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[GO语言基础] 四.算术运算、逻辑运算、赋值运算、位运算及编程练习

eastmount 发表于 2021/08/09 18:17:35 2021/08/09

【摘要】前文介绍了Golang的变量、数据类型和标识符知识，并通过12道编程练习进行提升。这篇文章将介绍运算，包括算术运算、逻辑运算、赋值运算、位运算及编程练习。这系列文章入门部分将参考“尚硅谷”韩顺平老师的视频和书籍《GO高级编程》，详见参考文献，并结合作者多年的编程经验进行学习和丰富，且看且珍惜

作为网络安全初学者，会遇到采用Go语言开发的恶意样本。因此从今天开始从零讲解Golang编程语言，一方面是督促自己不断前行且学习新知识；另一方面是分享与读者，希望大家一起进步。前文介绍了Golang的变量、数据类型和标识符知识，并通过12道编程练习进行提升。这篇文章将介绍运算，包括算术运算、逻辑运算、赋值运算、位运算及编程练习。这系列文章入门部分将参考“尚硅谷”韩顺平老师的视频和书籍《GO高级编程》，详见参考文献，并结合作者多年的编程经验进行学习和丰富，且看且珍惜吧！后续会结合网络安全进行GO语言实战深入，加油~

这些年我学过各种编程语言，从最早的C语言到C++，再到C#、PHP、JAVA，再到IOS开发、Python，到最新的GO语言，学得是真的杂。有时候觉得编程语言恰恰是最简单的，而通过一门编程语言能够解决实际问题或深入底层才是其价值所在，并且当我们学好一门编程语言后，其他编程语言都非常类似，殊途同归，学起来也很迅速。

源码下载地址：

https://github.com/eastmountyxz/Go-learning

前文参考：

1.进制
2.进制转换介绍
3.位运算案例
4.原码、反码、补码
5.位运算符和移位运算符

九.编程练习

1.题目
2.解答

十.总结

运算符是一种特殊的符号，用以表示数据的运算、赋值和比较等。常见的运算包括算术运算符、赋值运算符、比较运算符（关系运算符）、逻辑运算符、位运算符和其他运算符。

一.算术运算

算术运算符是对数值类型的变量进行运算，比如：加减乘除。在Go语言中也使用非常多，常用算术运算符如下表所示。

具体案例如下，重点介绍除法、取余、自增和自减。

余数(%)：a % b = a - a / b * b
i++：i = i + 1
i- -：i = i - 1

package main
import "fmt"

func main() {
	//加法 减法 乘法
	var a int = 10
	var b int = 4
	var n1, n2, n3 int
	n1 = a + b
	n2 = a - b
	n3 = a * b
	fmt.Println("加法:", n1)
	fmt.Println("减法:", n2)
	fmt.Println("乘法:", n3)

	//除法：如果运算数都是整数，那么除后去掉小数部分，保留整数部分
	var n4 float32 = 10 / 4
	fmt.Println("除法:", n4)
	
	//除法：如果需要保留小数部分，则需要有浮点数参与运算
	var n5 float32 = 10.0 / 4
	fmt.Println("除法:", n5)

	//余数(%)：a % b = a - a / b * b
	fmt.Println("10 % 3 =", 10 % 3)      //=10-10/3*3=1
	fmt.Println("-10 % 3 =", -10 % 3)    //=-10-(-10)/3*3=-1
	fmt.Println("10 % -3 =", 10 % -3)    //=10-10/(-3)*3=1
	fmt.Println("-10 % -3 =", -10 % -3)  //=-10-(-10)/(-3)*(-3)=-1

	//++和--使用
	var i int = 10
	i++               //i = i + 1
	fmt.Println("自增:", i)
	i--               //i = i - 1
	fmt.Println("自减:", i)
}

输出结果如下图所示：

算术运算符使用的注意事项如下：

对于除号“/”，它的整数除和小数除是有区别的，整数之间做除法时，只保留整数部分而舍弃小数部分。例如，x := 19/5，结果是3
当对一个数取模时，可以等价于a%b=a-a/b*b，这也是取模的本子运算
Golang自增自减只能当做一个独立语言使用时，不能这样使用

Golang的++和- -只能写在变量的后面，不能写在变量的前面，即：只有a++和a- -，不能有++a和- -a
Golang设计者去掉c和java中的自增、自减的容易混淆写法，让Golang更加简洁统一

