Julia语言的介绍

本文为作者Julia官网翻译，水平有限，还望指教。

https://julialang.org/

Julia语言的介绍

Julia是高性能的动态高级科学计算语言，提供了精致的编译器（sophisticated compiler），分布式并行计算（distributed parallel execution），数值精度（numerical accuracy），和一个可扩展的科学函数库。Julia的基础库是用Julia自身编写的，成熟的合并了（integrates mature），最佳版本的C和Fortran的线性代数，随机数字生成，单线程，字符处理的库。另外，Julia开发者社区也提供了一系列的可扩展包，使用的是Julia内置的快速空间（rapid pace）的包管理工具。IJulia结合了Jupyter和Julia社区，提供了一个强大的基于浏览器的图形笔记界面。

Julia程序是被组织成多样的数据类型（multiple dispatch），定义函数方法和过载的时候，不同的内容类型组合，可以被用户定义。

特点介绍（A Summary of Features）

1.多样的数据类型（multiple dispatch），提供在一个函数中交叉组合不同数据类型的能力。

2.动态类型系统，文件类型，最优化，分派（dispatch）。

3.高性能，接近静态编译语言，C。

4.内置包管理器。

5.类似LISP的宏指令（macros）,和其他的元编程组件。

6.调用Python函数，用PyCall包。

7.可以直接调用C函数，不用封装器或者特殊的API。

8.强大的类shell进程管理能力。

9.平行分布式计算设计。

10.协同协议为轻量级“绿色"线程。

11.快速的用户自定义类型，内置，紧凑。

12.自动高效的生成特殊代码，对用不同的内容（argument ）类型。

13.优雅可扩展的数据和其他类型的转化和建立。

14.高效支持Unicode，包括但不仅限于UTF-8。

15.MIT许可证，免费开源自由。

高性能JIT编译器（High-Performance JIT Compiler）

Julia是基于LLVM的实时编译器，性能对比如下图所示。

 FortranJuliaPythonRMatlabOctaveMathe-maticaJavaScriptGoLuaJITJava gcc 5.1.10.4.03.4.33.2.2R2015b4.0.010.2.0V8 3.28.71.19go1.5gsl-shell 2.3.11.8.0_45fib0.702.1177.76533.5226.899324.35118.533.361.861.711.21parse_int5.051.4517.0245.73802.529581.4415.026.061.205.773.35quicksort1.311.1532.89264.544.921866.0143.232.701.292.032.60mandel0.810.7915.3253.167.58451.815.130.661.110.671.35pi_sum1.001.0021.999.561.00299.311.691.011.001.001.00rand_mat_stat1.451.6617.9314.5614.5230.935.952.302.963.273.92rand_mat_mul3.481.021.141.571.121.121.3015.071.421.162.36

function mandel(z)    c = z    maxiter = 80    for n = 1:maxiter        if abs(z) > 2            return n-1        end        z = z^2 + c    end    return maxiterendfunction 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] = trace((P.'*P)^4)        w[i] = trace((Q.'*Q)^4)    end    std(v)/mean(v), std(w)/mean(w)end

以上的代码十分的清晰，任何一个有过科学计算语言编程经验的人都会看懂。在不放弃性能的情况下比C++更加的简单。根据设计，Julia允许用户从低级的循环，到高级的编程风格，在牺牲部分性能的情况下，是的复杂的算法可以快速的处理。这个可持续的设计级现象是Julia接近编码的特点，也是这个语言的最重要的设计风格。

为平行和云计算而设计（Designed for Parallelism and Cloud Computing）

Julia在用户不强制任何特殊的平行类型，反而，一共了一系列的关键创建分布式空间（key building blocks for distributed computation），使得足够灵活去支持不同的数据类型，允许用户添加更多。下面的代码显示了如何在平行状态下投硬币的计算。

nheads = @parallel (+) for i=1:100000000 rand(Bool)end

IJulia和Gadfly分别是类似于Jupyter的网页编译环境和多样的数值计算图像显示包。

参考文献

1.https://julialang.org/