Python常用标准库及第三方库3-日期、时间处理模块

时间处理是编程中一个比较常见的情况，比如转换时间类型：后端接口传参时通常是传递时间戳，前台拿到接口返回值中的时间戳通常需要格式化后再进行展示。在Python中，处理时间的模块有time、datetime。

一、time模块

1.time模块简介

time模块是Python专门用来处理时间的内建库。它自带了很多方法，可以将不同的时间类型进行相互转换，例如可以将时间戳类型转换为时间元组、时间元组转换为格式化时间、 格式化时间转换为时间戳......

2.常见的时间类型

在Python中，通常有这几种方式来表示时间：

• 时间戳：time.time()，无参数，获取当前时间时间戳，浮点型；
• 时间字符串：time.ctime()，秒 ->字符串；time.asctime()，元组 -> 字符串；
• 时间元组（struct_time）：time.localtime()
• 格式化时间：time.strftime()

import time

# 时间戳类型
t1 = time.time()
print(t1)
r_time = round(t1 * 1000)# 四舍五入，精确到毫秒
print(r_time)
'''
1677555790.7605402
1677555790761
'''

# 时间字符串
t2 = time.asctime()
print(t2)
'''
Tue Feb 28 11:44:15 2023
'''

# 时间元组
t3 = time.localtime()
print(t3)
'''
依次对应：年份，月份，一个月的第几天，几点，几分，几秒，星期几，一年中的第几天，是否为闰年
time.struct_time(tm_year=2023, tm_mon=2, tm_mday=28, tm_hour=11, tm_min=44, tm_sec=53, tm_wday=1, tm_yday=59, tm_isdst=0)
'''

3.时间类型相互转换

时间戳类型可以转换为时间元组、时间元组可以转换为格式化时间、 格式化时间可以转换为时间戳...

① 时间戳<===>时间元组 相互转换

• time.time() 返回当前时间的时间戳 返回值形式：1677563451.2548294
• time.localtime() 返回当前时间的时间元组，返回值形式：time.struct_time(tm_year=2023, tm_mnotallow=2, tm_mday=28, tm_hour=13, tm_min=52, tm_sec=2, tm_wday=1, tm_yday=59, tm_isdst=0)
• time.mktime() 将时间元组转换为浮点型时间，返回值形式：1677556220.0

# 时间戳<===>时间元组 相互转换
# 1-时间戳转换为时间元组
tt1 = time.localtime(time.time())
print(tt1)
'''
time.struct_time(tm_year=2023, tm_mon=2, tm_mday=28, tm_hour=11, tm_min=48, tm_sec=57, tm_wday=1, tm_yday=59, tm_isdst=0)
'''
# 2-时间元组转换为时间戳
tt2 = time.mktime(time.localtime())
print(tt2)
'''
1677556220.0
'''

② 时间元组<===>格式化时间 相互转换

• time.strftime() 传入时间元组，可以将时间元组转换为格式化时间，返回值形式：2023-02-28 13:52:02
• time.strptime() 传入格式化时间，可以将格式化时间转换为时间元组，返回值形式：time.struct_time(tm_year=2023, tm_mon=2, tm_mday=28, tm_hour=13, tm_min=52, tm_sec=2, tm_wday=1, tm_yday=59, tm_isdst=0)

# 时间元组<===>格式化时间 相互转换
# 1-时间元组转换为格式化时间
tt3 = time.localtime()
print(time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S".format(tt3)))
'''
2023-02-28 13:52:02
'''
# 2-格式化时间转换为时间元组
tt4 = time.strptime("2023-02-28 11:54:25", "%Y-%m-%d %H:%M:%S")
print(tt4)
'''
time.struct_time(tm_year=2023, tm_mon=2, tm_mday=28, tm_hour=11, tm_min=54, tm_sec=25, tm_wday=1, tm_yday=59, tm_isdst=-1)
'''

