R的极客理想系列文章,涵盖了R的思想,使用,工具,创新等的一系列要点,以我个人的学习和体验去诠释R的强大。
R语言作为统计学一门语言,一直在小众领域闪耀着光芒。直到大数据的爆发,R语言变成了一门炙手可热的数据分析的利器。随着越来越多的工程背景的人的加入,R语言的社区在迅速扩大成长。现在已不仅仅是统计领域,教育,银行,电商,互联网….都在使用R语言。
要成为有理想的极客,我们不能停留在语法上,要掌握牢固的数学,概率,统计知识,同时还要有创新精神,把R语言发挥到各个领域。让我们一起动起来吧,开始R的极客理想。
关于作者:
- 张丹(Conan), 程序员Java,R,PHP,Javascript
- weibo:@Conan_Z
- blog: http://blog.fens.me
- email: [email protected]
转载请注明出处:
http://blog.fens.me/r-word-jiebar/
前言
本文挖掘是数据挖掘中一个非常重要的部分,有非常广阔的使用场景,比如我们可以对新闻事件进行分析,了解国家大事;也可以对微博信息进行分析,通过社交舆情看看大家的关注点。通过文本挖掘找到文章中的隐藏信息,对文章的结构进行分析,判断是不是同一个作者写文章;同时可以对邮件分析,结合bayes算法判断哪些是垃圾邮件,哪些是有用的邮件。
本文挖掘的第一步,就是要进行分词,分词将直接影响文本挖掘的效果。R语言在分词方面有很好的支持,接下来就给大家介绍一个不错的R语言中文分词包“结巴分词”(jiebaR)。
目录
- jiebaR包介绍
- 5分钟上手
- 分词引擎
- 配置词典
- 停止词过滤
- 关键词提取
1. jiebaR包介绍
结巴分词(jiebaR),是一款高效的R语言中文分词包,底层使用的是C++,通过Rcpp进行调用很高效。结巴分词基于MIT协议,就是免费和开源的,感谢国人作者的给力支持,让R的可以方便的处理中文文本。
官方Github的地址:https://github.com/qinwf/jiebaR
本文所使用的系统环境
- Win10 64bit
- R: 3.2.3 x86_64-w64-mingw32/x64 b4bit
jiebaR包是在CRAN发布的标准库,安装起来非常简单,2条命令就可以了。
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~ R
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> install.packages("jiebaR")
-
> library("jiebaR")
如果想要安装开发版本,可以使用devtools来进行安装,devtools的介绍请参考文章:在巨人的肩膀前行 催化R包开发
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-
> library(devtools)
-
> install_github("qinwf/jiebaRD")
-
> install_github("qinwf/jiebaR")
-
> library("jiebaR")
开发版本安装,官方建议使用Linux系统 gcc >= 4.6 编译,Windows需要安装 Rtools。
2. 5分钟上手
5分钟上手,直接看第一个例子吧,对一段文字进行分词。
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> wk = worker()
-
-
> wk["我是《R的极客理想》图书作者"]
-
[
-
-
> wk["我是R语言的深度用户"]
-
[
很简单地,2行代码,就完成了中文分词。
jiebaR提供了3种分词语句的写法,例子上面的用[]符号的语法,还可以使用<=符合语法,或者使用segment()函数。虽然形式不同,但是分词效果是一样的。使用<=符号的语法,如下
-
-
> wk<=\'另一种符合的语法\'
-
[
使用segment()函数的语法,如下
-
-
> segment( "segment()函数语句的写法" , wk )
-
[
如果你觉得很神奇,想了解如何自定义操作符的,可以检查项目的源代码quick.R文件。
-
-
# <= 符号定义
-
`<=.qseg`<-function(qseg, code){
-
if(!exists("quick_worker",envir = .GlobalEnv ,inherits = F) ||
-
.GlobalEnv$quick_worker$PrivateVarible$timestamp != TIMESTAMP){
-
-
if(exists("qseg",envir = .GlobalEnv,inherits = FALSE ) )
-
rm("qseg",envir = .GlobalEnv)
-
-
modelpath = file.path(find.package("jiebaR"),"model","model.rda")
-
quickparam = readRDS(modelpath)
-
-
if(quickparam$dict == "AUTO") quickparam$dict = DICTPATH
-
if(quickparam$hmm == "AUTO") quickparam$hmm = HMMPATH
-
if(quickparam$user == "AUTO") quickparam$user = USERPATH
-
if(quickparam$stop_word == "AUTO") quickparam$stop_word = STOPPATH
-
if(quickparam$idf == "AUTO") quickparam$idf = IDFPATH
-
-
createquickworker(quickparam)
-
setactive()
-
}
-
-
//..代码省略
-
}
-
-
# [ 符号定义
-
`[.qseg`<- `<=.qseg`
-
我们也可以直接对文本文件进行分词,在当前目录新建一个文本文件idea.txt。
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~ notepad idea.txt
