Linux内核设计与实现

Linux内核设计与实现 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:机械工业出版社
作者:Robert Love
出品人:
页数:280
译者:陈莉君
出版时间:2004-11-1
价格:35.0
装帧:平装(无盘)
isbn号码:9787111152415
丛书系列:计算机科学丛书
图书标签:
  • linux
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  • Linux内核
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  • 计算机科学
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具体描述

“如果有这样一本书,既能提纲挈领,为我理顺思绪、指引方向;同时又能照顾小节、阐述细微,帮助我更好更快地理解源码,那该有多好。”说这话的先生虽然针对的是C++,但道出的是研习源码的人们共同的心声。我们能不能做点儿什么,让学习Linux内核的过程更符合程序员的习惯呢?本书回答了这个问题。本书作者RobertLove是一个狂热的内核爱好者,所以他的想法自然贴近程序员。  本书内容涉及Linux 2.6内核,包含许多新特性,如O(1)调度程序、块I/0层、I/0调度程序等。  本书提供Linux内核设计和实现的概述性信息,覆盖了从核心内核系统的应用到内核设计与实现等各方面内容,能够带领读者快速走进Linux内核世界。本书不但介绍了理论,而且也讨论了具体应用,可以满足不同读者的需要,适合于各类希望理解Linux内核软件开发的读者。