简单案例分析：

假如还有97天放假，问有多少个星期零几天
定义一个变量保存华氏温度，华氏温度转换摄氏温度的公式为：5/9*(华氏温度-32)，请求华氏温度对应的摄氏度

代码如下所示：

package main
import "fmt"

func main() {
	//假如还有97天放假，求包括多少个星期零多少天
	var num int = 97
	var week int
	var  day int
	week = num / 7
	day = num / 7
	fmt.Printf("%d个星期,零%d天 \n", week, day)

	//定义一个变量保存华氏度
	//摄氏度=5/9*(华氏度-32)
	var huashi float32 = 134.2
	var sheshi float32
	sheshi = 5.0 / 9 * (huashi - 32)
	fmt.Printf("%v 对应的摄氏温度 =%v \n", huashi ,sheshi)
}

输出结果如下图所示：

二.关系运算

关系运算符又称为比较运算符，其运算结果都是bool型，要么是true，要么是false。关系表达式经常出现在if结构的条件中，或循环结构for的条件中。

下面展示一个简单的代码：

package main
import "fmt"

func main() {
	var n1 int = 9
	var n2 int = 8

	//关系运算符使用
	fmt.Println(n1 == n2)    //false
	fmt.Println(n1 != n2)    //true
	fmt.Println(n1 > n2)     //true
	fmt.Println(n1 >= n2)    //true
	fmt.Println(n1 < n2)     //false
	fmt.Println(n1 <= n2)    //false
	flag := n1 > n2
	fmt.Println("flag =", flag)
}

输出结果如下图所示：

关系运算符的注意事项：

关系运算符的结果都是bool型，也就是要么是true，要么是false
关系运算组成的表达式，称为关系表达式：a>b
比较运算符“==”不能误写成“=”

三.逻辑运算

逻辑运算用于连接多个条件，通常是关系表达式，最终结果是一个bool值。假定A值为True，B值为False，则逻辑运算的结果描述如下：

下面展示一个简单的代码：

package main
import "fmt"

func main() {
	var age int = 28

	//逻辑与运算符 &&
	if age > 20 && age < 30 {
		fmt.Println("age>20 && age<30")
	}

	if age > 30 && age < 40 {
		fmt.Println("age>30 && age<40")
	}

	//逻辑或运算符 ||
	if age > 20 || age < 30 {
		fmt.Println("age>20 || age<30")
	}

	if age > 30 || age < 40 {
		fmt.Println("age>30 || age<40")
	}

	//逻辑非运算符 !
	if age > 30 {
		fmt.Println("age>30")
	}

	if !(age > 30) {
		fmt.Println("!(age>30)")
	}
}

输出结果如下图所示：

逻辑运算符的注意事项：

&&又叫短路与：如果第一个条件为False，则第二个条件不会判断，最终结果为False
||又叫短路或：如果第一个条件为True，则第二个条件不会判断，最终结果为True

案例如下：

package main
import "fmt"

//测试函数
func test() bool {
	fmt.Println("CSDN Eastmount...")
	return true
}

func main() {
	var age int = 28

	//短路与
	//由于 age<30 为false 因此后面test()函数不执行
	if age < 20 && test() {
		fmt.Println("短路与判断")
	}

	//短路或
	//由于 age>20 为true 因此后面test()函数不执行
	if age > 20 && test() {
		fmt.Println("短路或判断")
	}
}

输出结果如下图所示，与运算中的条件输出未执行，或运算的条件输出。

四.赋值运算

赋值运算就是将某个运算后的值，赋值给指定的变量。赋值运算符如下表所示：

注意，这部分的赋值运算涉及到了二进制相关之后，后面会详细介绍。

下面介绍赋值运算的案例知识，基本使用包括：

赋值基本案例
运算顺序从右往左
赋值运算符的左边只能是变量，右边可以是变量、表达式和常量
+= 案例介绍：a+=3 等价于 a=a+3

package main
import "fmt"

//测试函数
func test() int {
	var num int = 10
	return num
}

func main() {
	var a int = 3
	var b int = 4
	var c int
	var d int

	//赋值运算执行顺序是从右到左
	c = a + 3
	fmt.Println("a=", a, "c=", c)