③ 时间戳<===>格式化时间 相互转换

时间戳和格式化时间之间，并不能直接相互转换，中间要借助时间元组过度、来进行转换。

# 时间戳<===>格式化时间 相互转换
# 1-格式化时间转换为时间戳
time_format = "2023-02-28 19:11:56"
# 先将格式化时间转换为时间元组
time_stamp1 = time.strptime(time_format, "%Y-%m-%d %H:%M:%S")
# 再将时间元组转换为时间戳
tt7 = time.mktime(time_stamp1)
print(tt7)
'''
1677582716.0
'''
# 2-时间戳转换为格式化时间
time_stamp2 = 1677582716.0
tt8 = time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S".format(time_stamp2))
print(tt8)
'''
2023-02-28 19:11:56
'''

④ 指定类型时间转换为时间字符串

• time.asctime() 时间元组转换为时间字符串，参数为时间元组，返回值形式：Tue Feb 28 11:51:05 2023；
• time.ctime() 时间戳转换为时间字符串，参数为时间戳，返回值形式：Tue Feb 28 11:51:05 2023；

# 指定类型时间转换为时间字符串
# 1-时间元组转换为时间字符串
tt5 = time.asctime(time.localtime())
print(tt5)
'''
Tue Feb 28 11:51:05 2023
'''
# 2-时间戳转换为时间字符串
timestamp = 1677582279.0
tt6 = time.ctime(timestamp)
print(tt6)
'''
Tue Feb 28 11:51:05 2023
'''

二、datetime模块

1.datetime模块简介

datetime是Python中自带的、用来处理时间日期的模块。在Python中表示时间的格式有三种：时间戳、元组、格式化时间。与time模块类似，datetime模块也能够将datetime类型转换成这三种类型。

datetime常用的几大类，分别为：

• date：日期类，主要用来处理年、月、日；
• time：时间类，主要用来处理时、分、秒；
• datetime：日期时间类，date类和time类的综合使用，可以用来处理年、月、日、时、分、秒；
• timedelta：表示时间间隔，用来处理时间加减；
• tzinfo：用来处理时区信息；

2.date类常用方法或属性

date类包含三个参数，分别为：year，month，day，返回格式为year-month-day。

设置指定日期

import datetime

# 设置指定日期
set_date = datetime.date(day=1, month=3, year=2025)
print(set_date)# 2025-03-01

获取今天日期的年份、月份、日

# 获取今天日期的年份、月份、日
today = datetime.date.today()
print("标准日期格式:", today.isoformat())# 标准日期格式: 2023-03-01
print("当前日期的三元元祖: 年、第几周、一周的第几天:", today.isocalendar())# 当前日期的三元元祖: 年、第几周、一周的第几天: (2023, 9, 3)
print("当前日期:", today)# 当前日期: 2023-03-01
print("当前年月日:", today.today())# 当前年月日: 2023-03-01
print("当前年份:", today.year)# 当前年份: 2023
print("当前月份:", today.month)# 当前月份: 3
print("当前日:", today.day)# 当前日: 1

判断今天是这周的第几天

# 判断今天是这周的第几天
today = datetime.date.today()
print("当前日期是这周的第几天(星期一==0/周日==6):", today.weekday())# 当前日期是这周的第几天(星期一==0/周日==6): 2
print("当前日期是这周的第几天(星期一==1/周日==7):", today.isoweekday())# 当前日期是这周的第几天(星期一==1/周日==7): 3

当前日期自动转换为其他格式

# 当前日期的其他格式
today = datetime.date.today()
print("当前日期的时间字符串形式:", today.ctime())# 当前日期的时间字符串形式: Wed Mar1 00:00:00 2023
print("当前日期的元组形式:", today.timetuple())
print("当前日期的格式化时间形式:", today.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S"))# 当前日期的格式化时间形式: 2023-03-01 00:00:00

替换日期

# 替换日期
today = datetime.date.today()
new_day = today.replace(year=2038, month=8, day=31)
print("替换后的日期为:", new_day)# 替换后的日期为: 2038-08-31

指定格式转换为日期

# 指定格式转换为日期
today = datetime.date.today()
t1 = today.fromtimestamp(1691453288)# 注意精确到秒、不是毫秒
print("从时间戳转换为日期:", t1)# 从时间戳转换为日期: 2023-08-08
t2 = today.fromisoformat("2025-03-03")
print("从三元组转换为日期:", t2)# 从三元组转换为日期: 2025-03-03
t3 = today.fromisocalendar(year=2038, week=9, day=7)
print("从三元组转换为日期:", t3)# 从三元组转换为日期: 2038-03-07

