运算符 #

local a, b = 10, 3

-- 加法
print(a + b)   -- 13

-- 减法
print(a - b)   -- 7

-- 乘法
print(a * b)   -- 30

-- 除法
print(a / b)   -- 3.333...

-- 整除（Lua 5.3+）
print(a // b)  -- 3

-- 取余
print(a % b)   -- 1

-- 幂运算
print(a ^ b)   -- 1000.0

-- 负号
print(-a)      -- -10

-- 整除：向下取整
print(10 // 3)   -- 3
print(-10 // 3)  -- -4（向下取整）
print(10 // -3)  -- -4

-- 取余：a % b = a - (a // b) * b
print(10 % 3)    -- 1
print(-10 % 3)   -- 2
print(10 % -3)   -- -2

-- 判断奇偶
local function is_even(n)
    return n % 2 == 0
end

-- 取最后一位数字
local function last_digit(n)
    return n % 10
end

-- 平方
print(2 ^ 2)    -- 4.0
print(10 ^ 2)   -- 100.0

-- 立方
print(2 ^ 3)    -- 8.0

-- 开方
print(16 ^ 0.5) -- 4.0
print(27 ^ (1/3))  -- 3.0

-- 科学计数法
print(1e10)     -- 10000000000.0
print(2.5e-3)   -- 0.0025

local a, b = 10, 20

-- 等于
print(a == b)   -- false
print(a == 10)  -- true

-- 不等于
print(a ~= b)   -- true
print(a ~= 10)  -- false

-- 小于
print(a < b)    -- true

-- 大于
print(a > b)    -- false

-- 小于等于
print(a <= b)   -- true

-- 大于等于
print(a >= b)   -- false

-- 不同类型比较结果总是 false
print(10 == "10")   -- false
print(0 == false)   -- false
print(nil == false) -- false

-- 数字比较（整数和浮点数可以比较）
print(10 == 10.0)   -- true

-- 字符串比较（字典序）
print("a" < "b")    -- true
print("abc" < "abd") -- true
print("a" < "A")    -- false（ASCII 码）

-- 表比较的是引用，不是内容
local t1 = {1, 2, 3}
local t2 = {1, 2, 3}
local t3 = t1

print(t1 == t2)  -- false（不同对象）
print(t1 == t3)  -- true（同一对象）

-- 深度比较需要自己实现
local function deep_equal(a, b)
    if type(a) ~= type(b) then
        return false
    end
    if type(a) ~= "table" then
        return a == b
    end
    for k, v in pairs(a) do
        if not deep_equal(v, b[k]) then
            return false
        end
    end
    for k, v in pairs(b) do
        if not deep_equal(a[k], v) then
            return false
        end
    end
    return true
end

-- and：与运算
print(true and true)    -- true
print(true and false)   -- false
print(false and true)   -- false
print(false and false)  -- false

-- or：或运算
print(true or true)     -- true
print(true or false)    -- true
print(false or true)    -- true
print(false or false)   -- false

-- not：非运算
print(not true)         -- false
print(not false)        -- true
print(not nil)          -- true
print(not 0)            -- false

-- and 短路：第一个为假则返回第一个值
print(false and print("不执行"))  -- false
print(nil and "hello")           -- nil

-- or 短路：第一个为真则返回第一个值
print(true or print("不执行"))   -- true
print("hello" or "world")        -- hello

-- 利用短路求值
local function greet(name)
    name = name or "World"  -- 默认值
    print("Hello, " .. name)
end
greet()        -- Hello, World
greet("Lua")   -- Hello, Lua

-- 默认值
local config = user_config or default_config

-- 三元运算模拟
local max = a > b and a or b

-- 安全访问
local value = obj and obj.field or nil

-- 链式默认值
local name = first_name or last_name or "Anonymous"

-- 条件赋值
local status = score >= 60 and "及格" or "不及格"

-- 多条件判断
local function get_grade(score)
    return score >= 90 and "A" or
           score >= 80 and "B" or
           score >= 70 and "C" or
           score >= 60 and "D" or
           "F"
end

-- and/or 返回的是操作数，不是布尔值
print(1 and 2)    -- 2
print(1 or 2)     -- 1
print(false or 2) -- 2

-- 当 a 为假时，a and b or c 可能有问题
local a = false
local b = false
local c = "default"
print(a and b or c)  -- default（正确）

-- 但如果 b 为假，结果会错误
local x = true
local y = false
local z = "default"
print(x and y or z)  -- default（期望是 y，但得到了 z）

-- 正确的三元运算
local function if_else(condition, true_val, false_val)
    if condition then
        return true_val
    else
        return false_val
    end
end

-- 使用 .. 连接字符串
local s1 = "Hello" .. " " .. "World"
print(s1)  -- Hello World

-- 连接数字
local s2 = "数字：" .. 42
print(s2)  -- 数字：42

-- 连接多个值
local name = "Lua"
local version = 5.4
local s3 = name .. " " .. version
print(s3)  -- Lua 5.4

-- 数字自动转换为字符串
print("值：" .. 123)  -- 值：123

-- 布尔值需要显式转换
-- print("值：" .. true)  -- 错误！
print("值：" .. tostring(true))  -- 值：true

-- nil 需要显式转换
-- print("值：" .. nil)  -- 错误！
print("值：" .. tostring(nil))  -- 值：nil

-- 表需要自定义转换
local t = {1, 2, 3}
-- print("值：" .. t)  -- 错误！
print("值：" .. tostring(t))  -- 值：table: 0x...

