算术运算符如何在python中工作？

Question

我想知道“+”运算符在python中是如何工作的，或者实际上任何基本算术运算符是如何工作的。关于这个主题我的知识非常有限，所以我希望这不是这里已经存在的问题的重复。

更具体地说，我想知道这段代码如何：

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

运行时，

产生c = 7的结果。计算机如何执行此操作？我在Reddit上发现了一个线程，解释了计算机如何以二进制（https://www.reddit.com/r/askscience/comments/1oqxfr/how_do_computers_do_math/）执行计算，这是我能理解的。然而，我无法理解的是计算机如何知道如何将5和2的值转换为二进制，然后执行计算。对于所有整数或基数为10的数字，是否有一套公式？或者在这里更深层次的硬件层面还有其他事情发生了吗？

我再次感到抱歉，如果这是一个重复，或者如果问题看起来完全是愚蠢的，我似乎无法理解python如何接受任何两个数字然后对它们求和，添加它们，除以它们或乘以它们。欢呼声。

Answer 1

很酷的问题。

首先，我认为您不能输入a + b = c。它宁愿是c = a + b。

当计算机计算出来时，它首先将2和5转换为二进制。因此2给出10，而5给出101.

这两个二进制数的添加方式与添加任意两个十进制数的方式相同，结果为111，然后将其转换回基数为10。

Answer 2

数字始终为二进制。计算机只是不能保持不同的数字系统（嗯，有三元计算机，但这是一个罕见的例外）。十进制系统仅用于“人类表示”，因此更容易阅读，但所有符号（包括文件中的符号"5"，它只是一个字符）通过某些编码映射到数字（例如ASCII）。这些数字当然是二进制的，只是计算机知道（通过编码规范）如果在某些字符串的上下文中有1000001，它必须显示符号{{1} （在ASCII的情况下）。就是这样，计算机不知道数字58，因为它只是两个符号，并且作为1和0保存在内存中。

现在，记忆。这是它变得有趣的地方。所有指令和数据都保存在一个地方，作为1和0的大缓冲区。这些传递给CPU（使用其指令集）知道第一块1和0（这就是我们称之为“字”）的含义。第一个词是指令，然后是参数。根据指令，会发生不同的事情。好的，如果指令意味着“添加这两个数字”并将结果存储在这里会发生什么？

好吧，现在这是一项硬件工作。添加二进制数并不复杂，在您提供的链接中对此进行了解释。但CPU如何知道这是算法以及如何执行它？好吧，它使用了一堆“全加器”。什么是“全加法器”？这是一个硬件电路，通过给定两个输入（每一个是一位，即一个或零），“加”它们并将结果输出到另外两个位（其中一个用于进位）。但全加法器的工作原理是什么？嗯，它是由半加法器（物理上）构造的，它由标准a和and门构成。如果您熟悉Python中的类似运算符（xor和&），您可能知道它们是如何工作的。这些门设计为使用电子元件中使用的元件（最重要的是硅）的物理特性按预期工作。我想这就是我要停下来的地方。