Lua 算术指令

Gaia 框架为 Lua 后端提供了完整的算术运算指令集，支持数值计算和数学运算。

基本算术运算

加法运算

-- Gaia 代码
local a: int = 5
local b: int = 3
local c: int = a + b

编译为 Lua 字节码：

-- 生成的 Lua 代码
local a = 5
local b = 3
local c = a + b

减法运算

-- Gaia 代码
local result: int = a - b

乘法运算

-- Gaia 代码
local product: int = a * b

除法运算

-- Gaia 代码
local quotient: float = a / b

取模运算

-- Gaia 代码
local remainder: int = a % b

幂运算

-- Gaia 代码
local power: int = a ^ 2

算术指令集

ADD 指令

-- Gaia 代码
ADD local_a local_b result

SUB 指令

-- Gaia 代码
SUB local_a local_b result

MUL 指令

-- Gaia 代码
MUL local_a local_b result

DIV 指令

-- Gaia 代码
DIV local_a local_b result

MOD 指令

-- Gaia 代码
MOD local_a local_b result

POW 指令

-- Gaia 代码
POW local_a 2 result

数值类型

整数类型

Lua 5.3+ 支持真正的整数类型：

-- Gaia 代码
local int_val: int = 42

浮点数类型

-- Gaia 代码
local float_val: float = 3.14159

类型转换

-- Gaia 代码
local int_from_float: int = tointeger(float_val)
local float_from_int: float = tonumber(int_val)

数学库函数

Lua 提供了丰富的数学库函数：

-- Gaia 代码
local abs_val: int = math.abs(-5)
local sqrt_val: float = math.sqrt(16)
local sin_val: float = math.sin(math.pi/2)
local cos_val: float = math.cos(0)
local floor_val: int = math.floor(3.7)
local ceil_val: int = math.ceil(3.2)

位运算

Lua 5.3+ 支持位运算：

-- Gaia 代码
local bit_and: int = a & b
local bit_or: int = a | b
local bit_xor: int = a ~ b
local bit_not: int = ~a
local left_shift: int = a << 2
local right_shift: int = a >> 1

优化建议

1. 使用局部变量: 局部变量比全局变量性能更好
2. 避免不必要的类型转换: 保持类型一致性
3. 利用数学库: 使用 Lua 内置的数学函数
4. 整数运算优先: 整数运算比浮点数运算更快

性能考虑

• 整数运算通常比浮点数运算快
• 位运算在 Lua 5.3+ 中非常高效
• 避免在循环中进行重复计算
• 考虑使用查表法替代复杂计算