3.time类常用方法或属性

datetime.time() 可以传递多个参数：

• hour 小时
• minute 分钟
• second 秒
• microsecond 微秒
• tzinfo 时区

常用属性

t = datetime.time(hour=12, minute=59, second=59, microsecond=59)# 实例化time对象，传入时、分、秒、微秒
print("当前时间:", t)# 当前时间: 12:59:59.000059
# 常用属性
print("时:", t.hour)# 时: 12
print("分:", t.minute)# 分: 59
print("秒:", t.second)# 秒: 59
print("微秒:", t.microsecond)# 微秒: 59
print("最大时间:", t.max)# 最大时间: 23:59:59.999999
print("最小时间:", t.min)# 最小时间: 00:00:00

常用方法

t = datetime.time(hour=12, minute=59, second=59, microsecond=59)# 实例化time对象，传入时、分、秒、微秒
print("当前时间:", t)# 当前时间: 12:59:59.000059
# 常用方法
print("返回格式化时间:", t.isoformat())# 格式化时间: 12:59:59.000059
print("从格式化时间转换:", t.fromisoformat('12:00:00'))# 从格式化时间转换: 12:00:00
print("转换为格式化时间:", t.strftime("%Y-%m %H:%M:%S"))# 转换为格式化时间: 1900-01 12:59:59

4.datetime类常用方法或属性

常用属性

dt = datetime.datetime.now()# 实例化datetime类
print("当前日期:", dt)# 当前日期: 2023-03-01 15:17:00.350579
# 常用属性
print("当前年份:", dt.year)# 当前年份: 2023
print("当前月份:", dt.month)# 当前月份: 3
print("当前日:", dt.day)# 当前日: 1
print("时:", dt.hour)# 时: 15
print("分:", dt.minute)# 分: 17
print("秒:", dt.second)# 秒: 0
print("微秒:", dt.microsecond)# 微秒: 350579
print("最大时间:", dt.max)# 最大时间: 9999-12-31 23:59:59.999999
print("最小时间:", dt.min)# 最小时间: 0001-01-01 00:00:00

常用方法

dt = datetime.datetime.now()# 实例化datetime类
print("当前日期:", dt)# 当前日期: 2023-03-01 15:17:00.350579
# 常用方法
print("今天日期时间:", dt.today())# 今天日期时间: 2023-03-01 15:23:55.703063
print("当前日期:", dt.date())# 当前日期: 2023-03-01
print("当前日期时间的格式化输出:", dt.isoformat())# 当前日期时间的格式化输出: 2023-03-01T15:23:55.703063
print("当前日期的三元组:", dt.isocalendar())# 当前日期的三元组: (2023, 9, 3)
print("当前日期一周中的第几天:", dt.isoweekday())# 当前日期一周中的第几天: 3
print("从指定日期时间转换并格式化输出:", dt.fromisoformat("2023-02-28 19:11:56"))# 从指定日期时间转换并格式化输出: 2023-02-28 19:11:56
print("从指定时间戳转换并格式化输出:", dt.fromtimestamp(1677644920))# 从指定时间戳转换并格式化输出: 2023-03-01 12:28:40
print("从三元组转换并格式化输出:", dt.fromisocalendar(year=2025, week=4, day=2))# 从三元组转换并格式化输出: 2025-01-21 00:00:00

5.timedelta类

datetime.timedelta() 类可以传递多个参数，用来表示时间间隔，返回形式为标准时间格式：0:00:00

• days：时间间隔单位为天
• hour：时间间隔单位为小时
• minute：时间间隔单位为分钟
• second：时间间隔单位为秒
• milliseconds：时间间隔单位为毫秒
• microsecond：时间间隔单位为微秒

print(datetime.timedelta(days=3))# 3 days, 0:00:00
print(datetime.timedelta(hours=3))# 3:00:00
print(datetime.timedelta(minutes=10))# 0:10:00
print(datetime.timedelta(milliseconds=5000))# 0:00:05
print(datetime.timedelta(microseconds=5000000))# 0:00:05