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R的极客理想系列文章,涵盖了R的思想,使用,工具,创新等的一系列要点,以我个人的学习和体验去诠释R的强大。
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R语言作为统计学一门语言,一直在小众领域闪耀着光芒。直到大数据的爆发,R语言变成了一门炙手可热的数据分析的利器。随着越来越多的工程背景的人的加入,R语言的社区在迅速扩大成长。现在已不仅仅是统计领域,教育,银行,电商,互联网….都在使用R语言。
当然,我们运行分词程序,会在当前目录生成一个新的分词结果的文件。
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> wk[\'./idea.txt\']
-
[
打开文件idea.segment.2016-07-20_23_25_34.txt,整个本文以空格进行分词。
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~ notepad idea.segment.2016-07-20_23_25_34.txt
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R 的 极客 理想 系列 文章 涵盖 了 R 的 思想 使用 工具 创新 等 的 一系列 要点 以 我 个人 的 学习 和 体验 去 诠释 R 的 强大 R 语言 作为 统计学 一门 语言 一直 在 小众 领域 闪耀着 光芒 直到 大 数据 的 爆发 R 语言 变成 了 一门 炙手可热 的 数据分析 的 利器 随着 越来越 多 的 工程 背景 的 人 的 加入 R 语言 的 社区 在 迅速 扩大 成长 现在 已 不仅仅 是 统计 领域 教育 银行 电商 互联网 都 在 使用 R 语言
是不是很简单,5分钟实践就能完成分词的任务。
3. 分词引擎
在调用worker()函数时,我们实际是在加载jiebaR库的分词引擎。jiebaR库提供了7种分词引擎。
- 混合模型(MixSegment):是四个分词引擎里面分词效果较好的类,结它合使用最大概率法和隐式马尔科夫模型。
- 最大概率法(MPSegment) :负责根据Trie树构建有向无环图和进行动态规划算法,是分词算法的核心。
- 隐式马尔科夫模型(HMMSegment):是根据基于人民日报等语料库构建的HMM模型来进行分词,主要算法思路是根据(B,E,M,S)四个状态来代表每个字的隐藏状态。 HMM模型由dict/hmm_model.utf8提供。分词算法即viterbi算法。
- 索引模型(QuerySegment):先使用混合模型进行切词,再对于切出来的较长的词,枚举句子中所有可能成词的情况,找出词库里存在。
- 标记模型(tag)
- Simhash模型(simhash)
- 关键词模型(keywods)
如果你不太关心引擎的事,那么直接用官方推荐的混合模型(默认选择)就行了。查看worker()函数的定义。
-
-
worker(type = "mix", dict = DICTPATH, hmm = HMMPATH, user = USERPATH,
-
idf = IDFPATH, stop_word = STOPPATH, write = T, qmax = 20, topn = 5,
-
encoding = "UTF-8", detect = T, symbol = F, lines = 1e+05,
-
output = NULL, bylines = F, user_weight = "max")
参数列表:
- type, 引擎类型
- dict, 系统词典
- hmm, HMM模型路径
- user, 用户词典
- idf, IDF词典
- stop_word, 关键词用停止词库
- write, 是否将文件分词结果写入文件,默认FALSE
- qmax, 最大成词的字符数,默认20个字符
- topn, 关键词数,默认5个
- encoding, 输入文件的编码,默认UTF-8
- detect, 是否编码检查,默认TRUE
- symbol, 是否保留符号,默认FALSE
- lines, 每次读取文件的最大行数,用于控制读取文件的长度。大文件则会分次读取。
- output, 输出路径
- bylines, 按行输出
- user_weight, 用户权重
我们在调用worker()时,就加载了分词引擎,可以打印出来,查看分词的引擎的配置。
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-
> wk = worker()
-
> wk
-
Worker Type: Jieba Segment
-
-
Default Method : mix # 混合模型
-
Detect Encoding : TRUE # 检查编码
-
Default Encoding: UTF-8 # UTF-8
-
Keep Symbols : FALSE # 不保留符号
-
Output Path : # 输出文件目录
-
Write File : TRUE # 写文件
-
By Lines : FALSE # 不行输出
-
Max Word Length : 20 # 最大单单词长度
-
Max Read Lines : 1e+05 # 最大读入文件行数
-
-
Fixed Model Components:
-
-
$dict # 系统词典
-
[1] "D:/tool/R-3.2.3/library/jiebaRD/dict/jieba.dict.utf8"
-
-
$user # 用户词典
-
[1] "D:/tool/R-3.2.3/library/jiebaRD/dict/user.dict.utf8"
-
-
$hmm # 隐式马尔科夫模型模型
-
[1] "D:/tool/R-3.2.3/library/jiebaRD/dict/hmm_model.utf8"
-
-
$stop_word # 停止词,无
-
NULL
-
-
$user_weight # 用户词典权重
-
[1] "max"
-
-
$timestamp # 时间戳
-
[1] 1469027302
-
-
$default $detect $encoding $symbol $output $write $lines $bylines can be reset.
