Python任意长度整数的bitwise not（按位非）精确定义是什么？

按位非（运算符~）在固定位长整数的编程语言中定义依赖位数规则，但Python 3的int为任意精度类型，其~运算有独立于底层存储、平台的明确数学定义。

问题1：计算时使用的位长由什么决定？ #

• Python的~运算不需要指定固定位长，逻辑上所有整数都被视为无限长度的二进制补码，位长不受整数大小、原生平台位数、内部存储字节数的任何影响。
• 其计算有恒等式直接成立：~x = -(x + 1)，任意整数都可直接通过该公式计算结果，不需要做位长截断、判定。

问题2：计算时采用什么扩展逻辑？ #

• Python采用逻辑上的无限符号位扩展：正整数的高位默认补无限个0，负整数的高位默认补无限个1，按位非操作会逐位翻转所有二进制位（包括无限延伸的符号位）。

举个实际例子验证：

• 整数5的二进制逻辑表示为：...0000101，逐位翻转后得到...1111010，该值对应补码的十进制值为-6，符合~5 = -(5+1) = -6的运算结果。
• 整数-3的二进制逻辑表示为：...1111101，逐位翻转后得到...0000010，对应十进制值2，符合~-3 = -(-3+1) = 2的运算结果。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者SRobertJames