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标题: 华为杯数学建模竞赛百分百获奖经验分享(获奖 == 四分经验,三分运气,三分实力) [打印本页]

作者: 杨利霞    时间: 2020-4-6 15:23
标题: 华为杯数学建模竞赛百分百获奖经验分享(获奖 == 四分经验,三分运气,三分实力)
华为杯数学建模竞赛百分百获奖经验分享(获奖 == 四分经验,三分运气,三分实力)
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华为杯数学建模竞赛百分百获奖经验分享(获奖 == 四分经验,三分运气,三分实力)
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& g3 t5 A1 Z5 @. I原创置顶 maligebilaowang 最后发布于2019-11-16 12:44:44 阅读数 258  收藏
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!【注意】博主原创,转载请注明出处,纯属个人经验,大佬路过勿喷8 P6 k9 Q1 ?7 D# A6 Q& k
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一、前言* Z: K# {: x3 N/ `6 E

& O, F. C3 v& X+ E不知不觉,现在已经研二了!!!在最近的2019年“华为杯”全国研究生数学建模竞赛里博主喜获二等奖,虽然按照我以往经验获奖是必然的。但是出成绩,还是小激动了一下。这也应该是我最后一次参加数学建模竞赛,所以一直想着写个竞赛经验分享给大家。
( E! ]# Z  I9 q3 l. |% X) {很多人参加这个比赛就是为了获奖,尤其对于想在上海落户的同学。而且这个比赛也是众多官方认证比赛中比较容易取得成绩的一项。而且我也认为这个比赛相对于ACM,高等数学竞赛等看分数的比赛来说,含金量是比较低的。因为他的评奖方式是主观的,大部分赛题是没有标准答案的,你的论文是唯一的评分标准!!!既然是“主观评审”,那么就一定有“套路”!!!所以我也一直认为建模竞赛获奖,第一靠经验,第二靠运气,第三靠实力。
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8 J5 h( W) t. B) z. @$ b今天我就是要来分享我的竞赛经验,而且是十多次百分百获奖的经验。(比赛自动触发百分比获奖bug!!!)我下面主要从经验,运气,实力三个方面来说明如何获奖以及如何准备。
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* x/ D' P% T; K8 U1 d二、经验" _3 U! u+ [, S/ z5 A6 ]
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怎样获取经验?如果你和我一样参加过十多次的建模竞赛,我相信你的经验已经很丰富了,拿个三等奖啥的还是很容易的。如果是没参加过的小白?怎么办?你只要认真读完我的博客,你就获得了博主百分百获奖的经验了!!!只要按照我说的准备,获奖还不是分分钟的事。。。
' N6 s$ c# A. F$ ]5 l经验部分,我主要想从人员配置,知识准备,赛题选择三个方面来阐述。
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1 C: x& A0 u" ^0 v, ~5 O8 [2.1 人员配置
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对于人员配置,博主认为三个中最少要有一个女生!!!' H% g0 O7 h# ?0 B* l: o1 b
没错,就是女生!!!俗话说,男女搭配干活不累。想想比赛三天或者四天比赛时间,三个大老爷们朝夕相处,还不停的讨论问题,很容易发生矛盾。这样只会搞得大家都不舒服,还能不能愉快的“建模”了。。。而且女生一般都比较心细,审美较好,很适合论文纠错,论文排版,绘制流程图,用ps修修图,写一写建议性的问题等等。
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8 m+ j' U3 j0 X8 N7 ^6 K需要有一个总览全局的人,能写论文的(这个是大腿)
) S, i' w  D* c+ L3 |这个人男女都行,主要任务就是负责写论文包括摘要,问题分析等。但是要有一定的抗压能力,这就是全队核心!!!我建议论文的整体思路一定要由一个人来汇总,也就是论文一个人写。如果每人写一问就很容易造成,论文整体思路的混乱,因为很多题目的过个小问前后都是有联系的。总而言之,一个队伍里一定要有一个负责思路汇总,能够吧问题解题过程写清楚的人。尤其是摘要,一定要一个人写,其他人再来改,总值论文整体思路流程一定不要乱。
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队伍里至少有一个人能够使用matlab,python,R等科学计算语言。
/ W7 D8 L' A; f建模竞赛不会编程怎么出图出结果?所以会编程语言是必须的。matlab不用说,专业的科学计算语言,很多算法原型都是用matlab开发,矩阵计算,图形工具箱,拟合工具箱等等非常多的图形界面工具箱,拿来即用几乎不怎么需要编程就能实现很多模型。R语言不用说了,统计学专业必学的,ggplot,常用机器学习封装库都有。6 e0 C! }5 r. l# g; G2 Y+ A5 }8 `
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但是我更推荐利用python解决建模问题,python的pandas,numpy,matplotlib等依赖库几乎可以完美的替代matlab的数据分析功能(可参考博主的入门教程)。就我个人感觉,python借助Seaborn库绘制的图形更加美观。而且,随着人工智能,机器学习,大数据越来越火,很多赛题也越来越倾向于数据挖掘,机器学习,大数据分析等等。python的scipy(优化算法库),sklearn(机器学习算法库),以及Tensorflow,Keras等深度学习库可以很方便的帮助实现建模求解以及结果的可视化。。。总而言之,人生苦短,我用python. n: o. z7 h& j% y