如果我们想改变分词引擎的配置项,可以在调用worker()创建分词引擎时,也可以通过wk$XX来进行设置。如果想了解wk是什么类型的对象,我们通过pryr包的otype的函数来检查wk对象的类型。关于pryr包的详细使用,请参考文章撬动R内核的高级工具包pryr
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# 加载 pryr包
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> library(pryr)
-
> otype(wk) # 面向对象的类型检查
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[1] "S3"
-
-
> class(wk) # 查看class是属性
-
[1] "jiebar" "segment" "jieba"
4. 配置词典
对于分词的结果好坏的关键因素是词典,jiebaR默认有配置标准的词典。对于我们的使用来说,不同行业或不同的文字类型,最好用专门的分词词典。在jiebaR中通过show_dictpath()函数可以查看默认的标准词典,可以通过上一小节介绍的配置项,来指定我们自己的词典。日常对话的常用词典,比如搜狗输入法的词库。
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> show_dictpath()
-
[
-
-
-
> dir(show_dictpath())
-
[
-
[
-
[
-
[
-
[
看到词典目录中,包括了多个文件。
- jieba.dict.utf8, 系统词典文件,最大概率法,utf8编码的
- hmm_model.utf8, 系统词典文件,隐式马尔科夫模型,utf8编码的
- user.dict.utf8, 用户词典文件,utf8编码的
- stop_words.utf8,停止词文件,utf8编码的
- idf.utf8,IDF语料库,utf8编码的
- jieba.dict.zip,jieba.dict.utf8的压缩包
- hmm_model.zip,hmm_model.utf8的压缩包
- idf.zip,idf.utf8的压缩包
- backup.rda,无注释
- model.rda,无注释
- README.md,说明文件
打开系统词典文件jieba.dict.utf8,并打印前50行。
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> scan(file="D:/tool/R-3.2.3/library/jiebaRD/dict/jieba.dict.utf8",
-
+ what=character(),nlines=50,sep=\'\n\',
-
+ encoding=\'utf-8\',fileEncoding=\'utf-8\')
-
Read 50 items
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[
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[
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[
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[
我们发现系统词典每一行都有三列,并以空格分割,第一列为词项,第二列为词频,第三列为词性标记。
打开用户词典文件user.dict.utf8,并打印前50行。
-
-
> scan(file="D:/tool/R-3.2.3/library/jiebaRD/dict/user.dict.utf8",
-
+ what=character(),nlines=50,sep=\'\n\',
-
+ encoding=\'utf-8\',fileEncoding=\'utf-8\')
-
Read 5 items
-
[
用户词典第一行有二列,,第一列为词项,第二列为词性标记,没有词频的列。用户词典默认词频为系统词库中的最大词频。
jiebaR包关于词典词性标记,采用ictclas的标记方法。ICTCLAS 汉语词性标注集。
代码 | 名称 | 帮助记忆的诠释 |
---|---|---|
Ag | 形语素 | 形容词性语素。形容词代码为a,语素代码g前面置以A。 |
a | 形容词 | 取英语形容词adjective的第1个字母。 |
ad | 副形词 | 直接作状语的形容词。形容词代码a和副词代码d并在一起。 |
an | 名形词 | 具有名词功能的形容词。形容词代码a和名词代码n并在一起。 |
b | 区别词 | 取汉字"别"的声母。 |
c | 连词 | 取英语连词conjunction的第1个字母。 |
Dg | 副语素 | 副词性语素。副词代码为d,语素代码g前面置以D。 |
d | 副词 | 取adverb的第2个字母,因其第1个字母已用于形容词。 |
e | 叹词 | 取英语叹词exclamation的第1个字母。 |
f | 方位词 | 取汉字"方"的声母。 |
g | 语素 | 绝大多数语素都能作为合成词的"词根",取汉字"根"的声母。 |
h | 前接成分 | 取英语head的第1个字母。 |
i | 成语 | 取英语成语idiom的第1个字母。 |
j | 简称略语 | 取汉字"简"的声母。 |
k | 后接成分 | |
l | 习用语 | 习用语尚未成为成语,有点"临时性",取"临"的声母。 |
m | 数词 | 取英语numeral的第3个字母,n,u已有他用。 |
Ng | 名语素 | 名词性语素。名词代码为n,语素代码g前面置以N。 |
n | 名词 | 取英语名词noun的第1个字母。 |
nr | 人名 | 名词代码n和"人(ren)"的声母并在一起。 |
ns | 地名 | 名词代码n和处所词代码s并在一起。 |
nt | 机构团体 | "团"的声母为t,名词代码n和t并在一起。 |
nz | 其他专名 | "专"的声母的第1个字母为z,名词代码n和z并在一起。 |
