[转] Julia 高性能动态编程语言入门
本文共 851字，阅读大约需要 3分钟 ！
概 述
Julia 是一个 “全新”的高性能动态编程语言，前两天迎来了其 1.0 正式版的重大更新。Julia集 Python、C、R、Ruby 之所长，感觉就像一种脚本语言，并且对交互式使用有很好的支持。而且其天生的高性能、通用性与专业性使得其非常适用于科学数值计算、机器学习项目等前沿场景。我看完这个消息以后也迫不及待想尝试一下。
注： 本文原载于 My Personal Blog：， CodeSheep · 程序羊 ！
本文内容脑图如下：
Julia的特性
- 高性能：Julia 通过 LLVM 为多个平台编译高效本地代码，性能很高
- 动态性：编程范式灵活，代码信噪比极高
- 通用性：易于表达OOP和函数式编程范式，并且其标准库提供异步I / O，进程控制，日志记录，概要分析，包管理器等。
- 专业性：擅长数值计算，支持许多数值数据类型，并且提供开箱即用的并行性。
- 可组合性：Julia 的包之间可以很好地协同工作。
正是由于这些特性，才使其应用场景宽泛，而且都是当下前沿热门应用场景：
编程环境支持
Julia通过提供了一系列插件支持，从而可以在大多数常见的编辑器中进行编程，具体包括
- Atom
- VS Code
- Jupyter
- Vim
- Emacs
- SublimeText
Julia安装和部署
Julia 提供了各种平台和环境的安装包，具体可以去其官网进行下载：
安装非常简单，像 Windows平台，基本上只需要点按下一步即可安装到位，而 MacOS平台使用 brew包管理器也仅需 一行命令 即可完成安装。
下面我以 Linux CentOS 7.4 平台为例，介绍一些其安装过程：
CentOS7 上 Julia 安装也无需复杂的过程，只需要下载对应的可执行版本，并置于系统的命令路径中即可愉快的使用：
wget https://julialang-s3.julialang.org/bin/linux/x64/1.0/julia-1.0.0-linux-x86_64.tar.gz
tar zxvf julia-1.0.0-linux-x86_64.tar.gz
cd /usr/bin
ln -s /root/julia-1.0.0/bin/julia
此时执行 julia 命令即可启动 Julia控制台，顺便来向世界问一下好吧：
下面做一些上手实验，大致来感受一下该语言精炼、灵活的风格。即使不使用任何文字说明，也能很容易地理解各个命令的含义，这也说明该语言很好上手。
Julia上手体验
- 变量操作
julia> x=10
10
julia> x+1
11
julia> x^2
100
julia> pi
π = 3.1415926535897...
julia> sqrt(100)
10.0
julia> ~123
-124
julia> 123 & 234
106
julia> ~UInt32(123)
0xffffff84
julia> [1,2,3] .^ 3
3-element Array{Int64,1}:
1
8
27
julia> 1 == 1
true
julia> NaN == NaN
false
julia> NaN != NaN
true
julia>
julia> 'x'
'x': ASCII/Unicode U+0078 (category Ll: Letter, lowercase)
julia> Int('x')
120
julia> str = "Hello, world.\n"
"Hello, world.\n"
julia> str[1]
'H': ASCII/Unicode U+0048 (category Lu: Letter, uppercase)
julia> str[end]
'\n': ASCII/Unicode U+000a (category Cc: Other, control)
julia> str[4:9]
"lo, wo"
julia> greet = "Hello"
"Hello"
julia> whom = "world"
"world"
julia> "$greet, $whom.\n"
"Hello, world.\n"
julia> findfirst(isequal('x'), "xylophone")
1
julia> findnext(isequal('o'), "xylophone", 1)
4
julia> findnext(isequal('o'), "xylophone", 5)
7
julia> findnext(isequal('o'), "xylophone", 8)
julia> occursin("world", "Hello, world.")
true
julia> repeat(".:Z:.", 10)
".:Z:..:Z:..:Z:..:Z:..:Z:..:Z:..:Z:..:Z:..:Z:..:Z:."