5 j+ D3 z: i( b/ y6 Q% |" Z7 s2.2 知识准备& X- Y7 G$ Q9 ~! t
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2.2.1 必备软件# e1 b% L) U+ P$ ^
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写论文排版相关8 |: _9 W! y$ @( s$ y( K9 U
office-word,或者LaTeX,除非latex用的很熟,新手不推荐使用latex。因为全程敲命令来排版很容易出问题。而且word手工排的仔细一点,效果一定不比latex要差。6 `3 u4 y, _; I2 j( T) o

3 ~& z: R" ]& }4 n3 JMathtype(公式编辑器),这个是写科技论文必备的东西,公式一定要用公式编辑器来敲!!!3 |! V# @* q- C% \6 U2 @* s

  h' ^' Q3 |5 {8 Z绘图,流程图,示意图,修图6 c5 u. c9 e# U9 u4 C; T. T9 U
常用给的绘图软件有亿图(推荐)或者visio,这两个软件都可以绘制流程图和其他示意图等等。PS在修图或者对论文要求较高的时候使用。。。
) e% r' r0 g' I" v9 k' s我尤其建议大家写论文的时候多绘制一些流程图,包括算法流程图,以及整体思路流程图。如果你能将你建模思路,用流程图的形式展现出来,肯定能够吸引评委的目光。# Z+ Q  g4 d4 A1 I

3 J, u7 j* F0 x; X( L下面是19研赛,我们做的问题一建模思路流程图:3 ^" |) n" L  z9 t( b$ G

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, O# V. u# U- {) j, t数据分析可视化软件! k4 z4 {' ^  ?1 e$ l9 i
EXCEL(这个不用说,都读大学了,这个肯定是会用的,很多时候excel可视化效果也是很好的)  A) L& A+ h3 Y' u* `* `; G
下面是我们这次比赛用excel作出的可视化效果图:
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3 C, c9 a1 s; F0 F. D- ^$ ^2 |Tableu(专业的BI可视化软件,这个软件现在企业用的很多,出图效果确实完美,尤其在地图可视化这一块)
- T* ]9 S& J# y8 _下面是我们用Tableu作出的可视化效果图:4 I9 r& T( K- \/ \9 d( A5 b