o | 拟声词 | 取英语拟声词onomatopoeia的第1个字母。 |
p | 介词 | 取英语介词prepositional的第1个字母。 |
q | 量词 | 取英语quantity的第1个字母。 |
r | 代词 | 取英语代词pronoun的第2个字母,因p已用于介词。 |
s | 处所词 | 取英语space的第1个字母。 |
Tg | 时语素 | 时间词性语素。时间词代码为t,在语素的代码g前面置以T。 |
t | 时间词 | 取英语time的第1个字母。 |
u | 助词 | 取英语助词auxiliary 的第2个字母,因a已用于形容词。 |
Vg | 动语素 | 动词性语素。动词代码为v。在语素的代码g前面置以V。 |
v | 动词 | 取英语动词verb的第一个字母。 |
vd | 副动词 | 直接作状语的动词。动词和副词的代码并在一起。 |
vn | 名动词 | 指具有名词功能的动词。动词和名词的代码并在一起。 |
w | 标点符号 | |
x | 非语素字 | 非语素字只是一个符号,字母x通常用于代表未知数、符号。 |
y | 语气词 | 取汉字"语"的声母。 |
z | 状态词 | 取汉字"状"的声母的前一个字母。 |
下面我们自定义一个用户词典,来试试效果。编写词典文件,user.utf8。
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~ notepad user.utf8
-
-
R语言
-
R的极客理想
-
大数据
-
数据
-
使用我们的自定义的用户词典,对刚才的文本再进行分词。
-
-
> wk = worker(user=\'user.utf8\')
-
> wk[\'./idea.txt\']
-
[
对比2次产生的分词结果,idea.segment.2016-07-20_23_25_34.txt 和 idea.segment.2016-07-21_11_14_24.txt。
在实际使用中,jiebaR默认提供的用户词典只有5个单词,太简单了,肯定是不够用的。我们可以用搜狗词典,来丰富用户自己的词库。接下来,让我们配置搜狗词典。你需要安装一个搜狗输入法,具体的安装过程不再解释。
我安装的是搜狗五笔输入法,找到搜狗的安装目录,并找到词典文件。我的搜狗词典,在下面的安装位置。
-
-
C:\Program Files (x86)\SogouWBInput\2.1.0.1288\scd\17960.scel
把17960.scel文件复制到自己的项目目录里,用文本编辑器打开文件,发现是二进制的。那么我需要用工具进行转换,把二进制的词典转成我们可以使用的文本文件。jiebaR包的作者,同时开发了一个cidian项目,可以转换搜狗的词典,那么我们只需要安装cidian包即可。
安装cidian项目
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> install.packages("devtools")
-
> install.packages("stringi")
-
> install.packages("pbapply")
-
> install.packages("Rcpp")
-
> install.packages("RcppProgress")
-
> library(devtools)
-
> install_github("qinwf/cidian")
-
> library(cidian)
转换二进制词典到文本文件。
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> decode_scel(scel = "./17960.scel",cpp = TRUE)
-
output file: ./17960.scel_2016-07-21_00_22_11.dict
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-
-
> scan(file="./17960.scel_2016-07-21_00_22_11.dict",
-
+ what=character(),nlines=50,sep=\'\n\',
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+ encoding=\'utf-8\',fileEncoding=\'utf-8\')
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Read 50 items
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[
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[
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[
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[
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[
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[
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[
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[
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[
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[
接下来,直接把搜狗词典配置到我们的分词库中,就可以直接使用了。把搜狗词典文件改名,从17960.scel_2016-07-21_00_22_11.dict到user.dict.utf8,然后替换D:\tool\R-3.2.3\library\jiebaRD\dict目录下面的user.dict.utf8。这样默认的用户词典,就是搜狗词典了。很酷吧!
