Julia快速入門(1)

lt發表於2017-03-27

# 單行註釋只需要一個井號
#= 多行註釋
   只需要以 '#=' 開始 '=#' 結束
   還可以巢狀.
=#

####################################################
## 1. 原始型別與操作符
####################################################

# Julia 中一切皆是表示式。

# 這是一些基本數字型別.
3 # => 3 (Int64)
3.2 # => 3.2 (Float64)
2 + 1im # => 2 + 1im (Complex{Int64})
2//3 # => 2//3 (Rational{Int64})

# 支援所有的普通中綴操作符。
1 + 1 # => 2
8 - 1 # => 7
10 * 2 # => 20
35 / 5 # => 7.0
5 / 2 # => 2.5 # 用 Int 除 Int 永遠返回 Float
div(5, 2) # => 2 # 使用 div 截斷小數點
5 \ 35 # => 7.0
2 ^ 2 # => 4 # 次方, 不是二進位制 xor
12 % 10 # => 2

# 用括號提高優先順序
(1 + 3) * 2 # => 8

# 二進位制操作符
~2 # => -3   # 非
3 & 5 # => 1 # 與
2 | 4 # => 6 # 或
2 $ 4 # => 6 # 異或
2 >>> 1 # => 1 # 邏輯右移
2 >> 1  # => 1 # 算術右移
2 << 1  # => 4 # 邏輯/算術 右移

# 可以用函式 bits 檢視二進位制數。
bits(12345)
# => "0000000000000000000000000000000000000000000000000011000000111001"
bits(12345.0)
# => "0100000011001000000111001000000000000000000000000000000000000000"

# 布林值是原始型別
true
false

# 布林操作符
!true # => false
!false # => true
1 == 1 # => true
2 == 1 # => false
1 != 1 # => false
2 != 1 # => true
1 < 10 # => true
1 > 10 # => false
2 <= 2 # => true
2 >= 2 # => true
# 比較可以串聯
1 < 2 < 3 # => true
2 < 3 < 2 # => false

# 字串可以由 " 建立
"This is a string."

# 字元字面量可用 ' 建立
'a'

# 可以像取陣列取值一樣用 index 取出對應字元
"This is a string"[1] # => 'T' # Julia 的 index 從 1 開始 :(
# 但是對 UTF-8 無效,
# 因此建議使用遍歷器 (map, for loops, 等).

# $ 可用於字元插值:
"2 + 2 = $(2 + 2)" # => "2 + 2 = 4"
# 可以將任何 Julia 表示式放入括號。

# 另一種格式化字串的方式是 printf 巨集.
@printf "%d is less than %f" 4.5 5.3 # 5 is less than 5.300000

# 列印字串很容易
println("I'm Julia. Nice to meet you!")

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## 2. 變數與集合
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# 給變數賦值就是宣告變數
some_var = 5 # => 5
some_var # => 5

# 訪問未宣告變數會丟擲異常
try
    some_other_var # => ERROR: some_other_var not defined
catch e
    println(e)
end

# 變數名需要以字母開頭.
# 之後任何字母,數字,下劃線,歎號都是合法的。
SomeOtherVar123! = 6 # => 6

# 甚至可以用 unicode 字元
☃ = 8 # => 8
# 用數學符號非常方便
2 * π # => 6.283185307179586

# 注意 Julia 的命名規約:
#
# * 變數名為小寫,單詞之間以下劃線連線('\_')。
#
# * 型別名以大寫字母開頭,單詞以 CamelCase 方式連線。
#
# * 函式與巨集的名字小寫,無下劃線。
#
# * 會改變輸入的函式名末位為 !。
#   這類函式有時被稱為 mutating functions 或 in-place functions.

# 陣列儲存一列值,index 從 1 開始。
a = Int64[] # => 0-element Int64 Array

# 一維陣列可以以逗號分隔值的方式宣告。
b = [4, 5, 6] # => 包含 3 個 Int64 型別元素的陣列: [4, 5, 6]
b[1] # => 4
b[end] # => 6

# 二維陣列以分號分隔維度。
matrix = [1 2; 3 4] # => 2x2 Int64 陣列: [1 2; 3 4]

# 使用 push! 和 append! 往陣列末尾新增元素
push!(a,1)     # => [1]
push!(a,2)     # => [1,2]
push!(a,4)     # => [1,2,4]
push!(a,3)     # => [1,2,4,3]
append!(a,b) # => [1,2,4,3,4,5,6]

# 用 pop 彈出末尾元素
pop!(b)        # => 6 and b is now [4,5]

# 可以再放回去
push!(b,6)   # b 又變成了 [4,5,6].

a[1] # => 1 #  永遠記住 Julia 的 index 從 1 開始!

