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# 拓展3｜Python 程序员的 Vim 工作环境：完整的 Python 开发环境
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你好，我是吴咏炜。
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今天这一讲，我会介绍 Python 程序员定制 Vim 工作环境的完整方法。
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Python 的流行程度越来越高，Python 程序员们对此一定是很高兴的。在 Stack Overflow 的 2020 年开发者调查里，Python 在最受爱戴（most loved）的语言里排名第三，而在最想要（most wanted）的语言里则已经连续四年排名第一！因此，它在 Vim 的生态系统里受到了良好的支持，也不会是件令人吃惊的事。有开发者已经把 Python 开发所需要的若干插件揉到了一起，组成了一套开箱即用的工具，python-mode。
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今天我们就以它为基础，讨论一下 Vim 对开发 Python 提供的支持。
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## 功能简介
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[Python-mode](https://github.com/python-mode/python-mode) 实际上是以 Vim 插件形式出现的一套工具，它包含了多个用于 Python 开发的工具。根据官网的介绍，它的主要功能点是：
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* 支持 Python 3.6+
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* 语法加亮
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* 虚拟环境支持
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* 运行 Python 代码（`<leader>r`）
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* 添加/删除断点（`<leader>b`）
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* 改善了的 Python 缩进
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* Python 的移动命令和操作符（`]]`, `3[[`, `]]M`, `vaC`, `viM`, `daC`, `ciM`, …）
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* 改善了的 Python 折叠
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* 同时运行多个代码检查器（`:PymodeLint`）
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* 自动修正 PEP 8 错误（`:PymodeLintAuto`）
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* 自动在 Python 文档里搜索（`K`）
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* 代码重构
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* 智能感知的代码完成
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* 跳转到定义（`<C-c>g`）
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* ……
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不过，还是要提醒一句，它的功能虽然挺多，但作为非商业软件，全靠志愿者来贡献代码，并不是所有功能的完成度都很高。有些功能做得尚不完善，有些功能则略显鸡肋，所以，我也不会全部都讲解。我们就择善而从之，在利用它不需要用户介入就能提供的功能外（如语法加亮和缩进），重点讲解它做得好的地方，以及可能有陷阱需要规避的地方。
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## 安装
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Python-mode 没有编译组件，全部由脚本代码组成，因而使用你的包管理器安装 python-mode/python-mode 即可，非常简单。
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以 minpac 为例，你只需要在 vimrc 配置文件中“Other plugins”那行下面加入：
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```vim
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call minpac#add('python-mode/python-mode')
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```
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然后执行 `:PackUpdate` 命令即可。
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## 配置
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在没有任何配置的情况下，python-mode 也是完全可用的。但如果你再做一些基本设置的话，就能够解决一些常见问题和规避一些常见陷阱。
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我个人的设置是下面这个样子的：
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```vim
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function! IsGitRepo()
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" This function requires GitPython
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if has('pythonx')
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pythonx << EOF
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try:
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import git
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except ImportError:
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pass
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import vim
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def is_git_repo():
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try:
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_ = git.Repo('.', search_parent_directories=True).git_dir
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return 1
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except:
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return 0
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EOF
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return pyxeval('is_git_repo()')
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else
