态。
封装性在Java当中的体现:
1. 方法就是一种封装
2. 关键字private也是一种封装
封装就是将一些细节信息隐藏起来,对于外界不可见。
*/
public class Demo02Method {
public static void main(String[] args) {
int[] array = {5, 15, 25, 20, 100};
int max = getMax(array);
System.out.println("最大值:" + max);
}
// 给我一个数组,我还给你一个最大值
public static int getMax(int[] array) {
int max = array[0];
for (int i = 1; i < array.length; i++) {
if (array[i] > max) {
max = array[i];
}
}
return max;
}
}
public class Demo03Person {
public static void main(String[] args) {
Person person = new Person();
person.show();
person.name = "赵丽颖";
// person.age = -20; // 直接访问private内容,错误写法!
person.setAge(20);
person.show();
}
}
public class Demo04Student {
public static void main(String[] args) {
Student stu = new Student();
stu.setName("鹿晗");
stu.setAge(20);
stu.setMale(true);
System.out.println("姓名:" + stu.getName());
System.out.println("年龄:" + stu.getAge());
System.out.println("是不是爷们儿:" + stu.isMale());
}
}
3.4
/*
当方法的局部变量和类的成员变量重名的时候,根据“就近原则”,优先使用局部变量。
如果需要访问本类当中的成员变量,需要使用格式:
this.成员变量名
“通过谁调用的方法,谁就是this。”
*/
public class Person {
String name; // 我自己的名字
// 参数name是对方的名字
// 成员变量name是自己的名字
public void sayHello(String name) {
System.out.println(name + ",你好。我是" + this.name);
System.out.println(this);
}
}
/*
构造方法是专门用来创建对象的方法,当我们通过关键字new来创建对象时,其实就是在调用构造方法。
格式:
public 类名称(参数类型 参数名称) {
方法体
}
注意事项:
1. 构造方法的名称必须和所在的类名称完全一样,就连大小写也要一样
2. 构造方法不要写返回值类型,连void都不写
3. 构造方法不能return一个具体的返回值
4. 如果没有编写任何构造方法,那么编译器将会默认赠送一个构造方法,没有参数、方法体什么事情都不做。
public Student() {}
5. 一旦编写了至少一个构造方法,那么编译器将不再赠送。
6. 构造方法也是可以进行重载的。
重载:方法名称相同,参数列表不同。
*/
public class Student {
// 成员变量
private String name;
private int age;
// 无参数的构造方法
public Student() {
System.out.println("无参构造方法执行啦!");
}
// 全参数的构造方法
public Student(String name, int age) {
System.out.println("全参构造方法执行啦!");
this.name = name;
this.age = age;
}
// Getter Setter
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public int getAge() {
return age;
}
}
public class Demo01Person {
public static void main(String[] args) {
Person person = new Person();
// 设置我自己的名字
person.name = "王健林";
person.sayHello("王思聪");
System.out.println(person); // 地址值
}
}
public class Demo02Student {
public static void main(String[] args) {
Student stu1 = new Student(); // 无参构造
System.out.println("============");
Student stu2 = new Student("赵丽颖", 20); // 全参构造
System.out.println("姓名:" + stu2.getName() + ",年龄:" + stu2.getAge());
// 如果需要改变对象当中的成员变量数据内容,仍然还需要使用setXxx方法
stu2.setAge(21); // 改变年龄
System.out.println("姓名:" + stu2.getName() + ",年龄:" + stu2.getAge());
}
}
3.5
/*
一个标准的类通常要拥有下面四个组成部分:
1. 所有的成员变量都要使用private关键字修饰
2. 为每一个成员变量编写一对儿Getter/Setter方法
3. 编写一个无参数的构造方法
4. 编写一个全参数的构造方法
这样标准的类也叫做Java Bean
*/
public class Student {
private String name; // 姓名
private int age; // 年龄
public Student() {
}
public Student(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
}
public class Demo01Student {
public static void main(String[] args) {
Student stu1 = new Student();
stu1.setName("迪丽热巴");
stu1.setAge(20);
System.out.println("姓名:" + stu1.getName() + ",年龄:" + stu1.getAge());
System.out.println("=================");
Student stu2 = new Student("古力娜扎", 21);
System.out.println("姓名:" + stu2.getName() + ",年龄:" + stu2.getAge());
stu2.setAge(22);
System.out.println("姓名:" + stu2.getName() + ",年龄:" + stu2.getAge());
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