	//赋值运算左边只能是变量 右边可以使变量、表达式、常量
	//表达式：任何有值都可以看做表达式
	d = a
	d = 8 + 2 * 5
	d = test() + 90
	fmt.Println(d)

	//运算后赋值
	fmt.Println("b =", b)
	b += 2
	fmt.Println(b)
	b -= 3
	fmt.Println(b)
	b *= 2
	fmt.Println(b)
	b /= 3
	fmt.Println(b)
	b %= 2
	fmt.Println(b)
}

输出结果如下图所示：

案例1：变量a和b的值进行交换，并输出结果。

package main
import "fmt"

func main() {
	//赋值运算符
	a := 9
	b := 2

	//有两个变量a和b 要求将其进行交换并输出结果
	fmt.Printf("交换前的结果 a = %v , b = %v \n", a, b)

	//定义一个临时变量
	t := a
	a = b
	b = t

	//输出交换后的结果
	fmt.Printf("交换后的结果 a = %v , b = %v \n", a, b)
}

输出结果如下：

交换前的结果 a = 9 , b = 2
交换后的结果 a = 2 , b = 9

案例2：求两个数10和20的最大值。

package main
import "fmt"

func main() {
	//求两个数的最大值
	var a int = 10
	var b int = 20
	var max int
	
	if a > b {
		max = a
	} else {
		max = b
	}
	fmt.Println("max =", max)
}

输出结果如下图所示：

max = 20

注意，Go语言明确不支持三元运算符，官方说明如下：

Golang的设计理念是一种事情有且只有一种方法完成
三元运算符实现如上面的大小比较if-else所示

五.位运算

位运算如下表所示，后面讲解二进制时再进行举例说明。

六.运算优先级

1.其他运算符

下面补充个简单的示例：

package main
import "fmt"

func main() {
	//地址
	a := 100
	fmt.Println("a的地址=", &a)
	fmt.Println("a的值=", a)

	//指针变量
	var ptr *int = &a
	fmt.Println("ptr指向的值是=", *ptr)
	fmt.Println("ptr的地址是=", ptr)
}

输出结果如下图所示：

2.运算符的优先级
运算符有不同的优先级，所谓优先级就是表达式运算中的运算顺序。如下图所示，上一行运算符中优先于下一行。只有单目运算符、赋值运算符是从右向左运算的。优先级大概如下：

括号、++、- -
单目运算
算数运算符
移位运算
关系运算符
位运算符
逻辑运算符
赋值运算符
逗号

七.输入语句

在编程中，需要接收用户输入的数据，可以使用键盘输入语句来获取。

导入fmt包
调用fmt包的 fmt.Scanln() 或者 fmt.Scanf()

func Scanln
Scanln类似Scan，但会在换行时才停止扫描。最后一个条目后必须有换行或者到达结束位置。

func Scanln(a …interface{ }) (n int, err error)

func Scanf
Scanf从标准输入扫描文本，根据format参数指定的格式将成功读取的空白分隔的值保存进成功传送给本函数的参数。返回成功扫描的条目个数和遇到的任何错误。

func Scanf(format string, a …interface{ }) (n int, err error)

下面通过案例进行演示输入语句，从控制台接收用户信息，包括：

姓名、年龄、薪水、是否通过GO课程考试

第一种方法是使用 fmt.Scanln() 获取内容
当程序执行到 fmt.Scanln(&name)，会停止在这里等待用户输入信息并回车

package main
import "fmt"

func main() {
	//从控制台接收用户信息，包括：姓名、年龄、薪水、是否通过GO课程考试
	var name string
	var age byte
	var money float32
	var isPass bool
	
	//输入
	fmt.Println("请输入姓名:")
	fmt.Scanln(&name)
	fmt.Println("请输入年龄:")
	fmt.Scanln(&age)
	fmt.Println("请输入薪水:")
	fmt.Scanln(&money)
	fmt.Println("请输入是否通过GO语言课程:")
	fmt.Scanln(&isPass)

	fmt.Printf("名字是 %v \n 年龄是 %v \n 薪水是 %v \n 考试 %v \n", name, age, money, isPass)
}

输出结果如下图所示：

第二种方法是使用 fmt.Scanf() 获取内容
该方法可以按照指定的格式输入

package main
import "fmt"

func main() {
	//从控制台接收用户信息，包括：姓名、年龄、薪水、是否通过GO课程考试
	var name string
	var age byte
	var money float32
	var isPass bool
	
