探究Python存储负整数采用的二进制表示形式

首先要明确：Python的int是任意精度类型，和C语言这类固定位宽的整数不同，它底层不会用固定长度的原码、反码或者补码来存储。Python会用动态结构（比如多字节数组）保存数字的二进制位，同时单独标记符号（正/负），这也是它能处理超大整数的核心原因。

你用bin()或者format()得到的带负号的二进制串，只是给人类看的十进制转二进制的直观表示，不是Python底层存储的真实形式。

如果想模拟固定位宽下（比如32位、64位）的补码表示（这是大多数系统中固定位宽整数的存储方式），可以通过位运算来实现：

# 获取整数n的32位补码二进制表示
def get_32bit_twos_complement(n):
    # 32位全1的掩码
    mask = (1 << 32) - 1
    # 按位与操作截断为32位，得到补码
    return bin(n & mask)

print(get_32bit_twos_complement(-10))  # 输出：0b11111111111111111111111111110110

原理是：Python对负数的位运算逻辑基于无限位补码，当你和固定位宽的掩码做与操作时，就会截断得到对应位宽的补码结果，这就是大多数系统中固定位宽负整数的存储形式。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者virmis_007