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( u4 z& v: c1 I' bSPSS,专业的统计分析软件,很多统计学专业的应该都学过。适合小样本的统计分析,还可以跑很多统计分析模型,比如主成分分析,常用回归模型,聚类模型等等。特点是不需要编程,点点点就可以得到你想要的结果,但是出图不大好看,不大适合提升论文“逼格”
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编程语言集成开发环境(IDE)
1 @' O; W; k$ P, h( x) ^MATLAB本身就是一个集成语言和IDE为一体的科学计算软件(大家应该都了解,尤其是读通信相关专业的)
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: E8 O/ A, z0 J) g6 JPython的集成开发环境(IDE)推荐安装Anaconda Navigator 发行版,并且安装Spyder,Spyde就是一个模仿matlab界面的集成开发环境,可以随时产看工作空间变量。尤其适合用于编写数据挖掘分析算法实现。(在spyder上面写python真的和用matlab没啥区别,太像啦!!!)
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Lingo(专业的优化模型求解器)专门的lingo语言用来求解优化模型,像一般的线性规划,整数规划,二次规划模型都可以直接利用Lingo求解。(数学专业或者运筹学专业应该都学过)& c0 h7 k2 M4 b+ c
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R就不推荐了,用得少,统计学专业的同学用的比较多。。。1 s* m! y: q4 y9 Q9 b3 ~
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2.2.2 需要的理论知识
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9 a5 ]! Z% r  y  ^9 o- @& n这个其实不用刻意去准备,很多时候比赛都是边学边卖。但是基本的方法模型还是要掌握一些的。考虑到建模竞赛题型主要分为三大类:优化类(竞赛必有题型),评价类,数据类(涉及机器学习等)。
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其实很多带专业背景的题目,最后通过抽象成数学模型就是上述三类问题。比如图像类问题,很多时候要么抽象成优化模型来求解,要么就是机器学习模型来训练识别。那我就从三类题型来说明一些基本的模型:- i! X& f7 D  q* V2 I# x

) I8 _% {. d+ T& a& e# B1 x优化类:优化类问题基本没有可以直接套的模型,很多问题都需要自己来写出优化目标和约束条件。或者参考相关文献来设计模型。并且如果模型设计的复杂了,还需要自己设计优化求解算法。。。总之,优化问题是很难得。基本的优化模型包括:线性规划,整数规划,01背包,非线性规划(建模赛题基本都是非线性的。。。哈哈哈),最小二乘优化。基本求解算法包括:牛顿迭代,拟牛顿,梯度下降,共轭梯度下降,各种智能寻优算法等等。总而言之,优化就是难啊难,而且优化建模题基本上都有答案范围,模型建的不好,解的不好都over。。。
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) R7 p' F& D& t: }* R评价类:评价类问题,一般都有可以套用的方法,比如主观一些的:层次分析法,模糊评价法。客观计算权重的(需要数据):熵权法,TOPSIS综合评价法,主成分权重法。对于评价类问题最好还是用客观计算权重的方法。
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6 C: ?9 ~, F3 i& l7 J数据类:上面两类问题可以说是建模竞赛以往的常规类型,数据类问题是最近几年随着人工智能,数据挖掘技术的热潮带起来的。。。可以说,数据类问题在以后的建模比赛中只会越来越多,而且数据量也会越来越大。: I! t, _. \' _& j7 y

( T9 f  K5 C2 u, }" Z; o: x$ W3 a数据类问题其实最好做,因为他可以套的模型简直太多了,各种无监督,有监督的机器学习模型都可以对数据进行处理。基本上只要清楚常用的机器学习算法就可以应对建模竞赛。(常用的机器学习算法可以参考博主的学习笔记)
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2.3 怎样选题?* `6 r* d5 j! q7 @+ L
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我前面也提到了,现在的建模赛题题型大概分为三类题型。以我的经验来说,无论是本科还是研究生的赛题每年都会有的题型就是优化题。但是优化题对新手是很不友好的,除非对于优化问题有一定的经验,熟悉各种优化算法。传统的优化题型一般都是有一个结果标准,这个也会是论文评奖的一个标准范围,所以如果没有一定的实力,我非常不建议大家选择优化题型,毕竟大家三四天的通宵达旦知识未来取得一个好成绩。' K& n5 Z! C1 A, G7 x
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剩下的就是评价类以及数据类型的题目了,其实这两种题型是经常交叉在一起的,比如数据题里又一个评价相关的小问。一般来说,评价类的问题或者是数据类的问题是没有标准答案。既然没有标准答案,那么大家可以发挥的地方也就多了,这也是为什么推荐大家做这些题型。从最近几年的研究生赛题命题方向可以看出,数据挖掘和综合评价结合的题型也会是主流趋势。最近两年的赛题都有数据挖掘+综合评价的题型。对于这种题型,最好的解决方法就是套一些现有的模型,如果能够在熟练运用现有模型的基础上提出改进,那就是一个亮点。比如随机森林回归可以用来解决数据回归预测问题,如果对于输入变量进行加权,从而让预测mse等指标有效提升,那么这就是你论文的一个亮点,只要论文写得不是太差,获奖基本没有问题。% J* k4 L/ c7 J, Z- k' ]" m3 u