《数据结构与算法精讲》 深入理解计算思维的基石 图书简介 在信息技术的飞速发展浪潮中,数据处理与问题求解的能力构成了衡量一名优秀程序员核心素养的关键指标。《数据结构与算法精讲》并非一本单纯的理论堆砌之作,而是一本致力于将抽象概念转化为直观理解,并将高效算法应用于实际工程场景的深度指南。本书旨在为读者,无论是计算机科学专业的学生、渴望提升工程能力的新手开发者,还是寻求巩固基础知识的资深工程师,提供一个全面、系统且富含实践意义的学习路径。 本书结构严谨,内容覆盖了数据结构和算法领域的全景图,从最基础的概念出发,逐步深入到复杂的设计范式和前沿技术。我们坚信,只有深刻理解数据在内存中的组织方式,才能设计出性能卓越的解决方案。 第一部分:基础构建——数据组织的核心范式 本部分着重于奠定坚实的基础,详细剖析了最常用且最核心的数据结构,强调其背后的数学原理、内存占用以及操作复杂度。 第一章:抽象数据类型(ADT)与基本线性结构 本章首先阐释了抽象数据类型的概念,区分了接口与实现的重要性。随后,我们对线性表进行了深入探讨,不仅涵盖了顺序表在空间局部性上的优势与动态扩容的代价,还详细分析了链表(单向、双向、循环)在插入和删除操作上的灵活性,并通过具体的应用场景对比两者适用性。 第二章:栈与队列的深度解析 栈(LIFO)和队列(FIFO)是程序控制流和任务调度的基础。我们不仅介绍了基于数组和链表的标准实现,更着重讨论了它们的变种,如双端队列(Deque)、循环队列在缓冲区管理中的应用,以及优先队列(Priority Queue)的底层实现——基于二叉堆的构建与维护,包括 `heapify` 过程的效率分析。 第三章:树形结构——分层与高效检索 树是处理层次关系和实现快速查找的关键结构。本书详细讲解了树的基本概念、遍历算法(前序、中序、后序、层序)。重中之重在于二叉搜索树(BST),我们分析了其在最坏情况下的性能退化问题,并由此自然过渡到自我平衡树的概念。 第四章:平衡树的艺术:AVL与红黑树 为解决 BST 的退化,本章专注于AVL 树的旋转机制和平衡因子的维护,及其在保证对数时间复杂度方面的严谨性。随后,本书将篇幅用于深入剖析工业界广泛应用的红黑树(Red-Black Tree)。我们详细拆解了五条核心性质,并用大量图示和步骤分解了插入与删除操作中可能发生的着色与旋转调整,确保读者能够掌握其复杂但高效的实现逻辑。 第五章:散列技术与冲突解决 散列表(Hash Table)以其近乎 O(1) 的平均查找时间,成为现代编程中不可或缺的一部分。本章详述了哈希函数的设计原则(均匀性、雪崩效应),并全面对比了主要的冲突解决策略:链地址法(Separate Chaining)与开放寻址法(Open Addressing),后者中包括线性探测、二次探测和双重哈希。同时,本书讨论了负载因子对性能的影响及动态重哈希(Resizing)的时机选择。 第二部分:算法设计与分析——求解问题的智慧 本部分将视角从数据组织转移到求解策略,系统地介绍主流的算法设计范式,并强调算法的正确性证明与复杂度分析。 第六章:算法分析的基石 本章是理解后续所有算法效率的理论基础。我们精确定义了渐进表示法(大O、Ω、Θ),并详细对比了不同时间复杂度模型(最好、最坏、平均情况)的意义。重点分析了递归算法的时间复杂度求解技术,如主定理(Master Theorem)的应用。 第七章:分治策略的威力 分治法是解决复杂问题的强大工具。本书以归并排序和快速排序作为核心案例,对比分析了它们在稳定性和平均性能上的差异。我们详细剖析了快速排序的“枢轴选择”对性能的决定性影响,并讨论了如何利用分治法解决如“最大子数组和”等问题。 第八章:贪心算法的直觉与局限 贪心算法依赖于局部最优选择能导致全局最优解的直觉。本章通过经典的霍夫曼编码、活动选择问题和最小生成树(Prim's 和 Kruskal's 算法)来阐述贪心选择性质和最优子结构的应用。同时,我们强调了如何通过反例来证明一个贪心策略的无效性。 第九章:动态规划——消除冗余的艺术 动态规划是处理具有重叠子问题和最优子结构的经典方法。本书首先界定最优子结构和重叠子问题的特征,接着详细推导了斐波那契数列的 DP 实现,并深入讲解了背包问题(0/1 背包与完全背包)、最长公共子序列以及矩阵链乘法的自底向上(Bottom-Up)与自顶向下(Top-Down,带记忆化)的实现细节与空间优化技巧。 第十章:图论算法的实践 图是描述关系网络最自然的结构。本章涵盖了图的表示法(邻接矩阵与邻接表)及其适用场景。重点内容包括: 1. 图的遍历:深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS)在连通性检测和拓扑排序中的应用。 2. 最短路径算法:详尽讲解Dijkstra 算法(非负权图)的实现,以及处理负权边的Bellman-Ford 算法及其负环检测能力。 3. 最小生成树:进一步巩固 Kruskal 和 Prim 算法,分析其在不同图结构下的性能表现。 第三部分:高级主题与现代应用 本部分拓展了读者视野,介绍了处理特定类型问题的高级算法和数据结构,这些是构建高性能系统的关键组件。 第十一章:高级搜索与回溯法 回溯法是解决约束满足问题的通用框架。本书通过八皇后问题和数独求解等范例,演示如何构建搜索树,并有效地利用剪枝技术来提升效率。此外,我们探讨了分支限界法(Branch and Bound)在优化问题中比纯粹回溯更优越之处。 第十二章:集合运算与并查集 并查集(Disjoint Set Union, DSU)是高效处理动态集合划分问题的利器。本书深入剖析了其核心操作—— `Find` 和 `Union`,并详细阐述了路径压缩和按秩合并(Union by Rank/Size)这两大神器如何将近乎线性的时间复杂度带入实践。DSU 在检测图的连通性、优化 Kruskal 算法等方面具有关键作用。 第十三章:字符串匹配的高效算法 字符串处理是计算科学中的常见任务。本章超越了朴素匹配,详细介绍了KMP(Knuth-Morris-Pratt)算法的失效函数(Prefix Function)构建过程,以及它如何避免不必要的回溯,达到线性时间复杂度。同时,也简要介绍了Boyer-Moore 算法的思想。 第十四章:计算几何基础与计算复杂度理论 本章简要引入计算几何中的基本元素,如凸包问题(Graham 扫描法)的基本思路。最后,本书转向理论的高度,介绍了P、NP、NP-完全等核心复杂度类,并讨论了旅行商问题(TSP)等 NP-Hard 问题的近似算法和启发式方法,帮助读者理解问题的本质难度。 结语 《数据结构与算法精讲》的目标是培养读者“算法化”的思维模式,即在面对任何工程问题时,能迅速地识别出其底层的数据组织需求和最佳的求解路径。本书中的每一个算法、每一种结构,都配有详尽的伪代码、清晰的复杂度分析以及可以参考的 C++ 或 Java 实现思路,确保理论知识能够无缝转化为工程实践能力。掌握本书内容,即是掌握了通往高效、健壮软件开发的核心技能。