	//输入空格间隔
	fmt.Println("请输入姓名, 年龄, 薪水, 是否通过考试")
	fmt.Scanf("%s %d %f %t", &name, &age, &money, &isPass)
	fmt.Printf("名字是 %v \n 年龄是 %v \n 薪水是 %v \n 考试 %v \n", name, age, money, isPass)
}

输出结果如下图所示：

八.进制转换

1.进制

对于证书，常见的四种表示方式为：

二进制
0和1，满2进1。在Golang中，不能直接使用二进制来表示一个整数，它沿用了C语言的特点
十进制
0到9，满10进1
八进制
0到7，满8进1，以数字0开头表示
十六进制
0-9和A-F，满16进1，以0x或0X开头表示，此处的A-F不区分大小写

下面举个示例说明。

package main
import "fmt"

func main() {
	//二进制输出
	var i int = 10
	fmt.Printf("%b \n", i)

	//八进制：0-7, 满8进1，以数字0开头
	var j int = 011      //对应十进制8+1=9
	fmt.Println("j =", j)

	//十六进制：0-9及A-F，满16进1，以0x或0X开头
	var k int = 0x11    //对应十进制16+1=17
	fmt.Println("k =", k)
}

输出结果如下图所示：

注意：前面的文章我们普及过一个小技巧。在GO语言所在文件夹中输入CMD会自动打开CMD，然后输入go run命令即可执行代码。

2.进制转换介绍

进制的图示如下：

常见转换方法如下：

第一组：其他进制转十进制
比如：

134 = 4*1 + 3*10 + 4*100 = 4 + 30 + 100 = 134

二进制转十进制

规则：从低位开始（右边的），将每个位上的数提取出来，乘以2的（位数-1）次方，然后求和
案例：将二进制1011转换成十进制数

$1*2^0 + 1*2^1 + 0*2^2 + 1*2^3 = 1 + 2 + 0 + 8 = 11$

八进制转十进制

规则：从低位开始（右边的），将每个位上的数提取出来，乘以8的（位数-1）次方，然后求和
案例：将二进制0123转换成十进制数

$3*8^0 + 2*8^1 + 1*8^2=3+16+64=83$

十六进制转十进制

规则：从低位开始（右边的），将每个位上的数提取出来，乘以16的（位数-1）次方，然后求和
案例：将二进制0x34A转换成十进制数

$10*16^0 + 4*16^1 + 3*16^2 = 10 + 64 + 768 = 842$

第二组：十进制转其他进制

十进制转二进制

规则：将该数不断除以2，直到商为0为止，然后将每步得到的余数倒过来，就是对应的二进制
案例：将50转成二进制
从下往上写出每个余数110010就是50对应的二进制表示

十进制转八进制

规则：将该数不断除以8，直到商为0为止，然后将每步得到的余数倒过来，就是对应的八进制
案例：将156转成八进制

十进制转十六进制

规则：将该数不断除以16，直到商为0为止，然后将每步得到的余数倒过来，就是对应的十六进制
案例：将356转成十六进制

第三组：二进制转其他进制

二进制转八进制

规则：将二进制数每三位一组（从低位开始组合），转成对应的八进制数即可。
案例：将二进制11010101转成八进制

$11, 010, 101 = 0325$

二进制转十六进制

规则：将二进制数每四位一组（从低位开始组合），转成对应的十六进制数即可。
案例：将二进制11010101转成八进制

$1101, 0101 = 0 x D 5$

第四组：其他进制转二进制

八进制转二进制

规则：将八进制数每1位转成对应的一个3位的二进制数即可。
案例：将八进制0237转成二进制

$0237 = 10, 011, 111$

十六进制转二进制

规则：将十六进制数每1位转成对应的一个4位的二进制数即可。
案例：将十六进制0x237转成二进制

$0 x 237 = 10, 0011, 0111$

3.位运算案例

接着回到之前的位运算，我们来理解下面这段代码。

package main
import "fmt"

func main() {
	var a int = 1 >> 2      //001  => 0
	var b int = -1 >> 2     
	var c int = 1 << 2      //100  => 4
	var d int = -1 << 2     //-100 => 4
	var e int = 7 >> 2      //111  => 1
	var f int = 7 << 2      //111  => 11100=28

	fmt.Println("a=", a, "b=", b)
	fmt.Println("c=", c, "d=", d)
	fmt.Println("e=", e, "f=", f)
}

