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1 : /*
2 : ** $Id: lmathlib.c,v 1.119.1.1 2017/04/19 17:20:42 roberto Exp $
3 : ** Standard mathematical library
4 : ** See Copyright Notice in lua.h
5 : */
6 :
7 : #define lmathlib_c
8 : #define LUA_LIB
9 :
10 : #include "lprefix.h"
11 :
12 :
13 : #include <stdlib.h>
14 : #include <math.h>
15 :
16 : #include "lua.h"
17 :
18 : #include "lauxlib.h"
19 : #include "lualib.h"
20 :
21 :
22 : #undef PI
23 : #define PI (l_mathop(3.141592653589793238462643383279502884))
24 :
25 :
26 : #if !defined(l_rand) /* { */
27 : #if defined(LUA_USE_POSIX)
28 : #define l_rand() random()
29 : #define l_srand(x) srandom(x)
30 : #define L_RANDMAX 2147483647 /* (2^31 - 1), following POSIX */
31 : #else
32 : #define l_rand() rand()
33 : #define l_srand(x) srand(x)
34 : #define L_RANDMAX RAND_MAX
35 : #endif
36 : #endif /* } */
37 :
38 :
39 6 : static int math_abs (lua_State *L) {
40 6 : if (lua_isinteger(L, 1)) {
41 3 : lua_Integer n = lua_tointeger(L, 1);
42 3 : if (n < 0) n = (lua_Integer)(0u - (lua_Unsigned)n);
43 3 : lua_pushinteger(L, n);
44 : }
45 : else
46 3 : lua_pushnumber(L, l_mathop(fabs)(luaL_checknumber(L, 1)));
47 6 : return 1;
48 : }
49 :
50 1 : static int math_sin (lua_State *L) {
51 1 : lua_pushnumber(L, l_mathop(sin)(luaL_checknumber(L, 1)));
52 1 : return 1;
53 : }
54 :
55 1 : static int math_cos (lua_State *L) {
56 1 : lua_pushnumber(L, l_mathop(cos)(luaL_checknumber(L, 1)));
57 1 : return 1;
58 : }
59 :
60 1 : static int math_tan (lua_State *L) {
61 1 : lua_pushnumber(L, l_mathop(tan)(luaL_checknumber(L, 1)));
62 1 : return 1;
63 : }
64 :
65 1 : static int math_asin (lua_State *L) {
66 1 : lua_pushnumber(L, l_mathop(asin)(luaL_checknumber(L, 1)));
67 1 : return 1;
68 : }
69 :
70 1 : static int math_acos (lua_State *L) {
71 1 : lua_pushnumber(L, l_mathop(acos)(luaL_checknumber(L, 1)));
72 1 : return 1;
73 : }
74 :
75 2 : static int math_atan (lua_State *L) {
76 2 : lua_Number y = luaL_checknumber(L, 1);
77 2 : lua_Number x = luaL_optnumber(L, 2, 1);
78 2 : lua_pushnumber(L, l_mathop(atan2)(y, x));
79 2 : return 1;
80 : }
81 :
82 :
83 59 : static int math_toint (lua_State *L) {
84 : int valid;
85 59 : lua_Integer n = lua_tointegerx(L, 1, &valid);
86 59 : if (valid)
87 54 : lua_pushinteger(L, n);
88 : else {
89 5 : luaL_checkany(L, 1);
90 5 : lua_pushnil(L); /* value is not convertible to integer */
91 : }
92 59 : return 1;
93 : }
94 :
95 :
96 7 : static void pushnumint (lua_State *L, lua_Number d) {
97 : lua_Integer n;
98 7 : if (lua_numbertointeger(d, &n)) /* does 'd' fit in an integer? */
99 7 : lua_pushinteger(L, n); /* result is integer */
100 : else
101 0 : lua_pushnumber(L, d); /* result is float */
102 7 : }
103 :
104 :
105 4 : static int math_floor (lua_State *L) {
106 4 : if (lua_isinteger(L, 1))
107 1 : lua_settop(L, 1); /* integer is its own floor */
108 : else {
109 3 : lua_Number d = l_mathop(floor)(luaL_checknumber(L, 1));
110 3 : pushnumint(L, d);
111 : }