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读后感

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先是看了一下电子版 觉得不错 于是在china-pub上买了这书(相比较电子版 纸书做笔记比较方便 自己读书的习惯 :) ) 如果一上来就看understanding the linux kernel 3rd Edition 未免太过吃力 要是先仔细读完这本书在看前者 就容易的多 不算厚的篇幅把kernel大体上讲了一遍 ...  

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我是对照中英文看的,去买了本译本,下了英文的ebook,主要是还是想赶点时间出来。中文的译文文笔倒还不错,至少很多笑话翻译得非常恰当,呵呵。但是致命伤也不少: 第一,排版上问题很大。很多原来的粗体斜体对关键词的标识根本就消失了。译者有时候弄点译者注,竟然就直接在...  

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此书已二读。2016年6月18日。窃以为此书不仅可以入门,还可入迷。全书虽然言简但的确意赅。设计方面的东西讲了很多,细节你就rtfc罢。要是再有点图就五星了。关于子系统的划分也很好,为后面的书打下良好之基础。另外由于是抢占式内核的设计者,关于抢占的说法也非常权威。泱泱...  

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看了若干页,网上的试读,硬伤还是不少: ================ p3 注二:“内核代码树种”,植物学家?! p4 正文:“系统调用界面”,有点不专业! p5 正文:“空进程”,idle进程好吧?!这个是专有名称了,别瞎改! 正文:“monolithic static binary”翻译成了“不可分割的静...

用户评价

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《Linux内核设计与实现》这本书,在我第一次翻阅时,就给我一种“知识的海洋”的感觉,但更重要的是,作者是一位非常优秀的“领航员”。我一直对Linux的系统调用接口(System Calls)非常好奇,它们是如何连接用户空间和内核空间的?这本书给了我完美的答案。作者详细讲解了系统调用的实现机制,包括系统调用号、陷阱(Trap)指令、用户栈到内核栈的切换,以及参数的传递过程。这让我对printf、read、write等看似简单的函数背后的复杂工作流程有了深刻的理解。例如,在讲解read系统调用时,作者不仅解释了用户空间如何发起系统调用,还深入到内核中,描绘了read系统调用如何与文件系统、块设备驱动进行交互,最终将数据从磁盘读取到内存。更令我惊喜的是,书中还探讨了进程间通信(IPC)的各种机制,从管道(Pipes)、消息队列(Message Queues)、共享内存(Shared Memory)到信号量(Semaphores),作者都提供了详实的讲解和代码示例,让我能够清晰地理解它们各自的工作原理和适用场景。这本书让我明白,Linux内核的设计是围绕着“效率”和“安全”这两个核心原则展开的,每一个细节的背后都经过了精心的考量和权衡。

