Julia 1.0 中文文件

Julia中國發表於2018-08-22

歡迎來到Julia 1.0的文件。

請閱讀釋出部落格文章,瞭解該語言的一般概述以及自Julia v0.6以來的許多更改。請注意,0.7版本與1.0一起釋出,以提供1.0版本之前的軟體包和程式碼的升級路徑。0.7和1.0之間的唯一區別是刪除了棄用警告。有關自0.6以來的所有更改的完整列表,請參閱版本0.7的發行說明

介紹

傳統上,科學計算需要最高的效能,然而領域專家卻在日常工作中使用了較慢的動態語言,我們相信有很多很好的理由來支援這些應用程式的動態語言,而且我們並不期望它們的使用會減少。幸運的是,現代語言設計和編譯技術使我們能夠最大限度地消除效能上的平衡,並提供一個足夠的環境,使其能夠有效地部署效能密集型應用程式。

因為Julia的編譯器不同於Python或R等語言的直譯器,你可能會發現Julia的表現在一開始並不直觀,如果你發現有些東西很慢,我們強烈建議你在嘗試其他任何東西之前閱讀[效能技巧](@ref man-performance-tips),一旦你理解了Julia的工作原理,你就很容易寫出幾乎和C一樣快的程式碼。

Julia具有可選型別標註、多重派單和良好的效能, 使用 LLVM實現了型別推斷和即時編譯(JIT)。它是多正規化的, 結合了命令、功能和麵向物件程式設計的特點。Julia為高階數值計算提供了易用性和表現力, 其方式與 R、MATLAB 和 Python 等語言相同, 但也支援一般程式設計。為了實現這一點, Julia建立在數學程式語言的譜系上, 但也借用了許多流行的動態語言, 包括 LispPerlPythonLuaRuby

Julia與典型動態語言最重要的不同之處是:

  • 核心語言的作用非常小,Julia Base和標準庫都是用Julia己編寫的,包括像整數運算這樣的原始運算。
  • 一種用於構造和描述物件的豐富的型別語言,它也可以被用來進行型別宣告
  • 通過多重分派定義各種引數型別的函式行為的能力。
  • 為不同的引數型別自動生成高效、專門的程式碼
  • 良好的效能,接近靜態編譯語言,如C語言

儘管有時人們會說動態語言是“沒有型別的”,但它們絕對不是:每個物件,無論是原始的還是使用者定義的,都有一個型別。然而,在大多數動態語言中,沒有型別宣告,這意味著不能對編譯器進行指令,而且通常不能明確地討論型別。在靜態語言中,雖然可以(通常必須)為編譯器提供註釋型別,但型別只在編譯時存在,並且不能在執行時被操縱或表達。

雖然休閒程式設計師(the casual programmer)不需要顯式地使用型別或多重派發,但它們是Julia的核心統一特性:函式是在不同的引數型別組合上定義的,並通過分派到最特定的匹配定義來應用。這種模型非常適合於數學程式設計,在這種情況下,第一個引數“own”一個操作就像傳統的物件導向的分派器一樣。運算子只是具有特殊表示法的函式-若要擴充套件對新使用者定義資料型別的新增, 請為+函式定義新方法。然後, 現有程式碼無縫地應用於新的資料型別。

部分由於執行時型別推斷(由可選型別註解增強),部分由於專案開始時對效能的強烈關注,Julia的計算效率超過了其他動態語言,甚至是靜態編譯語言的競爭對手語言。對於大規模的數字問題,是始終持續的,並且可能永遠都是至關重要的:在過去的幾十年裡,處理的資料量很容易跟上摩爾定律(Moore`s Law)的步伐。

Julia的目標是在一種語言中創造出一種前所未有的易用、強大和效率的組合。除此之外,Julia在類似系統上的一些優勢包括:

  • 免費和開源(MIT許可)
  • 使用者定義的型別和內建型別一樣快和相容
  • 無需特意編寫向量化的程式碼;非向量化的程式碼就很快
  • 為平行計算和分散式計算設計
  • 輕量級的“綠色”執行緒 (coroutines)
  • 低調但強大的型別系統
  • 優雅和可擴充套件的數字和其他型別的轉換和升級
  • Unicode的有效支援,包括但不限於UTF-8
  • 直接呼叫C函式(不需要包裝器或特殊api)
  • Powerful shell-like capabilities for managing other processes
  • 擁有shell一樣強大的功能來管理其他流程
  • 類似於lisp的巨集(Lisp-like)和其他超程式設計工具

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