112 4 : return 1;
113 : }
114 :
115 :
116 4 : static int math_ceil (lua_State *L) {
117 4 : if (lua_isinteger(L, 1))
118 1 : lua_settop(L, 1); /* integer is its own ceil */
119 : else {
120 3 : lua_Number d = l_mathop(ceil)(luaL_checknumber(L, 1));
121 3 : pushnumint(L, d);
122 : }
123 4 : return 1;
124 : }
125 :
126 :
127 9 : static int math_fmod (lua_State *L) {
128 13 : if (lua_isinteger(L, 1) && lua_isinteger(L, 2)) {
129 5 : lua_Integer d = lua_tointeger(L, 2);
130 5 : if ((lua_Unsigned)d + 1u <= 1u) { /* special cases: -1 or 0 */
131 2 : luaL_argcheck(L, d != 0, 2, "zero");
132 1 : lua_pushinteger(L, 0); /* avoid overflow with 0x80000... / -1 */
133 : }
134 : else
135 3 : lua_pushinteger(L, lua_tointeger(L, 1) % d);
136 : }
137 : else
138 4 : lua_pushnumber(L, l_mathop(fmod)(luaL_checknumber(L, 1),
139 : luaL_checknumber(L, 2)));
140 8 : return 1;
141 : }
142 :
143 :
144 : /*
145 : ** next function does not use 'modf', avoiding problems with 'double*'
146 : ** (which is not compatible with 'float*') when lua_Number is not
147 : ** 'double'.
148 : */
149 2 : static int math_modf (lua_State *L) {
150 2 : if (lua_isinteger(L ,1)) {
151 1 : lua_settop(L, 1); /* number is its own integer part */
152 1 : lua_pushnumber(L, 0); /* no fractional part */
153 : }
154 : else {
155 1 : lua_Number n = luaL_checknumber(L, 1);
156 : /* integer part (rounds toward zero) */
157 1 : lua_Number ip = (n < 0) ? l_mathop(ceil)(n) : l_mathop(floor)(n);
158 1 : pushnumint(L, ip);
159 : /* fractional part (test needed for inf/-inf) */
160 1 : lua_pushnumber(L, (n == ip) ? l_mathop(0.0) : (n - ip));
161 : }
162 2 : return 2;
163 : }
164 :
165 :
166 2 : static int math_sqrt (lua_State *L) {
167 2 : lua_pushnumber(L, l_mathop(sqrt)(luaL_checknumber(L, 1)));
168 2 : return 1;
169 : }
170 :
171 :
172 7 : static int math_ult (lua_State *L) {
173 7 : lua_Integer a = luaL_checkinteger(L, 1);
174 5 : lua_Integer b = luaL_checkinteger(L, 2);
175 3 : lua_pushboolean(L, (lua_Unsigned)a < (lua_Unsigned)b);
176 3 : return 1;
177 : }
178 :
179 4 : static int math_log (lua_State *L) {
180 4 : lua_Number x = luaL_checknumber(L, 1);
181 : lua_Number res;
182 4 : if (lua_isnoneornil(L, 2))
183 1 : res = l_mathop(log)(x);
184 : else {
185 3 : lua_Number base = luaL_checknumber(L, 2);
186 : #if !defined(LUA_USE_C89)
187 3 : if (base == l_mathop(2.0))
188 1 : res = l_mathop(log2)(x); else
189 : #endif
190 2 : if (base == l_mathop(10.0))
191 1 : res = l_mathop(log10)(x);
192 : else
193 1 : res = l_mathop(log)(x)/l_mathop(log)(base);
194 : }
195 4 : lua_pushnumber(L, res);
196 4 : return 1;
197 : }
198 :
199 2 : static int math_exp (lua_State *L) {
200 2 : lua_pushnumber(L, l_mathop(exp)(luaL_checknumber(L, 1)));
201 2 : return 1;
202 : }
203 :
204 1 : static int math_deg (lua_State *L) {
205 1 : lua_pushnumber(L, luaL_checknumber(L, 1) * (l_mathop(180.0) / PI));
206 1 : return 1;
207 : }
208 :
209 1 : static int math_rad (lua_State *L) {
