ruby ビット演算

Question

(~0b1010).to_s(2)が"-1011"を返す理由がわかりません。
ビット反転は0を1、1を0にするので、(~0b1010).to_s(2)は"0101"になる想定でした。

また、(0b1010 ^ 0b1100).to_s(2)は"110"を返しますが、
なぜ"0110"ではないのでしょうか？先頭の0は省略できるのでしょうか？

お手数ですがご回答宜しくお願いいたします。

Answer 1

先頭の0は省略できるのでしょうか？

省略できます

そしてrubyの整数は限りなく大きい整数も整数です

結果として、~0b1010は0b11111111111111111......0101になります

つまり
4bitの補数を計算したければ

puts "%04b" % (2 ** 4 + ~0b1010)

とする必要があります。

Answer 2

((~0b1010) & 0b1111).to_s(2)

でしょうか。
「ビット列」のようなデータ型があると良いのかも知れませんね。