[Raku] 程式設計教學：運算子 (Operator)

前言

Raku 的運算子較多，甚至已經到過多的程度；有些較少見的運算子，其實很難記憶。本文不會列出所有的運算子，僅列出常見的運算子。

運算子的種類

根據運算子的位置，分為以下五種：

• Prefix，例：-3
• Infix，例：3 + 2
• Postfix，例：$a++
• Circumfix，例：<foo bar baz> (字串串列)
• Postcircumfix，例：@arr[0] (陣列取索引)

平常不需死記這些分類，但了解這個概念對於實作運算子重載 (operator overloading) 會有幫助，我們將於後文說明。

代數運算子

• +：相加
• -：相減
• *：相乘
• /：相除，未整除得小數
• div：整數相除
• %：取餘數，可用於有理數
• mod：整數取餘數
• **：指數
• gcd：取最大公約數
• lcm：最最小公倍數

以下為實例：

3 + 2 == 5 or die "Wrong value";
3 - 2 == 1 or die "Wrong value";
3 * 2 == 6 or die "Wrong value";
3 / 2 == 1.5 or die "Wrong value";
3 div 2 == 1 or die "Wrong value";
3.77 % 0.1 == 0.07 or die "Wrong value";
3 mod 2 == 1 or die "Wrong value";
3 ** 2 == 9 or die "Wrong value";
60 gcd 35 == 5 or die "Wrong value";
30 lcm 45 == 90 or die "Wrong value";

遞增遞減運算子

• ++：遞增 1
• --：遞減 1

遞增/減放在變數前後的效果略有不同，但刻意操作這種效果不是好習慣，建議將這類運算子分開獨立的一行撰寫。

二元運算子

二元運算子用於二進位數運算。包括以下運算子：

• +&：bitwise AND
• +|：bitwise OR
• +^：bitwise XOR
• +<：左移
• +>：右移

以下是實例：

constant $READ = 4;
constant $WRITE = 2;
constant $EXEC = 1;

$READ +^ $WRITE == 6 or die "Wrong priviledge";
$READ +^ $EXEC == 5 or die "Wrong priviledge";
$READ +^ $WRITE +^ $EXEC == 7 or die "Wrong priviledge";

二元運算較不直覺，但會比代數運算快。當速度是重要考量時，可以試著使用二元運算。

比較運算子

要注意的是，Raku 有兩套比較運算子，分別用於數字和字串的比較。

• 比較數字
  • ==：相等
  • !=：不相等
  • >：大於
  • >=：大於等於
  • <：小於
  • <=：小於等於
• 比較字串
  • eq：相等
  • ne：不相等
  • gt：大於
  • ge：大於等於
  • lt：小於
  • le：小於等於

記憶的方式是符號比符號，文字比文字。

以下是實例：

3 == 3 or die "Wrong condition";
3 != 2 or die "Wrong condition";
3 > 2 or die "Wrong condition";
3 >= 2 or die "Wrong condition";
3 < 5 or die "Wrong condition";
3 <= 5 or die "Wrong condition";

"Perl" eq "Perl" or die "Wrong condition";
"Perl" ne "Ruby" or die "Wrong condition";
"Perl" gt "C++" or die "Wrong condition";
"Perl" ge "C++" or die "Wrong condition";
"Perl" lt "Ruby" or die "Wrong condition";
"Perl" le "Ruby" or die "Wrong condition";

除了以上比較運算子，還有以下幾種相等運算子：

• ~~：智能相等運算子，會根據兩邊的值自動比對是否相等
• eqv：相等運算子，檢查兩邊的值型別相等且值相等
• ===：物件相等運算子，對基本型別，同於 eqv，對物件來說，要相同物件才會相等
• =~=：浮點數相等運算子，當浮點數誤差夠小時相等，預設誤差值為 10 的 -15 次方

另外還有數種三元運算子：

• cmp：智能三元運算子，會根據兩邊的值自動比對
• <=>：數字三元運算子，會將兩邊的值轉為 Real 型別
• leg：字串三元運算子，會將兩邊的值轉為字串後比較 ( 註：leg 是 less、equal、greater 的縮寫 )