210 1 : lua_pushnumber(L, luaL_checknumber(L, 1) * (PI / l_mathop(180.0)));
211 1 : return 1;
212 : }
213 :
214 :
215 4 : static int math_min (lua_State *L) {
216 4 : int n = lua_gettop(L); /* number of arguments */
217 4 : int imin = 1; /* index of current minimum value */
218 : int i;
219 4 : luaL_argcheck(L, n >= 1, 1, "value expected");
220 7 : for (i = 2; i <= n; i++) {
221 4 : if (lua_compare(L, i, imin, LUA_OPLT))
222 1 : imin = i;
223 : }
224 3 : lua_pushvalue(L, imin);
225 3 : return 1;
226 : }
227 :
228 :
229 6 : static int math_max (lua_State *L) {
230 6 : int n = lua_gettop(L); /* number of arguments */
231 6 : int imax = 1; /* index of current maximum value */
232 : int i;
233 6 : luaL_argcheck(L, n >= 1, 1, "value expected");
234 13 : for (i = 2; i <= n; i++) {
235 8 : if (lua_compare(L, imax, i, LUA_OPLT))
236 6 : imax = i;
237 : }
238 5 : lua_pushvalue(L, imax);
239 5 : return 1;
240 : }
241 :
242 : /*
243 : ** This function uses 'double' (instead of 'lua_Number') to ensure that
244 : ** all bits from 'l_rand' can be represented, and that 'RANDMAX + 1.0'
245 : ** will keep full precision (ensuring that 'r' is always less than 1.0.)
246 : */
247 13 : static int math_random (lua_State *L) {
248 : lua_Integer low, up;
249 13 : double r = (double)l_rand() * (1.0 / ((double)L_RANDMAX + 1.0));
250 13 : switch (lua_gettop(L)) { /* check number of arguments */
251 4 : case 0: { /* no arguments */
252 4 : lua_pushnumber(L, (lua_Number)r); /* Number between 0 and 1 */
253 4 : return 1;
254 : }
255 4 : case 1: { /* only upper limit */
256 4 : low = 1;
257 4 : up = luaL_checkinteger(L, 1);
258 4 : break;
259 : }
260 4 : case 2: { /* lower and upper limits */
261 4 : low = luaL_checkinteger(L, 1);
262 4 : up = luaL_checkinteger(L, 2);
263 4 : break;
264 : }
265 1 : default: return luaL_error(L, "wrong number of arguments");
266 : }
267 : /* random integer in the interval [low, up] */
268 8 : luaL_argcheck(L, low <= up, 1, "interval is empty");
269 5 : luaL_argcheck(L, low >= 0 || up <= LUA_MAXINTEGER + low, 1,
270 : "interval too large");
271 5 : r *= (double)(up - low) + 1.0;
272 5 : lua_pushinteger(L, (lua_Integer)r + low);
273 5 : return 1;
274 : }
275 :
276 :
277 2 : static int math_randomseed (lua_State *L) {
278 2 : l_srand((unsigned int)(lua_Integer)luaL_checknumber(L, 1));
279 2 : (void)l_rand(); /* discard first value to avoid undesirable correlations */
280 2 : return 0;
281 : }
282 :
283 :
284 15 : static int math_type (lua_State *L) {
285 15 : if (lua_type(L, 1) == LUA_TNUMBER) {
286 14 : if (lua_isinteger(L, 1))
287 9 : lua_pushliteral(L, "integer");
288 : else
289 5 : lua_pushliteral(L, "float");
290 : }
291 : else {
292 1 : luaL_checkany(L, 1);
293 1 : lua_pushnil(L);
294 : }
295 15 : return 1;
296 : }
297 :
298 :
299 : /*
300 : ** {==================================================================
301 : ** Deprecated functions (for compatibility only)
302 : ** ===================================================================
303 : */
