添加常用向量结构和一些特定形状结构

game/packages/thlib-scripts-v2/foundation/math/Vector2.lua

@@ -0,0 +1,178 @@
+local ffi = require("ffi")
+
+local type = type
+local string = string
+local math = math
+
+ffi.cdef [[
+typedef struct {
+    double x;
+    double y;
+} Vector2;
+]]
+
+---@class Vector2
+---@field x number X坐标分量
+---@field y number Y坐标分量
+local Vector2 = {}
+Vector2.__index = Vector2
+
+---创建一个新的二维向量
+---@param x number|nil X坐标分量，默认为0
+---@param y number|nil Y坐标分量，默认为0
+---@return Vector2 新创建的向量
+function Vector2.create(x, y)
+    ---@diagnostic disable-next-line: return-type-mismatch
+    return ffi.new("Vector2", x or 0, y or 0)
+end
+
+---向量加法运算符重载
+---@param a Vector2|number 第一个操作数
+---@param b Vector2|number 第二个操作数
+---@return Vector2 相加后的结果
+function Vector2.__add(a, b)
+    if type(a) == "number" then
+        return Vector2.create(a + b.x, a + b.y)
+    elseif type(b) == "number" then
+        return Vector2.create(a.x + b, a.y + b)
+    else
+        return Vector2.create(a.x + b.x, a.y + b.y)
+    end
+end
+
+---向量减法运算符重载
+---@param a Vector2|number 第一个操作数
+---@param b Vector2|number 第二个操作数
+---@return Vector2 相减后的结果
+function Vector2.__sub(a, b)
+    if type(a) == "number" then
+        return Vector2.create(a - b.x, a - b.y)
+    elseif type(b) == "number" then
+        return Vector2.create(a.x - b, a.y - b)
+    else
+        return Vector2.create(a.x - b.x, a.y - b.y)
+    end
+end
+
+---向量乘法运算符重载
+---@param a Vector2|number 第一个操作数
+---@param b Vector2|number 第二个操作数
+---@return Vector2 相乘后的结果
+function Vector2.__mul(a, b)
+    if type(a) == "number" then
+        return Vector2.create(a * b.x, a * b.y)
+    elseif type(b) == "number" then
+        return Vector2.create(a.x * b, a.y * b)
+    else
+        return Vector2.create(a.x * b.x, a.y * b.y)
+    end
+end
+
+---向量除法运算符重载
+---@param a Vector2|number 第一个操作数
+---@param b Vector2|number 第二个操作数
+---@return Vector2 相除后的结果
+function Vector2.__div(a, b)
+    if type(a) == "number" then
+        return Vector2.create(a / b.x, a / b.y)
+    elseif type(b) == "number" then
+        return Vector2.create(a.x / b, a.y / b)
+    else
+        return Vector2.create(a.x / b.x, a.y / b.y)
+    end
+end
+
+---向量取负运算符重载
+---@param v Vector2 操作数
+---@return Vector2 取反后的向量
+function Vector2.__unm(v)
+    return Vector2.create(-v.x, -v.y)
+end
+
+---向量相等性比较运算符重载
+---@param a Vector2 第一个操作数
+---@param b Vector2 第二个操作数
+---@return boolean 两个向量是否相等
+function Vector2.__eq(a, b)
+    return a.x == b.x and a.y == b.y
+end
+
+---向量字符串表示
+---@param v Vector2 操作数
+---@return string 向量的字符串表示
+function Vector2.__tostring(v)
+    return string.format("Vector2(%f, %f)", v.x, v.y)
+end
+
+---获取向量长度
+---@param v Vector2 操作数
+---@return number 向量的长度
+function Vector2.__len(v)
+    return math.sqrt(v.x * v.x + v.y * v.y)
+end
+
+Vector2.length = Vector2.__len
+
+---获取向量的角度（弧度）
+---@return number 向量的角度，单位为弧度
+function Vector2:angle()
+    return math.atan2(self.y, self.x)
+end
+
+---获取向量的角度（度）
+---@return number 向量的角度，单位为度
+function Vector2:degreeAngle()
+    return math.deg(self:angle())
+end
+
+---计算两个向量的点积
+---@param other Vector2 另一个向量
+---@return number 两个向量的点积
+function Vector2:dot(other)
+    return self.x * other.x + self.y * other.y
+end
+
+---将当前向量归一化（更改当前向量）
+---@return Vector2 归一化后的向量（自身引用）
+function Vector2:normalize()
+    local len = self:length()
+    if len > 0 then
+        self.x = self.x / len
+        self.y = self.y / len
+    end
+    return self
+end
+
+---获取向量的归一化副本
+---@return Vector2 归一化后的向量副本
+function Vector2:normalized()
+    local len = self:length()
+    if len == 0 then
+        return Vector2.create(0, 0)
+    end
+    return Vector2.create(self.x / len, self.y / len)
+end
+
+--region LuaSTG Evo API
+do
+    Vector2.LuaSTG = Vector2.length
+    Vector2.Angle = Vector2.degreeAngle
+
+    ---归一化向量（LuaSTG 兼容版）
+    ---@return Vector2 归一化后的向量副本
+    function Vector2:Normalize()
+        self:normalize()
+        return Vector2.create(self.x, self.y)
+    end
+
+    Vector2.Normalized = Vector2.normalized
+    Vector2.Dot = Vector2.dot
+
+    local lstg = require("lstg")
+    lstg.Vector2 = Vector2.create
+end
+--endregion
+
+ffi.metatype("Vector2", Vector2)
+
+return Vector2