julia> occursin(r"^\s*(?:#|$)", "not a comment")
false
julia> occursin(r"^\s*(?:#|$)", "# a comment")
true
julia> match(r"^\s*(?:#|$)", "# a comment")
RegexMatch("#")
- 类型转换和提升
julia> x = 12
12
julia> typeof(x)
Int64
julia> convert(UInt8, x)
0x0c
julia> convert(AbstractFloat, x)
12.0
julia> a = Any[1 2 3; 4 5 6]
2×3 Array{Any,2}:
1 2 3
4 5 6
julia> convert(Array{Float64}, a)
2×3 Array{Float64,2}:
1.0 2.0 3.0
4.0 5.0 6.0
julia> promote(1, 2.5)
(1.0, 2.5)
julia> promote(2, 3//4)
(2//1, 3//4)
julia> promote(1.5, im)
(1.5 + 0.0im, 0.0 + 1.0im)
julia> promote(1 + 2im, 3//4)
(1//1 + 2//1*im, 3//4 + 0//1*im)
- 函数
julia> f(x,y) = x + y
f (generic function with 1 method)
julia> f(2,3)
5
julia> g = f
f (generic function with 1 method)
julia> g(2,3)
5
julia> ∑(x,y) = x + y
∑ (generic function with 1 method)
julia> ∑(2, 3)
5
julia> +(1,2,3)
6
julia> x -> x^2 + 2x - 1
#3 (generic function with 1 method)
julia> map(x -> x^2 + 2x - 1, [1,3,-1])
3-element Array{Int64,1}:
2
14
-2
julia> function foo(a,b)
a+b, a*b
end;
julia> foo(2,3)
(5, 6)
julia> x, y = foo(2,3);
julia> x
5
julia> y
6
- 控制流
julia> z = begin
x = 1
y = 2
x + y
end
3
julia> function test(x, y)
if x < y
println("x is less than y")
elseif x > y
println("x is greater than y")
else
println("x is equal to y")
end
end
test (generic function with 1 method)
julia> test(1, 2)
x is less than y
julia> test(2, 1)
x is greater than y
julia> test(1, 1)
x is equal to y
julia> println(x < y ? "less than" : "not less than")
less than
julia> while i <= 5
println(i)
i += 1
end
1
2
3
4
5
julia> for i = 1:5
println(i)
end
1
2
3
4
5
- 对象构造
外部构造方式：
julia> struct Foo
bar
baz
end
julia>
julia> fun=Foo(1,2)
Foo(1, 2)
julia> fun.bar
1
julia> fun.baz
2
julia> Foo(x) = Foo(x,x)
Foo
julia> Foo(1)
Foo(1, 1)
julia> Foo() = Foo(0)
Foo
julia> Foo()
Foo(0, 0)
内部构造方式：
julia> struct OrderedPair
x::Real
y::Real
OrderedPair(x,y) = x > y ? error("out of order") : new(x,y)
end
julia>
julia> OrderedPair(1, 2)
OrderedPair(1, 2)
julia> OrderedPair(2,1)
ERROR: out of order
Stacktrace:
[1] error(::String) at ./error.jl:33
[2] OrderedPair(::Int64, ::Int64) at ./REPL[45]:4
[3] top-level scope at none:0
- 迭代与索引
迭代操作：
julia> struct Squares
count::Int
end
julia> Base.iterate(S::Squares, state=1) = state > S.count ? nothing : (state*state, state+1)
julia> for i in Squares(7)
println(i)
end
1
4
9
16
25
36
49
julia> 25 in Squares(10)
true
julia> using Statistics
julia> mean(Squares(100))
3383.5
julia> std(Squares(100))
3024.355854282583
julia> Base.eltype(::Type{Squares}) = Int
julia> Base.length(S::Squares) = S.count
julia> collect(Squares(4))
4-element Array{Int64,1}:
1
4
9
16
索引操作：
julia> function Base.getindex(S::Squares, i::Int)
1 <= i <= S.count || throw(BoundsError(S, i))
return i*i
end
julia> Squares(100)[23]
529
julia> Base.firstindex(S::Squares) = 1
julia> Base.lastindex(S::Squares) = length(S)
julia> Squares(23)[end]
529
julia> Base.getindex(S::Squares, i::Number) = S[convert(Int, i)]
julia> Base.getindex(S::Squares, I) = [S[i] for i in I]
julia> Squares(10)[[3,4.,5]]
3-element Array{Int64,1}:
9
16
25
基本的语言特性就体验到这，剩余的还有一些高级特性，包括：
- 模块
- 元编程
- 并行计算
- 网络和流
- 交互
- ......
不在此文一一赘述，详细了解就去参考官方文档吧。
本文由博客一文多发平台 OpenWrite 发布！