输出结果如下图所示：

我们接着再看一个案例。

package main
import "fmt"

func main() {
	fmt.Println(2&3)
	fmt.Println(2|3)
	fmt.Println(13&7)
	fmt.Println(5|4)
	fmt.Println(-3^3)
}

输出结果如下图所示，大家可以想想为什么？接下来作者即将介绍。

4.原码、反码、补码

二进制（Binary）是逢2进位的进位制，0、1是基本运算符。现代电子计算机技术采用的是二进制，因为它只使用0和1两个数字符号，非常简单方便，易于用电子方式实现。计算机内部处理的信息，都是采用二进制来表示的。

二进制数用0和1两个数字及其组合来表示任何数，进位规则是“逢2进1”，数字1在不同的位上代表不同的值，按从右至左的次序，这个值以二倍递增。在计算机内部，运行各种运算都是以二进制的方式来运行。

原码、反码和补码知识非常关键，韩顺平老师精简成了6条规则：

二进制的最高位是符号为：0表示正数、1表示负数
1 => 【0000 0001】-1 =>【1000 0001】
正数的源码、反码、补码都是一样的
负数的反码：它的原码符号位不变，其它位取反（0->1、1->0）
1 => 原码【0000 0001】反码【0000 00001】补码【0000 0001】
-1 => 原码【1000 0001】反码【1111 1110】补码【1111 1111】
负数的补码=它的反码+1
0的反码，补码都是0
在计算机运行的时候，都是以补码的方式来运算的
1+1；1-1=1+(-1)

5.位运算符和移位运算符

Golang中3个位运算符规则如下：

按位与运算 &：两位同时为1，结果为1，否则为0
按位或运算 |：两位有一个为1，结果为1，否则为0
按位异或运算 ^：两位一个为0，一个为1，结果为1，否则为0

举个案例：

对应的原理如下：

Golang中有2个移位运算符，规则如下：

右移运算符 >>：低位溢出，符号位不变，并用符号位补溢出的高位
左移运算符 <<：符号位不变，低位补0

案例：

a := 1 >> 2 //0000 0001 => 0000 0000 = 0
c := 1 << 2 //0000 0001 => 0000 0100 = 4

九.编程练习

1.题目

(1) 有两个变量，a和b，要求将其进行交换，但是不允许使用中间变量，最终打印结果。

(2) 求三个数中的最大值并输出结果。

(3) 给出三角形的三边长，求三角形面积。

(4) 输入两个整数，分别计算它们的与运算、或运算和异或运算结果。

(5) 输入3个数a、b、c，要求由小到大的顺序输出结果。

(6) 手动将下面的其他进制转换成十进制数。

二进制：1 1000 1100 转成十进制
八进制：02456 转成十进制
十六进制：0xA45 转成十进制

(7) 手动将下面的十进制转换成其他进制数。

123 转成二进制
678 转成八进制
8912 转成十六进制

(8) 手动将下面的二进制转换成其他进制。

二进制：1110 0101 转成八进制
二进制：11 1001 0110 专横十六进制

2.解答

(1) 有两个变量，a和b，要求将其进行交换，但是不允许使用中间变量，最终打印结果。

package main
import "fmt"

func main() {
	//不引用第三个变量交换a和b
	var a int = 10
	var b int = 20
	fmt.Printf("原始值：a=%v b=%v \n", a, b)

	a = a + b
	b = a - b   //b = a + b - b ==> b=a
	a = a - b   //a = a + b - a ==> a=b

	fmt.Printf("交换值：a=%v b=%v \n", a, b)
}

输出结果如下图所示：

(2) 求三个数中的最大值并输出结果。

package main
import "fmt"

func main() {
	//求三个数中的最大值并输出结果
	var a int = 10
	var b int = 60
	var c int = 30
	var max int
	fmt.Printf("a=%v b=%v c=%v \n", a, b, c)

	if a > b {
		max = a
	} else {
		max = b
	}

	if c > max {
		max = c
	}

	fmt.Println("三个数中最大值是=", max)
}

输出结果如下图所示：

(3) 给出三角形的三边长，求三角形面积。

package main
import(
	"fmt"
	"math"
)

func main() {
	//给出三角形的三边长，求三角形面积
	var a float64 = 3.67
	var b float64 = 5.43
	var c float64 = 6.21
	var s float64
	var area float64

	s = (a + b + c) / 2
	area = math.Sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c))
	fmt.Printf("输出三条边: a=%v b=%v c=%v \n", a, b, c)
	fmt.Printf("area=%v \n", area)
}