304 : #if defined(LUA_COMPAT_MATHLIB)
305 :
306 1 : static int math_cosh (lua_State *L) {
307 1 : lua_pushnumber(L, l_mathop(cosh)(luaL_checknumber(L, 1)));
308 1 : return 1;
309 : }
310 :
311 1 : static int math_sinh (lua_State *L) {
312 1 : lua_pushnumber(L, l_mathop(sinh)(luaL_checknumber(L, 1)));
313 1 : return 1;
314 : }
315 :
316 1 : static int math_tanh (lua_State *L) {
317 1 : lua_pushnumber(L, l_mathop(tanh)(luaL_checknumber(L, 1)));
318 1 : return 1;
319 : }
320 :
321 1 : static int math_pow (lua_State *L) {
322 1 : lua_Number x = luaL_checknumber(L, 1);
323 1 : lua_Number y = luaL_checknumber(L, 2);
324 1 : lua_pushnumber(L, l_mathop(pow)(x, y));
325 1 : return 1;
326 : }
327 :
328 1 : static int math_frexp (lua_State *L) {
329 : int e;
330 1 : lua_pushnumber(L, l_mathop(frexp)(luaL_checknumber(L, 1), &e));
331 1 : lua_pushinteger(L, e);
332 1 : return 2;
333 : }
334 :
335 1 : static int math_ldexp (lua_State *L) {
336 1 : lua_Number x = luaL_checknumber(L, 1);
337 1 : int ep = (int)luaL_checkinteger(L, 2);
338 1 : lua_pushnumber(L, l_mathop(ldexp)(x, ep));
339 1 : return 1;
340 : }
341 :
342 1 : static int math_log10 (lua_State *L) {
343 1 : lua_pushnumber(L, l_mathop(log10)(luaL_checknumber(L, 1)));
344 1 : return 1;
345 : }
346 :
347 : #endif
348 : /* }================================================================== */
349 :
350 :
351 :
352 : static const luaL_Reg mathlib[] = {
353 : {"abs", math_abs},
354 : {"acos", math_acos},
355 : {"asin", math_asin},
356 : {"atan", math_atan},
357 : {"ceil", math_ceil},
358 : {"cos", math_cos},
359 : {"deg", math_deg},
360 : {"exp", math_exp},
361 : {"tointeger", math_toint},
362 : {"floor", math_floor},
363 : {"fmod", math_fmod},
364 : {"ult", math_ult},
365 : {"log", math_log},
366 : {"max", math_max},
367 : {"min", math_min},
368 : {"modf", math_modf},
369 : {"rad", math_rad},
370 : {"random", math_random},
371 : {"randomseed", math_randomseed},
372 : {"sin", math_sin},
373 : {"sqrt", math_sqrt},
374 : {"tan", math_tan},
375 : {"type", math_type},
376 : #if defined(LUA_COMPAT_MATHLIB)
377 : {"atan2", math_atan},
378 : {"cosh", math_cosh},
379 : {"sinh", math_sinh},
380 : {"tanh", math_tanh},
381 : {"pow", math_pow},
382 : {"frexp", math_frexp},
383 : {"ldexp", math_ldexp},
384 : {"log10", math_log10},
385 : #endif
386 : /* placeholders */
387 : {"pi", NULL},
388 : {"huge", NULL},
389 : {"maxinteger", NULL},
390 : {"mininteger", NULL},
391 : {NULL, NULL}
392 : };
393 :
394 :
395 : /*
396 : ** Open math library
397 : */
398 86 : LUAMOD_API int luaopen_math (lua_State *L) {
399 86 : luaL_newlib(L, mathlib);
400 86 : lua_pushnumber(L, PI);
401 86 : lua_setfield(L, -2, "pi");
402 86 : lua_pushnumber(L, (lua_Number)HUGE_VAL);
403 86 : lua_setfield(L, -2, "huge");
404 86 : lua_pushinteger(L, LUA_MAXINTEGER);
405 86 : lua_setfield(L, -2, "maxinteger");
406 86 : lua_pushinteger(L, LUA_MININTEGER);
407 86 : lua_setfield(L, -2, "mininteger");
408 86 : return 1;
409 : }
410 :
|