以下是實例：

(3 cmp 5) ~~ Less or die "Wrong condition";
("Perl" cmp "Perl") ~~ Same or die "Wrong condition";
("Ruby" cmp "Perl") ~~ More or die "Wrong condition";

另外還提供比較順序的運算子，可用於多種型別：

• before
• after

以下是實例：

(10 before 2) == False or die "Wrong logic";
(10 after 2) == True or die "Wrong logic";

("Perl" before "Ruby") == True or die "Wrong logic";
("Perl" after "Ruby") == False or die "Wrong logic";

筆者以為 Raku 的比較運算子種類過多。如果無法全部記起來也沒關係，先記比較基本的比較運算子即可。

邏輯運算子

要注意的是，Raku 有兩套邏輯運算子，兩者優先度有所不同。

• 低優先度
  • and：且
  • or：或
  • not：否定
• 高優先度
  • &&：且
  • ||：或
  • !：否定

以下是實例：

(True && True) == True or die "Wrong logic";
(True && False) == False or die "Wrong logic";
(False && True) == False or die "Wrong logic";
(False && False) == False or die "Wrong logic";

(True || True) == True or die "Wrong logic";
(True || False) == True or die "Wrong logic";
(False || True) == True or die "Wrong logic";
(False || False) == False or die "Wrong logic";

(!True) == False or die "Wrong logic";
(!False) == True or die "Wrong logic";

Raku 的邏輯運算子有兩種優先度，比主流程式語言複雜些。如果無法記住運算子的優先度，用括號來改變運算子優先度即可，不需強記運算子優先度。

布林轉換運算子

布林轉換運算子會將值轉為布林值，可用於條件判斷中。

• 前綴的 ?：較高優先度
• 前綴的 so：較低優先度

# Falsy.
?0 == False or die "Wrong state";   # Zero.
?0.0 == False or die "Wrong state"; # Zero (as float).
?"" == False or die "Wrong state";  # Empty string.
?() == False or die "Wrong state";  # Empty list.
?{} == False or die "Wrong state";  # Empty hash.
?Nil == False or die "Wrong state"; # Nil
my $v; ?$v == False or die "Wrong state"; # Undefined variable.

# Truthy: all non-falsey values.
?1 or die "Wrong state";
?1.0 or die "Wrong state";
?"Hello World" or die "Wrong state";
?(1, 2, 3) or die "Wrong state";
?{"one" => "eins", "two" => "zwei", "three" => "drei"} or die "Wrong state";
my $u = 99; ?$u or die "Wrong state";

使用本運算子的要點在於知道那些值為 falsy，即會判定為 False 的值，例子如下：

• 未定義的變數
• Nil
• 0 (整數零)
• 0.0 (有理數零)
• "" (空字串)
• () (空串列)
• {} (空雜湊)

其他的值則為 truthy，即會判定為 True 的值。

字串運算子

• x：字串重覆
• 二元 ~：字串相接
• 前綴 ~：將值轉為字串

以下是實例：

"Hi" x 3 eq "HiHiHi" or die "Wrong string";
("Hello " ~ "World") eq "Hello World" or die "Wrong string";

範圍運算子

根據不同情境，有以下四種範園運算子：

• ..：含頭尾
• ..^：含頭不含尾
• ^..：不含頭含尾
• ^..^：不含頭不含尾

使用範園運算子時，要注意是否包含頭尾值。

見以下實例：

1 .. 5 ~~ (1, 2, 3, 4, 5) or die "Unequal list";
1 ..^ 5 ~~ (1, 2, 3, 4) or die "Unequal list";
1 ^.. 5 ~~ (2, 3, 4, 5) or die "Unequal list";
1 ^..^ 5 ~~ (2, 3, 4) or die "Unequal list";

運算子優先順序

Raku 的運算子優先順序很複雜，但不需強記，因為

• 數學相關的運算子其優先順序和數學知識相同
• 用括號可改變運算子的優先順序

運算子重載

Raku 支援運算子重載 (operator overloading)，除了內建型別外，我們也可以為自訂型別自訂相關的運算子操作，這些自訂型別就可以如同內建型別般操作，例如：向量 (vector) 或矩陣 (matrix) 型別。我們將於物件導向程式中介紹運算子重載。