三、timeit模块

timeit 模块提供了多种方法，可以用来测量 Python 小段代码执行时间。它既可以在命令行界面直接使用，也可以通过导入模块进行调用。

timeit 模块定义了三个实用函数和一个公共类，分别为timeit.timeit()方法、timeit.repeat()方法、timeit.default_timer()方法、timeit.Timer类。部分源码如下：

def timeit(stmt="pass", setup="pass", timer=default_timer,
 number=default_number, globals=None):
"""Convenience function to create Timer object and call timeit method."""
return Timer(stmt, setup, timer, globals).timeit(number)

def repeat(stmt="pass", setup="pass", timer=default_timer,
 repeat=default_repeat, number=default_number, globals=None):
"""Convenience function to create Timer object and call repeat method."""
return Timer(stmt, setup, timer, globals).repeat(repeat, number)

从上述源码中可以看出，无论是timeit还是repeat方法，都是先生成Timer对象，然后调用了Timer对象的timeit或repeat函数。

1.timeit.timeit()

timeit.timeit(stmt='pass', setup='pass', timer=, number=1000000)

创建一个 Timer 实例，参数分别是：

• stmt（需要测量的语句或函数）
• setup（初始化代码或构建环境的导入语句）
• timer（计时函数）
• number（每一次测量中语句被执行的次数）

注：由于 timeit() 正在执行语句，语句中如果存在返回值的话会阻止 timeit() 返回执行时间。timeit() 会取代原语句中的返回值。

"""timeit()方法"""
# 统计代码运行时间
# stmt：要测试的代码，setup：初始化导入语句、要传入的变量属性等
tm1 = timeit.timeit(stmt="[i**2 for i in testlist]", setup="testlist=range(1000)", number=3)# 统计代码运行时间
print(tm1)# 0.0007954000000000017
# 统计代码运行时间，setup为复合语句
tm2 = timeit.timeit(stmt="[i**2 for i in testlist]", setup="a=1000;testlist=range(a)", number=3)# 统计代码运行时间
print(tm2)# 0.0007886000000000282

2.timeit.repeat()

timeit.repeat(stmt='pass', setup='pass', timer=, repeat=3, number=1000000)

创建一个 Timer 实例，参数分别是：

• stmt（需要测量的语句或函数）
• setup（初始化代码或构建环境的导入语句）
• timer（计时函数）
• repeat（重复测量的次数）
• number（每一次测量中语句被执行的次数）

"""repeat()方法"""
# 统计代码运行时间，重复两次，返回结果为列表
# stmt：要测试的代码，setup：初始化导入语句、要传入的变量属性等
tp1 = timeit.repeat(stmt="[i**2 for i in testlist]", setup="testlist=range(1000)", number=3, repeat=5)
print(tp1)# [0.0007632000000000194, 0.0007527999999999979, 0.000754300000000041]
# 统计代码运行时间，setup为复合语句
tp2 = timeit.repeat(stmt="[i**2 for i in testlist]", setup="a=1000;testlist=range(a)", number=3, repeat=5)
print(tp2)# [0.0007581999999999867, 0.0007580999999999838, 0.0007536000000000209]

3.timeit.default_timer()

timeit.default_timer()默认的计时器，一般是 time.perf_counter()，time.perf_counter() 方法能够在任一平台提供最高精度的计时器（它也只是记录了自然时间，记录自然时间会被很多其他因素影响，例如计算机的负载）。

4.timeit.Timer类

timeit.Timer是计算小段代码执行速度的类：

timer = timeit.Timer(stmt='pass', setup='pass', timer=)

timer.timeit(number=10)

timer.repeat(number=10, repeat=5)

构造函数需要的参数有：

• stmt（需要测量的语句或函数）
• setup（初始化代码或构建环境的导入语句）
• timer（计时函数）

前两个参数的默认值都是 'pass'，timer 参数是平台相关的；前两个参数都可以包含多个语句，多个语句间使用分号（;）或新行分隔开。

第一次测试语句的时间，可以使用 timeit() 方法；repeat() 方法相当于持续多次调用 timeit() 方法并将结果返回为一个列表。

stmt 和 setup 参数也可以是可供调用但没有参数的对象，这将会在一个计时函数中嵌套调用它们，然后被 timeit() 所执行。注意，由于额外的调用，计时开销会相对略到。

"""Timer类"""
timer = timeit.Timer(stmt="[i**2 for i in testlist]", setup="a=1000;testlist=range(a)")
# 调用timeit方法
print(timer.timeit(number=3))# 0.0008310999999999735
# 调用repeat方法，返回一个时间列表
print(timer.repeat(number=3, repeat=3))# [0.0007549000000000028, 0.0007492000000000054, 0.0007519999999999749]

5.timeit的命令行模式

通过"python -m timeit -h"查看帮助信息：

Tool for measuring execution time of small code snippets.