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return 0
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endif
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endfunction
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let g:pymode_rope = IsGitRepo()
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let g:pymode_rope_completion = 1
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let g:pymode_rope_complete_on_dot = 0
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let g:pymode_syntax_print_as_function = 1
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let g:pymode_syntax_string_format = 0
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let g:pymode_syntax_string_templates = 0
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```
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稍微解释一下：
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* `IsGitRepo` 是利用 Python 代码检测当前是不是在 Git 库目录下的一个函数，它要求你在 Python 环境里安装了 GitPython（`pip3 install GitPython`）。
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* 我们仅仅在当前目录是一个 Git 库下面才启用 rope 支持（`pymode_rope`）。Rope 是 python-mode 里提供语义识别和自动完成的主要工具，它会扫描所有子目录并创建 rope 工程目录。如果你一不小心在你的主目录（或子目录非常多的地方）执行 python-mode 的命令，可能会导致 Vim 卡顿（python-mode 并不是一个异步的插件）。所以我们在这儿特别限制一下，防止误操作。
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* 我们启用 rope 的完成功能（`pymode_rope_completion`）。
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* 我们禁用在输入 `.` 号时自动完成的功能（`pymode_rope_complete_on_dot`）。这是因为 rope 提供的自动完成会侵入式地影响正常输入流，即如果我想不理睬自动完成是不行的。这一点就不如 YCM 了。因此，我们的自动完成仍然使用 YCM。不过，需要的话，我们仍可以通过 `<C-X><C-O>` 来使用 rope 的自动完成。
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* Python-mode 对 Python 语法的加亮改善还不错，但它的默认行为是把 `print` 作为保留字显示，而不是普通函数。在写 Python 3 时，还是需要修改一下它的行为（`pymode_syntax_print_as_function`）。
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* Python-mode 会试图对字符串中出现的格式化字串和模板替换字串做特殊的加亮（`pymode_syntax_string_format` 和 `pymode_syntax_string_templates`）。这儿主要的问题是，它会误匹配字符串中出现的 `{}` 和 `$` 序列。我个人不习惯错误的加亮，不过你可以根据自己的喜好，来决定是不是要启用这个功能。
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## 使用
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### 语法加亮
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Python-mode 提供了自己的语法加亮文件。除了上面提到的可以选择对 `print` 如何加亮，以及在字符串内部进行特殊加亮的选项外，它还提供了很多改进，并且可以由用户通过选项来微调（`:help pymode-syntax`），如对赋值号（`=`）的特殊高亮和对 `self` 的特殊高亮，等等。这些改进我觉得还挺有用。
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### 代码折叠
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我个人一直不怎么喜欢代码折叠（主要是觉得额外展开这个步骤非常有干扰，而更愿意一目十行式地快速浏览），所以 Vim 的这个功能我基本不用。如果你喜欢折叠的话，你应该会很高兴 python-mode 能帮你自动折叠 Python 代码。你只需要在 vimrc 配置文件中加入下面这行即可：
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```vim
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let g:pymode_folding = 1
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```
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效果见下图：
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这个功能会导致打开 Python 文件变慢。你可以试试，斟酌一下自己是否希望使用这个功能。
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### 快速文档查阅
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Python-mode 默认映射了 `K` 对光标下的单词进行文档查阅。跟其他查阅文档的方式比起来，这还是非常快捷方便的。
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### 缩进支持
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在 Vim 的运行支持文件中，本来就包含了对 Python 缩进的支持，但默认的支持并没有把像 PEP 8 这样的 Python 编程规范考虑进去，缩进风格并不十分正确。安装了 python-mode 后，缩进就能更好地自动遵循 PEP 8 规范了。
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### 代码检查
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不管 Vim 的缩进对不对，如果你在其他编辑器里编辑了 Python 代码，Vim 是不会修正其中的缩进或其他问题的——除非你启用代码检查器。
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Python-mode 里带了好几个代码检查器，**默认启用的是下面三个**：
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* pyflakes，一个很轻量的代码检查器，检查常见的 Python 编码问题，如未使用的变量和导入
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* pep8，一个专门检查代码是否符合 PEP 8 的检查器
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* mccabe，一个专门检查圈复杂度的代码检查器
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默认启用哪些检查器，是通过下面的全局变量来控制的：
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```vim
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let g:pymode_lint_checkers = ['pyflakes', 'pep8', 'mccabe']
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```
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你可以自己在 vimrc 配置文件里定义这个变量，调节希望使用的代码检查器。我觉得默认的代码检查器还比较合适，因为执行真的很快，基本上可以在执行检查的瞬间帮你检查完代码并标记出问题。你可以手工执行 `:PymodeLint` 来检查代码，python-mode 也会自动在你保存文件时进行检查。