# g4 J& U. S, G# }总而言之,选题一定要量力而行,如果完全没有把握,那么就看别人都选什么题。一般来说一道题选的人多的话,这道题上手是相对容易的。(千万不要以为一道题选的人少就容易获奖,一道题选的人多就不容易获奖,告诉你:完全都是按照比例来的。题目选的人多,获奖的队伍数量也会多)
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如果有一年出的题目全部都是优化题型,那也没办法,只能硬上了。其实优化题型建模也是有套路的,多搜搜文献一定有一些能够套上的,或者给你提供一些建模的思路。优化题模型一定要建的好一些,最后解不出来也影响不大,模型论文搞的逼格高一点,什么GA,SA寻优算法都可以套一套。最后把论文搞好一点,总而言之,难得话大家都难。模型建的不好,算法解不出来,没关系,每年这么多人参加比赛。获奖比例在哪里,完全做出来的毕竟少数,就算这些人把一等奖拿完了,你拿个二等奖不也美滋滋吗。就算模型瞎写,算法不懂,你的论文也要完成,能不能获奖的依据完全就是你的论文。8 Q8 p* F3 p7 ~# T+ k/ t$ D
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2.4论文相关的建议以及经验 (最重要)) ]. w' n0 F3 Z; T, @5 r$ Y

& a1 z3 J' v2 s% R9 `前面说了一大推,其实对于很多第一次参加的人来说意义不大。。。(没错,很多人第一次参加,前面说的知识储备根本不可能快速补充)。那应该怎么办,听我的,把你的论文搞好一样可以获奖。。。我见过很多队伍三,四天比赛时间睡眠不到10个小时,心力交瘁,最后吧模型和算法,结果都搞的很好,但是最后也没有获奖。什么原因???其实原因很简单,你的论文没有搞好,我的建议是论文从第一天就开始写,这样你后边才会有大量时间来润色论文,刷摘要。下面我主要从论文的三个方面来探讨一下,怎样搞出一篇获奖建模论文。. X1 k  T* x) {) D
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先讲一下一般评委老师是怎么评判一篇论文的:你想想上万篇论文,就跟高考作文打分一样。这些评委老师每天要看多少篇论文!!!所以,这些评委专家一般都是看个摘要,排版,论文大概的浏览一下,根本没有时间详细的阅读你的论文内容。根据摘要,排版,论文内容大概就能给你的论文一个评分。所以摘要,排版,论文内容充实都是需要格外注意的。
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3 B2 f1 A4 N) {) B2 T2.4.1 论文摘要(重中之重!!!(摘要决定你能不能获奖))
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. K4 @5 N9 E: y3 ?5 }4 i5 q8 y- [/ ]论文摘要真的太重要了,这些评委老师根本不会认真读你的论文正文,但是他一定会认真看完你的摘要(前提是你的摘要写的不是太烂)。如果你的摘要出现一些低级错误,比如错字,学术性的方法写错了,模型瞎套(不懂瞎用被评委识破)。很遗憾,评委老师不会再看别的东西,直接pass掉。成功参赛奖归你了。。。
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4 ?5 i3 Z& b! k* A如果你的摘要写的正规正举,评委才会再去看你论文的其他东西。
5 T! S, e, E5 T2 X7 g$ k比如排版,内容,图表(结果)等等,从而给你的论文评估一个分数。1 V8 N+ z1 c4 W  t6 b' K% A7 U. U+ I

; E; U, g' _4 s" t1 _6 H如果你的摘要写的极好,措辞专业,用到很好的方法,思路清晰的表达出来,并且提出一些自己的想法。
8 [% A5 B; }3 [, m: W4 Q2 Z  t& x恭喜你:你的论文直接进入下一轮评审,现在保底也是三等奖了。
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可以说你的论文摘要直接觉得你的论文能不能获奖,摘要写的烂,直接pass,摘要写好直接进入下一轮(保底三等奖,为什么会这样?因为你的只要就是全文的浓缩,包括你的整体建模思路,用到的方法,结果。你们的工作一定通过摘要清晰的表达出来)
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0 n) ]' G( Y8 U2.4.2 论文排版
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$ A- g3 k9 ^  \9 {' y( K7 ^' C: J排版也不是特别重要,只要不出现特别夸张的排版问题,评委老师基本不会特别在意。但是论文排版弄得美观还是有加分的,自己看着也舒服。
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2.4.3 论文内容
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论文内容一定要充实,本科起码20页正文,研究生起码30页正文。& S  D6 A/ t: G. U! l; F4 W6 J: j4 {
就跟毕业论文一样,先不谈水不水的问题,别人都写30多页,你写了不到10页内容。工作量都比别人差远了,(除非你是大佬,论文10页都是精华,其实也不一定的,毕竟比赛很主观)0 m  U& S' d) V: m! `8 w# t  c: {) I

