CPython integer类型将符号存储在结构的特定字段中。当执行按位运算时，CPython用两个补码替换负数，有时(！)执行相反的运算(即用负数替换两个补码)。在
按位运算
整数的内部表示是PyLongObject结构，它包含PyVarObject结构。(当CPython创建一个新的PyLong对象时，它为结构分配内存，并为数字分配一个尾随空格。)这里重要的是PyLong的大小是：PyVarObject嵌入结构的ob_size字段包含整数的大小(以数字为单位)(数字可以是15位或30位数字)。
如果整数为负数，则该大小为减去位数。在
如您所见，内部CPython对整数的表示方式与通常的二进制表示方式相差甚远。然而CPython必须为各种目的提供位操作。让我们看看the code中的注释：static PyObject *
long_bitwise(PyLongObject *a,
char op, /* ‘&’, ‘|’, ‘^’ */
PyLongObject *b)
{
/* Bitwise operations for negative numbers operate as though
on a two’s complement representation. So convert arguments
from sign-magnitude to two’s complement, and convert the
result back to sign-magnitude at the end. */
/* If a is negative, replace it by its two’s complement. */
/* Same for b. */
/* Complement result if negative. */
}
为了在按位运算中处理负整数，CPython使用2的补码(实际上，这是一个2的补码，但我不详细讨论)。但请注意“符号规则”(名字是我的)：结果的符号是应用于数字符号的位运算符。更准确地说，如果nega negb == 1，negx=1表示阴性，0表示阳性)。Simplified code：
^{pr2}$
二进制格式
另一方面，格式化程序不执行二者的补码，即使是在二进制表示中：[format_long_internal](https://github.com/python/cpython/blob/master/Python/formatter_unicode.c#L839)调用[long_format_binary](https://github.com/python/cpython/blob/master/Objects/longobject.c#L1934)并删除两个前导字符，但保留符号。见the code：/* Is a sign character present in the output? If so, remember it
and skip it */
if (PyUnicode_READ_CHAR(tmp, inumeric_chars) == ‘-‘) {
sign_char = ‘-‘;
++prefix;
++leading_chars_to_skip;
}
long_format_binary函数不执行任何2的补码：只输出以2为基数的数字，preceeded by the sign。在if (negative) \
* p = ‘-‘; \
你的问题
我会按照你的回复顺序：>>> x = -4
>>> print(“{} {:b}”.format(x, x))
-4 -100
没什么奇怪的，因为格式中没有二的补码，只有一个符号。在>>> mask = 0xFFFFFFFF
>>> print(“{} {:b}”.format(x & mask, x & mask))
4294967292 11111111111111111111111111111100
数字-4为负数。因此，它被逻辑“与”之前的“二”补码替换，一位数接一位数。你本以为结果会变成负数，但请记住“符号规则”：>>> nega=1; negb=0
>>> nega & negb
0
因此：1。结果没有负号。结果不是两个结果的补充。你的结果符合“符号规则”，即使这个规则看起来不是很直观。在
现在，最后一部分：>>> x = 0b11111111111111111111111111111100
>>> print(“{} {:b}”.format(x, x))
4294967292 11111111111111111111111111111100
>>> print(“{} {:b}”.format(~(x ^ mask), ~(x ^ mask)))
-4 -100
同样，-4是负的，因此被它的两个补码0b11111111111111111111111111111100替换，然后用0b11111111111111111111111111111111进行异或。结果是0b11(3)。你取一元补码，也就是0b11111111111111111111111111111100，但这次符号是负数：>>> nega=1; negb=0
>>> nega ^ negb
1
因此，正如您所期望的，结果是补的并得到负号。在
结论：我想没有一个完美的解决方案可以让任意长符号数和提供按位操作，但文档中并没有对所做选择进行详细说明。在