# 用 end 可以直接取到最後索引. 可用作任何索引表示式
a[end] # => 6

# 還支援 shift 和 unshift
shift!(a) # => 返回 1,而 a 現在時 [2,4,3,4,5,6]
unshift!(a,7) # => [7,2,4,3,4,5,6]

# 以歎號結尾的函式名錶示它會改變引數的值
arr = [5,4,6] # => 包含三個 Int64 元素的陣列: [5,4,6]
sort(arr) # => [4,5,6]; arr 還是 [5,4,6]
sort!(arr) # => [4,5,6]; arr 現在是 [4,5,6]

# 越界會丟擲 BoundsError 異常
try
    a[0] # => ERROR: BoundsError() in getindex at array.jl:270
    a[end+1] # => ERROR: BoundsError() in getindex at array.jl:270
catch e
    println(e)
end

# 錯誤會指出發生的行號,包括標準庫
# 如果你有 Julia 原始碼,你可以找到這些地方

# 可以用 range 初始化陣列
a = [1:5] # => 5-element Int64 Array: [1,2,3,4,5]

# 可以切割陣列
a[1:3] # => [1, 2, 3]
a[2:end] # => [2, 3, 4, 5]

# 用 splice! 切割原陣列
arr = [3,4,5]
splice!(arr,2) # => 4 ; arr 變成了 [3,5]

# 用 append! 連線陣列
b = [1,2,3]
append!(a,b) # a 變成了 [1, 2, 3, 4, 5, 1, 2, 3]

# 檢查元素是否在陣列中
in(1, a) # => true

# 用 length 獲得陣列長度
length(a) # => 8

# Tuples 是 immutable 的
tup = (1, 2, 3) # => (1,2,3) # an (Int64,Int64,Int64) tuple.
tup[1] # => 1
try:
    tup[1] = 3 # => ERROR: no method setindex!((Int64,Int64,Int64),Int64,Int64)
catch e
    println(e)
end

# 大多陣列的函式同樣支援 tuples
length(tup) # => 3
tup[1:2] # => (1,2)
in(2, tup) # => true

# 可以將 tuples 元素分別賦給變數
a, b, c = (1, 2, 3) # => (1,2,3)  # a is now 1, b is now 2 and c is now 3

# 不用括號也可以
d, e, f = 4, 5, 6 # => (4,5,6)

# 單元素 tuple 不等於其元素值
(1,) == 1 # => false
(1) == 1 # => true

# 交換值
e, d = d, e  # => (5,4) # d is now 5 and e is now 4


# 字典Dictionaries store mappings
empty_dict = Dict() # => Dict{Any,Any}()

# 也可以用字面量建立字典
filled_dict = ["one"=> 1, "two"=> 2, "three"=> 3]
# => Dict{ASCIIString,Int64}

# 用 [] 獲得鍵值
filled_dict["one"] # => 1

# 獲得所有鍵
keys(filled_dict)
# => KeyIterator{Dict{ASCIIString,Int64}}(["three"=>3,"one"=>1,"two"=>2])
# 注意,鍵的順序不是插入時的順序

# 獲得所有值
values(filled_dict)
# => ValueIterator{Dict{ASCIIString,Int64}}(["three"=>3,"one"=>1,"two"=>2])
# 注意,值的順序也一樣

# 用 in 檢查鍵值是否已存在,用 haskey 檢查鍵是否存在
in(("one", 1), filled_dict) # => true
in(("two", 3), filled_dict) # => false
haskey(filled_dict, "one") # => true
haskey(filled_dict, 1) # => false

# 獲取不存在的鍵的值會丟擲異常
try
    filled_dict["four"] # => ERROR: key not found: four in getindex at dict.jl:489
catch e
    println(e)
end

# 使用 get 可以提供預設值來避免異常
# get(dictionary,key,default_value)
get(filled_dict,"one",4) # => 1
get(filled_dict,"four",4) # => 4

# 用 Sets 表示無序不可重複的值的集合
empty_set = Set() # => Set{Any}()
# 初始化一個 Set 並定義其值
filled_set = Set(1,2,2,3,4) # => Set{Int64}(1,2,3,4)

# 新增值
push!(filled_set,5) # => Set{Int64}(5,4,2,3,1)

# 檢查是否存在某值
in(2, filled_set) # => true
in(10, filled_set) # => false

# 交集,並集,差集
other_set = Set(3, 4, 5, 6) # => Set{Int64}(6,4,5,3)
intersect(filled_set, other_set) # => Set{Int64}(3,4,5)
union(filled_set, other_set) # => Set{Int64}(1,2,3,4,5,6)
setdiff(Set(1,2,3,4),Set(2,3,5)) # => Set{Int64}(1,4)

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