-- 少量连接：使用 ..
local s = "a" .. "b" .. "c"

-- 大量连接：使用 table.concat
local parts = {}
for i = 1, 10000 do
    parts[i] = tostring(i)
end
local s = table.concat(parts, ",")  -- 高效

-- 多行连接
local s = "第一行\n" ..
          "第二行\n" ..
          "第三行"

local s = "Hello"
print(#s)  -- 5

-- 中文字符串（UTF-8 编码，每个中文 3 字节）
local chinese = "你好"
print(#chinese)  -- 6

-- 数组长度
local arr = {1, 2, 3, 4, 5}
print(#arr)  -- 5

-- 空表
print(#{})  -- 0

-- 稀疏数组（注意！）
local sparse = {1, 2, nil, 4}
print(#sparse)  -- 可能是 4 或 2（不确定）

-- 字典长度
local dict = {a = 1, b = 2, c = 3}
print(#dict)  -- 0（# 不适用于字典）

-- 计算字典元素数量
local function table_count(t)
    local count = 0
    for _ in pairs(t) do
        count = count + 1
    end
    return count
end

local dict = {a = 1, b = 2, c = 3}
print(table_count(dict))  -- 3

^                （幂运算，右结合）
not  #  -        （一元运算符）
*  /  //  %      （乘除类）
+  -             （加减类）
..               （连接，右结合）
<  >  <=  >=  ~=  ==  （比较运算符）
and              （逻辑与）
or               （逻辑或，右结合）

-- 幂运算最高
print(2 ^ 3 ^ 2)  -- 512（= 2 ^ 9，右结合）

-- 一元运算符
print(-3 ^ 2)     -- -9（= -(3 ^ 2)）

-- 乘除优先于加减
print(1 + 2 * 3)  -- 7

-- 比较运算符优先于逻辑运算符
print(true and 1 < 2)  -- true

-- and 优先于 or
print(true or false and false)  -- true
print((true or false) and false)  -- false

-- 推荐使用括号明确意图
local result = (a + b) * c
local condition = (x > 0) and (y > 0)
local value = (a or b) and c

-- 按位与
print(bit32.band(0xFF, 0x0F))  -- 15

-- 按位或
print(bit32.bor(0xF0, 0x0F))   -- 255

-- 按位异或
print(bit32.bxor(0xFF, 0x0F))  -- 240

-- 按位非
print(bit32.bnot(0x0F))        -- 4294967280

-- 左移
print(bit32.lshift(1, 4))      -- 16

-- 右移
print(bit32.rshift(16, 4))     -- 1

-- Lua 5.3+ 支持位运算符
local a, b = 0xFF, 0x0F

-- 按位与
print(a & b)   -- 15

-- 按位或
print(a | b)   -- 255

-- 按位异或
print(a ~ b)   -- 240

-- 按位非
print(~a)      -- -256

-- 左移
print(1 << 4)  -- 16

-- 右移
print(16 >> 4) -- 1

-- 判断奇偶
local function is_odd(n)
    return n & 1 == 1
end

-- 交换两数
local function swap(a, b)
    a = a ~ b
    b = a ~ b
    a = a ~ b
    return a, b
end

-- 取第 n 位
local function get_bit(n, pos)
    return (n >> pos) & 1
end

-- 设置第 n 位
local function set_bit(n, pos)
    return n | (1 << pos)
end

-- 清除第 n 位
local function clear_bit(n, pos)
    return n & ~(1 << pos)
end

-- 创建支持加法的向量
local Vector = {}
Vector.__index = Vector

function Vector:new(x, y)
    return setmetatable({x = x, y = y}, self)
end

-- 重载加法
function Vector:__add(other)
    return Vector:new(self.x + other.x, self.y + other.y)
end

-- 重载减法
function Vector:__sub(other)
    return Vector:new(self.x - other.x, self.y - other.y)
end

-- 重载乘法
function Vector:__mul(scalar)
    return Vector:new(self.x * scalar, self.y * scalar)
end

-- 重载字符串转换
function Vector:__tostring()
    return string.format("(%d, %d)", self.x, self.y)
end

-- 使用
local v1 = Vector:new(1, 2)
local v2 = Vector:new(3, 4)
local v3 = v1 + v2
print(v3)      -- (4, 6)
print(v1 * 2)  -- (2, 4)

-- 判断数字是否在范围内
local function in_range(value, min, max)
    return value >= min and value <= max
end

-- 使用
print(in_range(5, 1, 10))   -- true
print(in_range(15, 1, 10))  -- false

-- 约束数值在范围内
local function clamp(value, min, max)
    return math.max(min, math.min(max, value))
end

print(clamp(5, 0, 10))   -- 5
print(clamp(-5, 0, 10))  -- 0
print(clamp(15, 0, 10))  -- 10

-- 安全除法，避免除以零
local function safe_divide(a, b)
    return b ~= 0 and a / b or nil
end

print(safe_divide(10, 2))  -- 5.0
print(safe_divide(10, 0))  -- nil