用于测量小代码片段执行时间的工具。

This module avoids a number of common traps for measuring execution

times. See also Tim Peters' introduction to the Algorithms chapter in

the Python Cookbook, published by O'Reilly.

该模块避免了许多用于测量执行情况的常见陷阱时间。另请参见Tim Peters在由O'Reilly出版的Python Cookbook。

Library usage: see the Timer class.

库用法：请参阅Timer类。

Command line usage:

命令行用法：

python timeit.py [-n N] [-r N] [-s S] [-p] [-h] [--] [statement]

Options: 选项：

-n/--number N: how many times to execute 'statement' (default: see below)

-r/--repeat N: how many times to repeat the timer (default 5)

-s/--setup S: statement to be executed once initially (default 'pass').

Execution time of this setup statement is NOT timed.

-p/--process: use time.process_time() (default is time.perf_counter())

-v/--verbose: print raw timing results; repeat for more digits precision

-u/--unit: set the output time unit (nsec, usec, msec, or sec)

-h/--help: print this usage message and exit

--: separate options from statement, use when statement starts with -

statement: statement to be timed (default 'pass')

A multi-line statement may be given by specifying each line as a

separate argument; indented lines are possible by enclosing an

argument in quotes and using leading spaces. Multiple -s options are

treated similarly.

多行语句可以通过将每一行指定为独立论证；缩进的行可以通过括起引号中的参数，并使用前导空格。多个-s选项包括类似地处理。

If -n is not given, a suitable number of loops is calculated by trying

successive powers of 10 until the total time is at least 0.2 seconds.

如果未给定-n，则通过尝试直到总时间至少为0.2秒。

Note: there is a certain baseline overhead associated with executing a

pass statement. It differs between versions. The code here doesn't try

to hide it, but you should be aware of it. The baseline overhead can be

measured by invoking the program without arguments.

注意：执行pass语句。不同版本之间有所不同。这里的代码无法尝试隐藏它，但你应该意识到它。基线开销可以是通过调用不带参数的程序来度量。

Classes:

Timer

Functions:

timeit(string, string) -> float

repeat(string, string) -> list

default_timer() -> float

具体用法：

python timeit.py [-n N] [-r N] [-s S] [-p] [-h] [--] [statement]

各个选项的含义：

四、时间应用场景实践

1.获取当前时间的时间戳

背景

这种场景主要适用于在接口传参时的时间日期转换，因为在后端接口传参中，一般都是用时间戳进行传递，而不是传统的"2023-02-28 19:11:56"格式。例如当前有一个新增车辆的接口，其中部分字段涉及到时间日期转换：道路运输证有效期止、行驶证有效期止：

在页面上我选择的都是2023-03-31，但在真实的接口传参中，会自动将其转换为时间戳的形式：

时间2023-03-31自动转换为了时间戳1680192000000，我们再通过工具将1680192000000转换为正常的格式化时间看看确实为2023-03-31，转换正确：

时间戳转换网站：​​https://tool.chinaz.com/Tools/unixtime.aspx​​

Python接口调用

使用Python进行接口测试或模拟接口调用，也需要传递时间戳，Python中time.time()可以直接获取到当前时间的时间戳，但是获取到的是浮点型的数，可以借助round方法进行四舍五入，然后再*1000，从而精确到毫秒：

# 获取当前时间的时间戳
current_time = time.time()
print(current_time)# 1677635951.946926
timestamp = round(current_time) * 1000
print(timestamp)# 1677635952000

# 将时间戳转换为格式化时间
format_time = time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S".format(current_time))
print(format_time)# 2023-03-01 09:59:11