输出结果如下图所示：

(4) 输入两个整数，分别计算它们的与运算、或运算和异或运算结果。

package main
import "fmt"

func main() {
	var a int
	var b int
	
	//输入
	fmt.Println("请输入a:")
	fmt.Scanln(&a)
	fmt.Println("请输入b:")
	fmt.Scanln(&b)

	//计算
	c := a & b
	d := a | b
	e := a ^ b
	fmt.Printf("与运算 a=%v b=%v c=%v \n", a, b, c)
	fmt.Printf("或运算 a=%v b=%v d=%v \n", a, b, d)
	fmt.Printf("异或运算 a=%v b=%v e=%v \n", a, b, e)
}

输出结果如下图所示：

(5) 输入3个数a、b、c，要求由小到大的顺序输出结果。

if a>b 将a和b对换（交换后，a是a b小数）
if a>c 将a和c对换（交换后，a是a c小数，因此a是三者中最小数）
if b>c 将b和c对换（交换后，b是b c中小数，也是三者中次小数）

package main
import "fmt"

func main() {
	var a int
	var b int
	var c int
	var t int
	
	//输入
	fmt.Println("请输入a:")
	fmt.Scanln(&a)
	fmt.Println("请输入b:")
	fmt.Scanln(&b)
	fmt.Println("请输入c:")
	fmt.Scanln(&c)

	//排序
	if a > b {
		t = a
		a = b
		b = t   //互换后 a是小数
	}
	if a > c {
		t = a
		a = c
		c = t   //互换后 a是三者小数
	}
	if b > c {
		t = b
		b = c
		c = t   //互换后 b是次小数
	}
	fmt.Printf("从小到到排序：a=%v b=%v c=%v \n", a, b, c)
}

输出结果如下图所示：

十.总结

写到这里，这篇基础性Golang文章介绍完毕，希望您喜欢！今天是2021年2月11日，祝大家新年快乐，牛气冲天，也希望自己能分享更优秀、更深入的文章。

一.算术运算
二.关系运算
三.逻辑运算
四.赋值运算
五.位运算
六.运算优先级
七.输入语句
八.进制转换
1.进制
2.进制转换介绍
3.位运算案例
4.原码、反码、补码
5.位运算符和移位运算符
九.编程练习
1.题目
2.解答

Go基本运算和进制转换了解后，后面的文章将详细介绍Go语言的条件语句和循环语句知识，并结合案例进行普及。希望这篇基础性文章对您有帮助，写得不好的地方还请海涵。同时非常感谢参考文献中的大佬们的文章分享，尤其是韩顺平老师，深知自己很菜，得努力前行。也希望自己能深入下去，未来四年好好研究Go编程语言，做更多实际工程，写更好的文章，共勉！

源代码下载地址：

https://github.com/eastmountyxz/Go-learning

感谢华为云的礼物，希望能与大家一起在华为云社区共同进步，且看且珍惜。

原文地址：https://blog.csdn.net/Eastmount/article/details/113661528

(By:娜璋AI之家 Eastmount 2021-08-09 星期一夜于贵阳 )

参考文献：

Go官网：https://golang.org/
韩老师视频：https://www.bilibili.com/video/BV1pt41127FZ
https://www.runoob.com/go/go-tutorial.html
Go中文网在线标准库文档：https://studygolang.com/pkgdoc

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[GO语言基础] 四.算术运算、逻辑运算、赋值运算、位运算及编程练习

文章目录

一.算术运算

二.关系运算

三.逻辑运算

四.赋值运算

五.位运算

六.运算优先级

七.输入语句

八.进制转换

1.进制

2.进制转换介绍

3.位运算案例

4.原码、反码、补码

5.位运算符和移位运算符

九.编程练习

1.题目

2.解答

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