整数和浮点数

在Lua 5.3之前的版本中，只支持一种类型的数字，默认是浮点数，可以通过修改Lua解释器源码来使用整数。我理解这是因为Lua最初是被用作配置语言，面向的使用者大多不是程序员，是不区分整数和浮点数的，比如5和5.0就是两个完全一样的数字。后来随着Lua使用范围的扩大，同时支持整数的需求越发强烈（比如位运算），最终在Lua 5.3版本中区分了整数和浮点数。这也带来了一些复杂度，主要二元运算符对不同类型的处理规则，分为如下三类：

  • 支持整数和浮点数，包括+、-、*、//和%。如果两个操作数都是整数，则结果也是整数；否则（两个操作数至少有一个浮点数）结果是浮点数。
  • 只支持浮点数，包括/和^。无论操作数是什么类型，结果都是浮点数。比如5/2，两个操作数虽然都是整数，但会转换为浮点数，然后计算结果为2.5。
  • 只支持整数，包括5个位操作。要求操作数一定是整数，结果也是整数。

对上述三类的处理，在语法分析的常量折叠fold_const()函数和虚拟机执行时，都会体现。代码很繁琐，这里省略。

类型转换

Lua也定义了上述类型转换的规则（主要是不能完整转换情况下的规则）：

  • 整型转浮点型：如果不能完整转换，则使用最接近的浮点数。即转换不会失败，只会丢失精度。
  • 浮点型转整型：如果不能完整转换，则抛出异常。

而Rust语言中，整型转浮点型规则一样，但浮点型转整型就不同了，没有检查是否能完整转换。这被认为是个bug并会修复。在修复前，我们只能自己做这个完整性的检查，即如果转换失败，则抛出异常。为此我们实现ftoi()函数：

  1. pub fn ftoi(f: f64) -> Option<i64> {
  2.     let i = f as i64;
  3.     if i as f64 != f {
  4.         None
  5.     } else {
  6.         Some(i)
  7.     }
  8. }

整型转浮点型时直接用as即可，而浮点型转整型时就需要用这个函数。

在语法分析和虚拟机执行阶段，都会涉及到这个转换，所以新建utils.rs文件用来放这些通用函数。

比较

Lua语言中，大部分情况下是尽量避免整数和浮点数的区别。最直接的例子就是，这个语句5 == 5.0的结果是true，所以Value::Integer(5)和Value::Float(5.0)，在Lua语言中是相等的。另外一个地方是，用这两个value做table的key的话，也认为是同一个key。为此，我们就要修改之前对Value的两个trait实现。

首先是比较相等的PartialEq trait：

  1. impl PartialEq for Value {
  2.     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
  3.         match (self, other) {
  4.             (Value::Integer(i), Value::Float(f)) |
  5.             (Value::Float(f), Value::Integer(i)) => *i as f64 == *f && *i == *f as i64,

然后是Hash trait：

  1. impl Hash for Value {
  2.     fn hash<H: Hasher>(&self, state: &mut H) {
  3.         match self {
  4.             Value::Float(f) =>
  5.                 if let Some(i) = ftoi(*f) {
  6.                     i.hash(state)
  7.                 } else {
  8.                     unsafe {
  9.                         mem::transmute::<f64, i64>(*f).hash(state)
  10.                     }
  11.                 }

不过，还是有一个地方需要区分类型的，就是在语法分析时，向常量表中添加常量时，查询常量是否已经存在的时候。为此要实现一个区分类型的比较方法：

  1. impl Value {
  2.     pub fn same(&self, other: &Self) -> bool {
  3.         // eliminate Integer and Float with same number value
  4.         mem::discriminant(self) == mem::discriminant(other) && self == other
  5.     }
  6. }

测试

至此，二元运算语句的语法分析终于完成。虚拟机执行部分就很简单，这里略过。可以使用如下测试Lua代码：

  1. {{#include ../listing/ch05.arithmetic/test_lua/binops.lua}}