5. 停止词过滤
停止词就是分词过程中,我们不需要作为结果的词,像英文的语句中有很多的a,the,or,and等,中文语言中也有很多,比如 的,地,得,我,你,他。这些词因为使用频率过高,会大量出现在一段文本中,对于分词后的结果,在统计词频的时候会增加很多的噪音,所以我们通常都会将这些词进行过滤。
在jiebaR中,过滤停止词有2种方法,一种是通过配置stop_word文件,另一种是使用filter_segment()函数。
首先我们先来看,通过配置stop_word文件的方法。新建一个stop_word.txt文件。
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-
~ notepad stop_word.txt
-
-
我
-
我是
-
加载分词引擎,并配置停止词过滤。
-
-
> wk = worker(stop_word=\'stop_word.txt\')
-
> segment<-wk["我是《R的极客理想》图书作者"]
-
> segment
-
[
上面的文本,我们把"我是"通过停止词进行了过滤。如果还想过滤“作者”一词,可以动态的调用filter_segment()函数。
-
-
> filter<-c("作者")
-
> filter_segment(segment,filter)
-
[1] "R" "的" "极客" "理想" "图书"
6. 关键词提取
关键词提取是文本处理非常重要的一个环节,一个经典算法是TF-IDF算法。其中,TF(Term Frequency)代表词频,IDF(Inverse Document Frequency)表示逆文档频率。如果某个词在文章中多次出现,而且不是停止词,那么它很可能就反应了这段文章的特性,这就是我们要找的关键词。再通过IDF来算出每个词的权重,不常见的词出现的频率越高,则权重越大。计算TF-IDF的公式为:
TF-IDF = TF(词频) * 逆文档频率(IDF)
对文档中每个词计算TF-IDF的值,把结果从大到小排序,就得到了这篇文档的关键性排序列表。关于IF-IDF的解释,参考了文章TF-IDF与余弦相似性的应用(一):自动提取关键词。
jiebaR包的关键词提取提取的实现,也是使用了TF-IDF的算法。在安装目录中的idf.utf8文件,为IDF的语料库。查看idf.utf8内容。
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> scan(file="D:/tool/R-3.2.3/library/jiebaRD/dict/idf.utf8",
-
+ what=character(),nlines=50,sep=\'\n\',
-
+ encoding=\'utf-8\',fileEncoding=\'utf-8\')
-
Read 50 items
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[
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[
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[
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[
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[
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[
-
[
idf.utf8文件每一行有2列,第一列是词项,第二列为权重。然后,我通过计算文档的词频(TF),与语料库的IDF值相乘,就可以得到TF-IDF值,从而提取文档的关键词。
比如,我们对下面的文本内容进行关键词的提取。
-
-
> wk = worker()
-
> segment<-wk["R的极客理想系列文章,涵盖了R的思想,使用,工具,创新等的一系列要点,以我个人的学习和体验去诠释R的强大。"]
-
-
# 计算词频
-
> freq(segment)
-
char freq
-
1 创新 1
-
2 了 1
-
3 文章 1
-
4 强大 1
-
5 R 3
-
6 个人 1
-
7 的 5
-
8 诠释 1
-
9 和 1
-
10 一系列 1
-
11 使用 1
-
12 以 1
-
13 等 1
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