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可以看到，检查的结果会在屏幕的左侧标记出来，表示不同的问题类型；并且光标移到这样的行上，Vim 底部还会显示问题的描述信息。同时，python-mode 检查出问题时会自动打开一个位置列表，我们在第 13 讲提过，这是跟窗口关联的类似于快速修复窗口的信息窗口。由于我们可能在多个窗口/标签页编辑多个文件，位置列表确实比较合适。当 python-mode 认为你修复了所有问题时，这个位置列表也会自动关闭。
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顺便提醒你注意一下屏幕右侧的红线（在某些配色方案里可能是其他颜色）。这条线在第 80 列上，也是提醒你写代码不能到那个位置，因为 PEP 8 规定 Python 代码行最长是 79 个字符。如果到达红线位置的话，那 pep8 检查的时候，一定跑不了，会报错的。
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上面图中的错误都是 PEP 8 问题，绝大部分可以简单地执行 `:PymodeLintAuto` 命令来自动解决，用不着我们自己去动手修改代码。
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**Python-mode 还有两个没有默认启用的检查器**：
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* pylint，一个功能很强的代码检查器，它可以嗅出你的代码中的坏味道，除了性能，可以说是全面强于 pyflakes（使用它你得擦亮眼睛，做好被它虐的准备）
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* pep257，一个检查文档串（docstring）是否符合 PEP 257 的工具（这个工具我个人感觉不成熟，给出的建议有点混乱）
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由于 pylint 执行比较慢，我觉得还是先写完代码再专门来扫描并解决其报告的问题比较合适。上面的这个示例代码，跑 pylint 需要超过一秒才能执行完成，在存盘时自动执行检查基本属于不可忍受。这当然也是因为 python-mode 没有异步执行外部命令造成的。我们最后还会再看一下执行慢和异步的问题。
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### Rope 支持
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Rope 是一个 Python 库，提供对 Python 代码的分析、重构和自动完成功能。由于我们使用 YCM 来进行自动完成，也能完成像跳转到定义这样的任务，rope 就略显鸡肋了。不过，它有重命名重构功能，而 YCM 并不支持对 Python 的重命名重构，所以两者功能还不算完全重叠。
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你如果决定要用一下 rope 的话，需要了解以下几点：
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* rope 会使用一个叫做 .ropeproject（默认名字）的目录，在里面缓存需要的信息；这个目录在当前目录下，或当前目录的一个父目录下；如果找不到，默认会在当前目录下创建这个目录
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* 使用命令 `:PymodeRopeNewProject 路径` 可以在指定路径下创建这个 .ropeproject 目录
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* 使用命令 `:PymodeRopeRegenerate` 可以重新产生项目数据的缓存
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* 默认情况下（`g:pymode_rope_regenerate_on_write` 等于 1），在文件存盘时 python-mode 即会自动执行 `:PymodeRopeRegenerate` 命令
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在启用 rope 之后，你就可以使用下面的命令了：
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* 使用 `<C-X><C-O>` 来启用自动完成（我们把 `.` 还是交给 YCM 了）
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* 使用 `<C-C>g` 来跳转到定义（跟 YCM 的 `\gt` 比，大部分情况下没区别；rope 跳转更好和 YCM 跳转更好的情况都有，但都不多见）
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* 使用 `<C-C>d` 来查看光标下符号的文档；和 `K` 键不同，这个命令可以查看当前项目代码里的文档字串
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* 重构（refactor）功能以 `<C-C>r` 开始，如 `<C-C>rr` 是重命名（rename）光标下的符号，这些功能还是比较强大的（可以使用 `:help pymode-rope-refactoring` 来查看完整的帮助信息）
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下面的动图展示了 rope 的若干功能：
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## 替换方案
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如果你对 python-mode 的某些功能不满意，可以禁用其部分功能，用其他插件来代替。
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首先，如果你如果觉得 rope 提供的额外功能对你用处不大的话，我们可以完全禁用 rope（`let g:pymode_rope = 0`），专心使用 YCM。这样，硬盘上也就不会出现 .ropeproject 那样的目录了。
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其次，如果你真的希望能在写代码的时候自动进行 pylint 检查，那你也可以禁用 python-mode 里的代码检查器功能（`let g:pymode_lint = 0`），转而使用 [ALE](https://github.com/dense-analysis/ale) 来进行异步检查。你需要安装它（包管理器需要的名字是 dense-analysis/ale），并在 vimrc 配置文件中加入：
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```vim
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let g:ale_linters = {
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\'python': ['pylint'],
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\}
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```
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别忘了这种情况下，你需要自己用 pip 安装 pylint。这不像 python-mode 的情况，所有工具都已经打包在那一个套件里面了。
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## 内容小结
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在这一讲，我们通过介绍 python-mode，介绍了一个比较适用于 Python 程序员的 Vim 开发环境。这个工具集成了对 Python 的语法加亮、代码折叠、文档查阅、代码检查、自动完成等多方面的功能，对 Python 开发者非常适用。我们同时也讨论了 Vim 之外的一些代码检查工具，以及当你对 python-mode 不满意时，如何部分替换其功能。
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## 课后练习
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同样地，学完今天这一讲之后，你的主要任务就是把 python-mode 装起来、配置好、用一下。如果遇到什么问题，欢迎留言和我讨论。
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我是吴咏炜，我们下一讲再见！
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