算術運算符如何在python中工作？

Question

我想知道“ +”運算符在python中如何工作，或者實際上任何基本算術運算符如何工作。 我對這個主題的知識非常有限，所以我希望這里不再重復這個問題。

更具體地說，我想知道這段代碼：

a = 5
b = 2
c = a + b
print (c)

運行時產生c = 7的結果。 電腦如何執行此操作？ 我在Reddit上發現了一個線程，該線程解釋了計算機如何以二進制形式（ https://www.reddit.com/r/askscience/comments/1oqxfr/how_do_computers_do_math/ ）執行計算。 但是，我無法理解的是計算機如何知道如何將5和2的值轉換為二進制，然后執行計算。 是否有針對所有整數或以10為底的數字執行此操作的設置公式？ 還是在更深的硬件級別上發生了其他事情？

再次抱歉，如果這個重復或問題看起來完全愚蠢，我似乎無法理解python如何獲取任意兩個數字然后求和，相加，相除或相乘。 干杯。

Answer 1

很酷的問題。

首先，我認為您不能鍵入a + b = c 。 寧願是c = a + b 。

當計算機對此進行計算時，首先將2和5轉換為二進制。 所以2給出10，而5給出101。

這兩個二進制數的添加方式與添加兩個基數十的數字相同，從而得到111，然后將其轉換回為7的基數十。

Answer 2

數字始終為二進制。 這樣一來，計算機就無法將其保留在不同的數值系統中（嗯，有三元計算機，但是這是罕見的例外）。 十進制系統僅用於“人類表示”，因此更易於閱讀，但是所有符號（包括文件中的符號"5" ，它只是一個字符）都通過某種編碼（例如， ASCII）。 這些數字當然是二進制的，只是計算機知道（通過編碼規范），如果在某些字符串的上下文中存在1000001 ，則它必須顯示符號a （對於ASCII） 。 就是這樣，計算機不知道數字58，因為這些數字只是兩個符號，並以1和0的形式保存在內存中。

現在，記憶。 這就是它變得有趣的地方。 所有指令和數據都作為一個大的1和0緩沖區保存在一個地方。 它們被傳遞到CPU（使用其指令集），該CPU知道第一個1和0（即我們所說的“字”）塊的含義。 第一個單詞是一條指令，然后是參數。 根據指令，會發生不同的事情。 好的，如果指令的意思是“將這兩個數字相加”並將結果存儲在這里會怎樣？

好吧，現在這是一項硬件工作。 添加二進制數並不那么復雜，在您提供的鏈接中對此進行了說明。 但是CPU如何知道這是算法以及如何執行它？ 好吧，它使用了一堆“全加器”。 什么是“加法器”？ 這是一個硬件電路，通過給定兩個輸入（每個輸入為一位，即一個或零），將它們“相加”，並將結果輸出到另外兩個位（其中一個用於進位）。 但是全加器是如何工作的？ 好吧，它是（通過物理方式）由半加法器構造的，而半加法器是由標准and門和xor門構成的。 如果您熟悉類似的運算符（Python中的&和^ ），您可能會知道它們是如何工作的。 這些門設計為使用電子元件中使用的元素（其中最重要的是硅）的物理特性來按預期工作。 我認為這是我要停止的地方。