0 h% Y2 c" _) D论文中一定要包含大量图和表3 V. t. g* E/ j# D
评委在浏览论文内容的过程中,根本没有心情看你的文字。而且你的图和表就是你的工作,也就是你编程实现的结果。所以你的工作一定要尽可能的通过图表可视化来实现。一般人都是更喜欢图,表,而不是阅读大量的文字。尤其是各种图,美观的可视化结果会直接抓住评委的眼球。如果你做出一个较好的结果,并且通过可视化呈现出来,我相信只要评委老师看到,基本上获奖就稳了!!!如果摘要过关,而且内容完整,排版美观,恭喜你:保底二等奖水平了!!!
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比如我们今年研赛用python做出的温度热力图可视化效果:
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( D1 R5 c+ Z9 ]! h  Z2.4.4 论文经验总结
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( v( V# y) H/ o- B+ j% e1 S& N概括一下就是:6 B' X  i3 `: V5 U& ?: h5 R/ F  e
摘要很重要,最好留有半天时间专门的写摘要,改摘要。条件允许的同学可以找老师帮忙修改摘要。总之摘要基本上觉得你能不能获奖。。。而论文的排版和内容决定你能获得几等奖,论文内容结果尽可能用图表来可视化,如果你的图表结果抓住评委老师的眼球,奖项很有可能会提示。。。python,matlab,tableau作图相关还是要去自己学习。。。这个要自己动手做。; b9 X% _, [: `' S5 O, l: m
至于怎么写论文和摘要,我的建议是多看优秀论文,看看每年的一等奖优秀论文摘要和论文是怎么写的,比赛的时候可以模仿他们。。。
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2 M6 X; d) j; M+ `4 R# {+ J三、运气(尽力而为,听天由命)$ ~7 B- u/ \! t- q% _2 L  s. S

" p8 }2 E3 G' ^: ?2 M: C' `其实运气这个东西基本上做任何事情都是存在的,但是运气在数学建模竞赛评奖的过程中确很突出。每年总有一些队伍做的很好,但是没有获奖,或者奖项较低。而一些感觉做的一般般的,没怎么付出时间劳动的,却拿到了很好的成绩。
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$ d2 t- k, Z& s所以说尽人事,听天命,保持一个平和的心态,努力坚持把你的论文做完。如果你按照我上面说的把你的论文弄好,摘要弄好。获奖问题不大,就算一次不获奖,多来几次一定是可以获奖的!!!
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四、实力
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关于队伍实力这一块也没啥好说的,实力强的队伍结果做的一定好。但是我想说的是,就算你的结果做得好,模型建的好,如果不好好整你的论文的话一样会滑铁卢。记住啊,建模论文是你比赛的唯一评分标准!!!(先看论文再看结果)
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) w2 Z- q& B+ V7 c6 b! G五、总结
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上面写的都是我自己参加比赛的经验,不一定适合于所有人。欢迎大家留言评论,交流相关经验,也可以到我的个人网站:. g5 t! q+ F( l5 x, O5 J- t

9 w8 m. c: e! S6 g; b& R4 q8 u王双双的个人网站
7 z4 w  W2 i& l' \0 @上面提到的软件,工具以及博主这里都有破解版。本科,研究生国赛的历年优秀论文,博主这里也都有。如果有需要的可以下方留言,我看到就回。最后祝愿大家都能成功获奖!
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) J3 ?! W! O- j; _* |原文链接:https://blog.csdn.net/maligebilaowang/article/details/1030973765 _2 F3 C+ {. [# `5 d

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作者: chace    时间: 2020-4-7 10:06
很好的分析,学到了很多,谢谢分享
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