game/packages/thlib-scripts-v2/foundation/math/Vector3.lua

@@ -0,0 +1,149 @@
+local ffi = require("ffi")
+
+local type = type
+local string = string
+local math = math
+
+ffi.cdef [[
+typedef struct {
+    double x;
+    double y;
+    double z;
+} Vector3;
+]]
+
+---@class Vector3
+---@field x number X坐标分量
+---@field y number Y坐标分量
+---@field z number Z坐标分量
+local Vector3 = {}
+Vector3.__index = Vector3
+
+---创建一个新的三维向量
+---@param x number|nil X坐标分量，默认为0
+---@param y number|nil Y坐标分量，默认为0
+---@param z number|nil Z坐标分量，默认为0
+---@return Vector3 新创建的向量
+function Vector3.create(x, y, z)
+    ---@diagnostic disable-next-line: return-type-mismatch
+    return ffi.new("Vector3", x or 0, y or 0, z or 0)
+end
+
+---向量加法运算符重载
+---@param a Vector3|number 第一个操作数
+---@param b Vector3|number 第二个操作数
+---@return Vector3 相加后的结果
+function Vector3.__add(a, b)
+    if type(a) == "number" then
+        return Vector3.create(a + b.x, a + b.y, a + b.z)
+    elseif type(b) == "number" then
+        return Vector3.create(a.x + b, a.y + b, a.z + b)
+    else
+        return Vector3.create(a.x + b.x, a.y + b.y, a.z + b.z)
+    end
+end
+
+---向量减法运算符重载
+---@param a Vector3|number 第一个操作数
+---@param b Vector3|number 第二个操作数
+---@return Vector3 相减后的结果
+function Vector3.__sub(a, b)
+    if type(a) == "number" then
+        return Vector3.create(a - b.x, a - b.y, a - b.z)
+    elseif type(b) == "number" then
+        return Vector3.create(a.x - b, a.y - b, a.z - b)
+    else
+        return Vector3.create(a.x - b.x, a.y - b.y, a.z - b.z)
+    end
+end
+
+---向量乘法运算符重载
+---@param a Vector3|number 第一个操作数
+---@param b Vector3|number 第二个操作数
+---@return Vector3 相乘后的结果
+function Vector3.__mul(a, b)
+    if type(a) == "number" then
+        return Vector3.create(a * b.x, a * b.y, a * b.z)
+    elseif type(b) == "number" then
+        return Vector3.create(a.x * b, a.y * b, a.z * b)
+    else
+        return Vector3.create(a.x * b.x, a.y * b.y, a.z * b.z)
+    end
+end
+
+---向量除法运算符重载
+---@param a Vector3|number 第一个操作数
+---@param b Vector3|number 第二个操作数
+---@return Vector3 相除后的结果
+function Vector3.__div(a, b)
+    if type(a) == "number" then
+        return Vector3.create(a / b.x, a / b.y, a / b.z)
+    elseif type(b) == "number" then
+        return Vector3.create(a.x / b, a.y / b, a.z / b)
+    else
+        return Vector3.create(a.x / b.x, a.y / b.y, a.z / b.z)
+    end
+end
+
+---向量取负运算符重载
+---@param v Vector3 操作数
+---@return Vector3 取反后的向量
+function Vector3.__unm(v)
+    return Vector3.create(-v.x, -v.y, -v.z)
+end
+
+---向量相等性比较运算符重载
+---@param a Vector3 第一个操作数
+---@param b Vector3 第二个操作数
+---@return boolean 两个向量是否相等
+function Vector3.__eq(a, b)
+    return a.x == b.x and a.y == b.y and a.z == b.z
+end
+
+---向量字符串表示
+---@param v Vector3 操作数
+---@return string 向量的字符串表示
+function Vector3.__tostring(v)
+    return string.format("Vector3(%f, %f, %f)", v.x, v.y, v.z)
+end
+
+---获取向量长度
+---@param v Vector3 操作数
+---@return number 向量的长度
+function Vector3.__len(v)
+    return math.sqrt(v.x * v.x + v.y * v.y + v.z * v.z)
+end
+Vector3.length = Vector3.__len
+
+---将当前向量归一化（更改当前向量）
+---@return Vector3 归一化后的向量（自身引用）
+function Vector3:normalize()
+    local len = self:length()
+    if len > 0 then
+        self.x = self.x / len
+        self.y = self.y / len
+        self.z = self.z / len
+    end
+    return self
+end
+
+---获取向量的归一化副本
+---@return Vector3 归一化后的向量副本
+function Vector3:normalized()
+    local len = self:length()
+    if len == 0 then
+        return Vector3.create(0, 0, 0)
+    end
+    return Vector3.create(self.x / len, self.y / len, self.z / len)
+end
+
+---计算两个向量的点积
+---@param other Vector3 另一个向量
+---@return number 两个向量的点积
+function Vector3:dot(other)
+    return self.x * other.x + self.y * other.y + self.z * other.z
+end
+
+ffi.metatype("Vector3", Vector3)
+
+return Vector3