Lua 运算符

Lua - 运算符

运算符（Operator）是指导 Lua 解释器执行特定数学、关系或逻辑操作的符号。Lua 提供了丰富的内置运算符集，可分为以下几类：

• 算术运算符
• 关系运算符
• 逻辑运算符
• 杂项运算符（连接、长度）

本教程将通过示例解释每种类型的运算符。

算术运算符

下表列出了 Lua 支持的算术运算符。假设 local a = 10 和 local b = 20：

示例代码：

local a = 10
local b = 20

print("a + b = ", a + b)       -- 输出：30
print("a - b = ", a - b)       -- 输出：-10
print("a * b = ", a * b)       -- 输出：200
print("b / a = ", b / a)       -- 输出：2.0（浮点除法）
print("b % a = ", b % a)       -- 输出：0（除法余数）
print("a ^ 2 = ", a ^ 2)       -- 输出：100（幂运算）
print("-a = ", -a)            -- 输出：-10（一元负号，取反）

-- Lua 5.3+ 还引入了整除 //
-- print("7 // 2 = ", 7 // 2) -- 输出：3（如果使用 Lua 5.3+）

运算符	描述	示例 (a=10, b=20)
+	加法：将两个操作数相加。	a + b 的结果是 30
-	减法：从第一个操作数中减去第二个操作数。	a - b 的结果是 -10
*	乘法：将两个操作数相乘。	a * b 的结果是 200
/	除法：用被除数除以除数。结果总是浮点数。	b / a 的结果是 2.0
%	取模：整数除法的余数。	b % a 的结果是 0
^	幂运算：将第一个操作数提升到第二个操作数的幂次方。	a ^ 2 的结果是 100
-	一元负号：对其操作数取反。	-a 的结果是 -10

关系运算符

关系运算符（Relational Operator）比较两个值并返回布尔（Boolean）结果（true 或 false）。假设 local a = 10 和 local b = 20：

示例代码：

local a = 10
local b = 20

print("a == b is", a == b)  -- 输出: a == b 是 false
print("a ~= b is", a ~= b)  -- 输出: a ~= b 是 true
print("a > b is", a > b)    -- 输出: a > b 是 false
print("a < b is", a < b)    -- 输出: a < b 是 true
print("a >= b is", a >= b)  -- 输出: a >= b 是 false
print("a <= b is", a <= b)  -- 输出: a <= b 是 true

运算符	描述	示例 (a=10, b=20)
==	相等：检查两个操作数的值是否相等。	(a == b) 是 false。
~=	不等：检查两个操作数的值是否不相等。	(a ~= b) 是 true。
>	大于：检查左操作数的值是否大于右操作数的值。	(a > b) 是 false。
<	小于：检查左操作数的值是否小于右操作数的值。	(a < b) 是 true。
>=	大于等于：检查左操作数的值是否大于或等于右操作数的值。	(a >= b) 是 false。
<=	小于等于：检查左操作数的值是否小于或等于右操作数的值。	(a <= b) 是 true。

逻辑运算符

逻辑运算符（Logical Operator）用于组合或修改布尔表达式。在 Lua 中，false 和 nil 被认为是“假值”（falsy），而所有其他值都被认为是“真值”（truthy）。逻辑运算符 and 和 or 表现出“短路”（short-circuiting）行为，并返回其中一个操作数，而不一定是布尔值。

假设 local x = true、local y = false、local name = "Lua"、local version = nil：

示例代码：

local x = true
local y = false

print("x and y is", x and y)  -- 输出: x and y 是 false (返回 y)
print("x or y is", x or y)    -- 输出: x or y 是 true (返回 x)
print("not x is", not x)      -- 输出: not x 是 false

local name = "Lua"
local version = nil

-- 短路行为：
-- 'and' 如果第一个操作数是假值（false 或 nil），则返回它。否则，返回第二个操作数。
print("version and name:", version and name) -- 输出: version and name: nil (version 是 nil)
print("name and version:", name and version) -- 输出: name and version: nil (version 是 nil，name 是真值)
print("name and 'Rocks!':", name and "Rocks!") -- 输出: name and 'Rocks!': Rocks!

-- 'or' 如果第一个操作数是真值（非 false 且非 nil），则返回它。否则，返回第二个操作数。
print("version or '5.4':", version or "5.4") -- 输出: version or '5.4': 5.4 (version 是 nil)
print("name or 'Default':", name or "Default") -- 输出: name or 'Default': Lua (name 是真值)

运算符	描述	示例 (x=true, y=false)
and	逻辑与：如果第一个操作数是假值（false 或 nil），则返回它。否则，返回第二个操作数。	(x and y) 的结果是 false (y 的值)。
or	逻辑或：如果第一个操作数是真值（非 false 且非 nil），则返回它。否则，返回第二个操作数。	(x or y) 的结果是 true (x 的值)。
not	逻辑非：反转其操作数的逻辑状态。如果操作数是假值，则返回 true；如果是真值，则返回 false。	not x 的结果是 false。

杂项运算符

Lua 包含用于字符串连接（string concatenation）以及确定字符串或类似序列的表（table）长度的运算符。

示例代码：

local greeting = "Hello"
local target = "World"

local message = greeting .. " " .. target .. "!" -- 连接
print(message)  -- 输出: Hello World!

local str_len = #message
print("Length of message:", str_len) -- 输出: 消息长度: 12

local my_array = {10, 20, 30}
local arr_len = #my_array
print("Length of array:", arr_len) -- 输出: 数组长度: 3

运算符	描述	示例
..	连接：连接两个字符串。	"Hello " .. "World" 的结果是 "Hello World"。
#	长度运算符（一元）：返回字符串的长度（以字节为单位）或序列表的长度（从索引 1 开始到第一个 nil 值之间的元素数量）。	#"Hello" 的结果是 5。 #{1,2,3} 的结果是 3。

Lua 中的运算符优先级

运算符优先级（Operator Precedence）定义了表达式中操作执行的顺序。优先级较高的运算符在优先级较低的运算符之前被评估。例如，在 x = 7 + 3 * 2 中，乘法 (*) 的优先级高于加法 (+)，因此 3 * 2 先被评估 (6)，然后 7 + 6 (13)。

下表列出了从最高到最低优先级的运算符。大多数二元运算符是左结合（left-associative）的，但幂运算 (^) 和连接 (..) 是右结合（right-associative）的。一元运算符 (not、#、一元 -) 也是右结合的。

优先级	运算符	结合性
最高	^	从右到左
	not # - (一元)	从右到左
	* / %	从左到右
	+ - (二元)	从左到右
	..	从右到左
	< > <= >= ~= ==	从左到右（注意：不像 a < b < c 那样可链式使用）
	and	从左到右
最低	or	从左到右

您可以使用括号 () 来覆盖默认的优先级，并强制表达式的某些部分按特定顺序进行评估。

更多资源：要全面了解 Lua 运算符及其细节，请查阅官方的 Lua 参考手册。