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在我翻开《Linux内核设计与实现》这本书的那一刻,我就知道我找到了一本能够真正带我“看见”Linux内核的书。作者对内核同步机制的讲解尤其让我着迷。我之前对并发编程中的锁概念一直模糊不清,但书中对自旋锁(Spinlocks)、互斥锁(Mutexes)、读写锁(RW Locks)、信号量(Semaphores)的详细介绍,以及它们在不同场景下的应用,让我豁然开朗。我特别欣赏作者在讲解这些同步原语时,不仅仅是给出API的使用方法,而是深入到其内部实现,解释它们如何与底层硬件(如原子操作)相结合,以及它们可能带来的死锁、活锁等问题。例如,在讲解内核中的中断上下文和进程上下文时,作者清晰地指出了这两种上下文在同步机制使用上的区别和注意事项,这对于避免内核崩溃至关重要。此外,书中关于内存管理的部分也让我大开眼界,从物理内存的管理(伙伴系统、slab分配器)到虚拟内存的映射(页表、MMU),每一个环节都被解释得清晰透彻。它让我理解了Linux是如何高效地管理内存资源的,以及它如何通过虚拟内存技术来实现进程隔离和内存保护。这本书真正让我体会到了内核开发的严谨和复杂,也让我对Linux的稳定性和高效性有了更深的敬意。

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这本书的名字《Linux内核设计与实现》在我拿到它之前,就已经在技术圈子里听过无数次了,说它是Linux内核领域的“圣经”也毫不夸张。作为一名对操作系统底层原理充满好奇的开发者,我对它充满了期待。当我翻开第一页,就被其严谨的逻辑和深入浅出的讲解所吸引。我一直在寻找一本能够真正带我理解Linux内核是如何运作的书,而这本书显然满足了我的所有想象。它不仅仅是告诉你“是什么”,更是耐心地剖析了“为什么”。例如,在讲解进程调度的时候,我曾以为只是简单地了解几种调度算法,但作者通过对不同场景下的调度策略、优先级机制、以及多核处理器下的调度考量进行了详尽的阐述,让我茅塞顿开。书中对于虚拟内存的管理机制的讲解更是让我印象深刻,从页表到TLB,再到页面置换算法,每个环节都梳理得井井有条,仿佛我置身于内核的代码之中,亲手操作着内存的分配与回收。即使是那些被认为是比较晦涩的内存分配器(如slab分配器),在作者的笔触下也变得清晰可见,我能够理解其设计理念,以及它如何巧妙地平衡效率与内存碎片问题。这本书的价值在于,它能够让一个有一定开发基础的读者,逐渐建立起对Linux内核的宏观认识,并能够深入到每一个关键模块的细节之中。我并非是内核开发专家,但通过这本书,我感觉自己仿佛在导师的带领下,一步步探索Linux内核这座宏伟的城堡,并且每一步都充满了收获和惊喜。它让我理解了看似简单的命令背后,隐藏着多么复杂和精妙的设计。

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《Linux内核设计与实现》这本书,在我阅读过程中,始终给我一种“循循善诱”的感觉。作者并没有急于展示复杂的内部细节,而是先从宏观层面描绘出Linux内核的整体架构,然后逐步深入到各个模块。我尤其对书中关于进程管理的讲解印象深刻。从进程的创建(fork、exec)、销毁,到线程模型、进程间通信(IPC)机制,每一个概念都被解释得通俗易懂。更重要的是,作者不仅仅是介绍API,而是深入到内核中对应的系统调用和数据结构,让我能够理解这些操作在内核层面是如何实现的。例如,对于信号(Signal)的传递和处理,作者详细讲解了内核如何管理信号的发送、接收和排队,以及信号处理函数在用户空间和内核空间之间的切换。这本书让我对Linux的并发模型有了更清晰的认识,理解了内核是如何通过锁(Spinlocks、Mutexes)来管理共享资源的,以及各种同步机制的优缺点。在我看来,这本书最大的价值在于它能够帮助读者建立起一种“代码思维”,即使没有直接阅读大量的内核源码,也能通过书中的讲解,在大脑中构建出内核运作的“逻辑图”。这对于任何想要深入理解Linux的人来说,都是极其宝贵的。它不是一本速成手册,而是一本能够陪伴你成长,让你在一次次阅读中不断有新发现的书。