将上述代码优化一下，封装成函数，直接进行调用：

def get_current_timestamp():
# 获取当前时间的时间戳
current_time = time.time()
timestamp = round(current_time) * 1000
return timestamp


def timestamp_to_format(timestamp):
# 将时间戳转换为格式化时间
format_time = time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S".format(timestamp))
return format_time

2.获取指定日期时间的时间戳

同样是模拟接口调用，但是在造数据时，时间字段我想要模拟的不是当前时间，而是指定的日期时间，如三小时前、三天前等。以下分别介绍time模块和datetime模块如何快速模拟指定时间：

time模拟3小时前的时间戳

我们都知道1小时有3600秒，也就是3600*1000毫秒，所以如果是模拟3小时前的时间戳，则只需要拿到当前时间的时间戳-3600*1000*3即可：

def get_current_timestamp():
# 获取当前时间的时间戳
current_time = time.time()
timestamp = round(current_time) * 1000
return timestamp

three_hour_timestamp = get_current_timestamp() - 3600 * 3 * 1000
print(three_hour_timestamp)# 1677630754000

通过站长工具转换时间戳为格式化时间，确实是3个小时前的时间：

datetime模拟三天前的时间戳

使用time模块处理的话需要经过一些计算，而使用datetime模块的timedelta类处理则简单得多，直接填写间隔的时长即可，可以是天、小时、分钟、秒等，获取当前日期时间的三天前的时间戳，整体过程大致分为以下步骤：

1. 通过datetime.datetime.now()方法获取当前日期时间；
2. 用当前日期时间减去datetime.timedelta(days=3)返回的时间间隔，得到三天前的日期时间；
3. 用three_days_ago_date.timestamp()将三天前的日期时间转换为时间戳，注意这里得到的是浮点数，且精确到秒，而后端接口传参类型是整数、精确到毫秒，所以我做了int和乘1000的处理。并非所有接口都是这样，不同的接口视具体传参要求而定；

# 获取当前日期时间
now_date = datetime.datetime.now()
print(now_date)# 2023-03-01 11:47:06.361630
# 获取三天前的日期时间
three_days_ago_date = datetime.datetime.now() - datetime.timedelta(days=3)
print(three_days_ago_date)
# 将时间元组转换为时间戳
time_tup = int(three_days_ago_date.timestamp() * 1000)
print(time_tup)# 1677399019273

3.将时间日期格式化输出

这种情况常常用在文件命名上，比如日志文件，通过文件名，可以区分是具体是什么日期时间生成的日志。例如：

# 定义log生成路径、log文件名称
logTime = time.strftime('%Y_%m_%d-%H_%M_%S', time.localtime(time.time()))
# logPath = os.path.dirname(os.path.abspath('.')) + '\log\'
logPath = os.path.dirname(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__))) + '\logs\'
logName = logPath + logger + "_" + logTime + '.log'

生成的日志文件如下：

4.计算代码运行时间

通过time模块处理

在之前介绍装饰器的时候，我们有个案例就是通过time模块来统计代码运行时间的，示例如下：

def timer(func):
def wrapper(*args, **kwargs):
start_time = time.time()
res = func(*args, **kwargs)
end_time = time.time()
timer = end_time - start_time
print("%s函数运行共耗时: %s秒" % (func.__name__, timer))
return res

return wrapper


@timer
def run_timer():
time.sleep(1)
print("测试---统计函数运行时间")


run_timer()
'''
测试---统计函数运行时间
run_timer函数运行共耗时: 1.0101909637451172秒
'''

通过timeit模块处理

import time
import timeit

def run_time():
# 被测函数
time.sleep(1)
print("used 1 second")


# 统计代码运行时间
# stmt：要测试的代码，setup：要传入的变量属性等，number：每次测量中语句被执行的次数
tt = timeit.timeit(stmt=lambda: run_time(), number=3)
print(tt)
'''
used 1 second
used 1 second
used 1 second
3.001044
'''
# 统计代码运行时间，返回结果为列表
# stmt：要测试的代码，setup：要传入的变量属性等，repeat：重复测试的次数，number：每次测量中语句被执行的次数
tp = timeit.repeat(stmt="[i * 2 for i in testlist]", setup="testlist=range(1000)", repeat=5, number=1)
print(tp)
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[0.00011680000000025004, 9.259999999988722e-05, 8.76000000000765e-05]
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