Julia语言

Julia是一种高级通用动态编程语言,它最初是为了满足高性能数值分析和计算科学的需要而设计的,不需要解释器,速度快,也可用于客户端和服务器的Web用途、低级-{zh:系統程式設計;zh-hans:系统编程;zh-hant:系統程式設計;}-或用作规约语言。

Julia设计的独特之处包括,参数多态的类型系统,完全动态语言中的类型,以及它多分派的核心编程范型。它允许并发、并行和分布式计算,并直接调用C和Fortran库而不使用粘合代码。

Julia拥有垃圾回收机制,使用及早求值,包含了用于浮点计算、线性代数、随机数生成和正则表达式匹配的高效库。有许多库可以使用,其中一些(如用于快速傅里叶变换的库)已经预先捆绑在Julia裡。

历史
该项目大约于2009年中旬由四位电脑科学家共同计劃。这个工具存在一群拥有各种语言丰富编程经验的Matlab高级用户,对现有的科学计算编程工具感到不满——这些软件对自己专长的领域表现得非常棒,但在其它领域却非常糟糕。他们想要的是一个开源的软件,它要像C语言一般快速而又拥有如同Ruby的动态性;要具有Lisp般真正的同像性而又有Matlab般熟悉的数学记号;要像Python般通用、像R般在统计分析上得心应手、像Perl般自然地处理字符串、像Matlab般具有强大的线性代数运算能力、像shell般胶水语言的能力,易于学习而又不让真正的黑客感到无聊;还有,它应该是交互式的,同时又是编译型的。

特点
功能
*主要用于数值计算。
其他

  • 核心语言非常小。标准库用的是Julia语言本身写的
  • 调用许多其它成熟的高性能基础代码。如线性代数、随机数生成、快速傅里叶变换、字符串处理。
  • 丰富的用于建立或描述对象的类型语法
  • 高性能,接近于静态编译型语言。包括用户自定义类型等
  • 为并行计算和分布式计算而设计
  • 轻量级协程
  • 优雅的可扩展的类型转换/提升
  • 支持Unicode,包括但不限于UTF-8
  • 可直接调用C函数(不需要包装或是借助特殊的API)
  • 有类似shell的进程管理能力
  • 有类似Lisp的巨集}-以及其它元编程工具
  • 可與Jupyter notebook 一起使用

示例
生成Mandelbrot集合
function mandel(z)
c = z
max = 80
for n = 1:max
if abs(z) > 2
return n-1
end
z = z^2 + c
end
return max
end

随机矩阵统计
using LinearAlgebra: tr
using Statistics #导入std, mean等函数

function randmatstat(t)
n = 5
v = zeros(t)
w = zeros(t)
for i = 1:t
a = randn(n,n)
b = randn(n,n)
c = randn(n,n)
d = randn(n,n)
P = [a b c d]
Q = [a b; c d]
v[i] = tr((P'*P)^4)
w[i] = tr((Q'*Q)^4)
end
std(v)/mean(v), std(w)/mean(w)
end

参考资料
參閱

  • Matlab
  • GNU Octave
  • R语言
  • Mathematica
  • SageMath

外部链接
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