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初次捧读《Linux内核设计与实现》,我首先被其扎实的理论基础和系统性的知识结构所折服。这本书并非仅仅罗列枯燥的代码和API,而是以一种“问题导向”的方式,引领读者去思考内核设计中的各种挑战和解决方案。我尤其欣赏作者在讲解文件系统部分时,不仅仅介绍了ext4的结构,还对比了不同文件系统(如XFS、Btrfs)的特点和优劣,这使得我对文件系统这个庞大而复杂的领域有了更全面的认识。例如,对于日志(Journaling)机制的介绍,作者不仅解释了其实现原理,还深入分析了它在提高文件系统健壮性方面的作用,以及不同日志策略(如Ordered、Writeback)的权衡。此外,书中对于I/O子系统的讲解也让我受益匪浅,从块设备驱动到通用块层,再到I/O调度器的作用,每一个层次都剥茧抽丝,清晰明了。我曾经对Linux的IO性能优化感到困惑,但通过这本书,我理解了I/O调度器在平衡磁盘吞吐量和响应时间之间的重要作用,以及不同的调度算法(如CFQ、Deadline、NOOP)是如何工作的。更让我惊喜的是,作者还探讨了网络协议栈的设计,从TCP/IP的实现到套接字(Socket)接口的调用,每一个细节都被细致地解读,让我对网络通信的底层流程有了前所未有的深刻理解。这本书让我明白,Linux内核的设计并非是凭空产生的,而是经过了无数次实践、迭代和优化的智慧结晶,每一个设计决策背后都有其深远的考量。

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在我接触《Linux内核设计与实现》这本书之前,我对Linux的了解主要停留在用户空间的层面。而这本书,则像一把钥匙,为我打开了通往内核世界的大门。我对书中关于网络协议栈的讲解尤为着迷。作者不仅详细介绍了TCP/IP协议族的各个层次(应用层、传输层、网络层、数据链路层),还深入到Linux内核中这些协议的实现细节。我特别欣赏作者对TCP连接建立(三次握合)、数据传输(滑动窗口、拥塞控制)以及连接断开(四次挥手)的详细阐述,这让我对网络通信的底层原理有了前所未有的深刻理解。它帮助我理解了为什么网络传输会存在延迟,以及Linux内核是如何通过各种机制来优化网络性能的。此外,书中关于内存管理的部分也让我大开眼界。从物理内存的分配(伙伴系统)到虚拟内存的映射(页表),再到用户空间和内核空间之间的数据传递,每一个环节都解释得非常透彻。我之前对用户空间和内核空间的概念总是有些模糊,但这本书通过对系统调用的分析,让我清晰地理解了这两个空间之间的界限以及它们之间的交互方式。

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《Linux内核设计与实现》这本书,在我阅读的整个过程中,始终给我一种“深入浅出”的感觉。作者的讲解方式非常清晰且有条理,总是能够从宏观到微观,一步步带领读者深入理解Linux内核的奥秘。我尤其对书中关于文件系统部分的讲解印象深刻。我之前以为文件系统只是简单地将数据存储在磁盘上,但这本书让我明白,Linux的文件系统是一个极其复杂且精密的系统,它需要处理文件的创建、读取、写入、删除、权限管理、目录结构等各种操作。作者详细介绍了ext4文件系统的结构,包括超级块(Superblock)、索引节点(Inode)、数据块(Data Block)等,以及它们之间的关系。它帮助我理解了为什么我们在用户空间看到的“文件”和“目录”在内核层面有着截然不同的实现方式。此外,书中关于中断处理机制的讲解也让我受益匪浅。我之前对中断的概念总是有些模糊,但这本书通过对中断向量表(IVT)、中断服务例程(ISR)、软中断(Softirqs)等概念的详细解释,让我明白了Linux内核是如何高效且安全地处理来自硬件的各种事件的。它让我理解了为什么有些操作不能在中断上下文中执行,以及如何通过软中断来缓解中断处理的延迟。

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拿到《Linux内核设计与实现》后,我最先被其对内核模块化设计的阐述所吸引。作者并没有将内核视为一个巨大的、不可分割的整体,而是清晰地划分出不同的功能模块,并对它们之间的交互关系进行了详细的介绍。我特别喜欢书中关于设备驱动模型的部分。从通用字符设备、块设备,到网络设备,作者都详细介绍了它们在内核中的抽象模型以及与用户空间的接口。例如,在讲解USB设备驱动时,作者不仅介绍了USB总线驱动的框架,还细致地分析了USB设备描述符的解析过程,以及如何注册和管理USB设备驱动。这让我对Linux强大的设备管理能力有了全新的认识。此外,书中关于中断处理机制的讲解也让我大开眼界。我之前一直以为中断就是简单地打断CPU的执行,但书中详细解释了中断控制器、中断描述符表(IDT)、中断处理函数(ISR)、软中断(Softirqs)和中断上下文的概念,让我明白了内核是如何高效且安全地处理各种外部事件的。它帮助我理解了为什么有些操作不能在中断上下文中执行,以及如何利用软中断来缓解中断处理的延迟。这本书的深度和广度都超出了我的预期,它让我看到了Linux内核设计的精妙之处,以及它在面对各种硬件和应用场景时所展现出的强大适应性。

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拿到《Linux内核设计与实现》这本书后,我最先被其对内核同步机制的严谨讲解所吸引。我一直对多线程编程中的锁概念感到困惑,但这本书通过对自旋锁(Spinlocks)、互斥锁(Mutexes)、读写锁(RW Locks)的详细介绍,以及它们在不同场景下的应用,让我豁然开朗。我尤其欣赏作者在讲解这些同步原语时,不仅仅是给出API的使用方法,而是深入到其内部实现,解释它们如何与底层硬件(如原子操作)相结合,以及它们可能带来的死锁、活锁等问题。例如,在讲解内核中的中断上下文和进程上下文时,作者清晰地指出了这两种上下文在同步机制使用上的区别和注意事项,这对于避免内核崩溃至关重要。此外,书中关于内存管理的部分也让我大开眼界,从物理内存的分配(伙伴系统、slab分配器)到虚拟内存的映射(页表、MMU),每一个环节都被解释得非常透彻。它让我理解了Linux是如何高效地管理内存资源的,以及它如何通过虚拟内存技术来实现进程隔离和内存保护。这本书真正让我体会到了内核开发的严谨和复杂,也让我对Linux的稳定性和高效性有了更深的敬意。

评分

《Linux内核设计与实现》这本书,在我阅读的整个过程中,都给我一种“抽丝剥茧”的感觉。作者的讲解方式非常系统和严谨,总是能够从最基础的概念讲起,然后逐步深入到复杂的内部机制。我尤其喜欢书中对调度器部分的详尽阐述。我之前总觉得进程调度只是简单地轮流执行,但这本书让我明白,Linux内核的调度器是一个极其复杂的系统,它需要考虑进程优先级、时间片、进程状态、多核CPU的负载均衡等多种因素。作者详细介绍了CFS(Completely Fair Scheduler)的设计理念,以及它如何通过虚拟运行时(Virtual Runtime)来保证公平性。这让我对Linux系统的响应速度和多任务处理能力有了更深入的理解。此外,书中关于进程间通信(IPC)的讲解也让我受益匪浅。我之前对管道、消息队列、共享内存等概念只是模糊的了解,但这本书通过对内核内部实现机制的剖析,让我清晰地理解了它们各自的工作原理,以及它们在数据传递和同步方面的优缺点。它让我能够根据不同的应用场景,选择最适合的IPC机制。这本书不仅仅是知识的传授,更是一种思维方式的培养,它让我学会了如何去分析和理解一个复杂的系统。

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贡献者:SZDIY

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没看源代码之前看一下挺好的

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是本好书,对于想深入了解linux还是蛮不错的。

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个人感觉翻译得不怎么地, 内容也空乏

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看不懂的书 都要给5星????

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