Η Julia είναι μια γλώσσα προγραμματισμού γενικού σκοπού που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τις περισσότερες εργασίες προγραμματισμού.
Στην πράξη, ωστόσο, οι κύριες περιπτώσεις χρήσης της τείνουν να βρίσκονται στη μηχανική και στις επιστήμες.
Οι γρήγοροι, ευέλικτοι και εκλεπτυσμένοι αριθμητικοί υπολογισμοί βρίσκονται στο επίκεντρο του σχεδιασμού της.
Ακέραιοι
Ένας ακέραιος είναι ένας "στρογγυλός" αριθμός χωρίς υποδιαστολή.
Στην έννοια Τα βασικά, είδαμε ότι μια ακέραια τιμή μπορεί να ανατεθεί σε μια μεταβλητή χωρίς να προσδιορίσουμε τον τύπο της.
Για λόγους αναγνωσιμότητας, μπορούν να χρησιμοποιηθούν κάτω παύλες ως διαχωριστικό ψηφίων.
Ο μεταγλωττιστής τις αγνοεί.
julia> x = 3
3
julia> typeof(x)
Int64
julia> large_number = 1_234_567_890
1234567890
Αριθμοί κινητής υποδιαστολής
Δεν αποτελεί έκπληξη ότι οι αριθμοί κινητής υποδιαστολής έχουν υποδιαστολή και ένα κλασματικό μέρος μετά από αυτήν.
julia> f = 3.45
3.45
julia> typeof(f)
Float64
Φυσικά, ο επιστημονικός συμβολισμός υποστηρίζεται.
julia> avogadro = 6.02e23
6.02e23
Οι μέγιστες και οι ελάχιστες τιμές μπορεί να σου προκαλέσουν έκπληξη:
julia> typemax(Float64)
Inf
julia> typemin(Float64)
-Inf
Το άπειρο είναι μια έγκυρη τιμή!
Αριθμητικοί τελεστές
Όπως συζητήθηκε στην έννοια Τα βασικά, οι αριθμητικοί τελεστές λειτουργούν ως επί το πλείστον όπως στα μαθηματικά που μαθαίνουν τα παιδιά στο σχολείο.
Σημείωσε ότι η ύψωση σε δύναμη χρησιμοποιεί ^, όχι ** (και τα δύο είναι κοινά σε άλλες γλώσσες).
2 + 3 # 5 (addition)
2 - 3 # -1 (subtraction)
2 * 3 # 6 (multiplication)
8 / 2 # 4.0 (division)
8 % 3 # 2 (remainder)
2 ^ 3 # 8 (exponentiation)
Ωστόσο, αξίζει να συζητήσουμε μερικές λεπτομέρειες που αφορούν ειδικά τη Julia.
Πολλαπλασιασμός
julia> x = 4.2
4.2
julia> 2 * x
8.4
julia> 2x
8.4
julia> 2.4x
10.08
Αυτό μπορεί να σου φανεί περίεργο.
Είναι πάντα δυνατό να χρησιμοποιήσεις το * ως ενθηματικό τελεστή, όπως στις περισσότερες άλλες γλώσσες.
Ωστόσο, η Julia σχεδιάστηκε από ανθρώπους που πιστεύουν ότι ο κώδικας πρέπει να μοιάζει όσο το δυνατόν περισσότερο με μαθηματικές εξισώσεις.
Επειδή τα ονόματα των μεταβλητών πρέπει να ξεκινούν με γράμμα, η τοποθέτηση ενός αριθμού (ακέραιου ή κινητής υποδιαστολής) μπροστά από το όνομα αντιμετωπίζεται ως σιωπηρός πολλαπλασιασμός.
Για παράδειγμα, αν θέλουμε το εμβαδόν της επιφάνειας μιας σφαίρας, αντί για 4 * pi * r * r θα μπορούσαμε να κάνουμε αυτό:
julia> surface(r) = 4π * r^2
surface (generic function with 1 method)
julia> surface(3)
113.09733552923255
Αν και το π είναι μια ενσωματωμένη σταθερά, είναι επίσης ένα (ελληνικό) γράμμα.
Ο συντακτικός αναλυτής χρειάζεται επομένως ένα ρητό * για να ξεχωρίσει το π από το r.
Διαίρεση
Η χρήση του / ως ενθηματικού τελεστή δίνει πάντα αποτέλεσμα κινητής υποδιαστολής, ακόμη και για ακέραιες εισόδους.
Για την ακέραια διαίρεση, υπάρχουν περισσότερες επιλογές.
julia> 10 / 3 # floating-point division
3.3333333333333335
julia> div(10, 3) # integer division
3
julia> 10 ÷ 3 # synonym for div()
3
julia> 10 // 3 # rational number (fraction)
10//3
Η συνάρτηση div() προορίζεται για ακέραια διαίρεση, με το αποτέλεσμα να κόβεται προς το μηδέν: προς τα κάτω για θετικούς αριθμούς, προς τα πάνω για αρνητικούς.
Ως συνώνυμο, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τον ενθηματικό τελεστή ÷, πάλι με στόχο να δείχνει πιο μαθηματικό.
Αν χρησιμοποιείς έναν editor που γνωρίζει τη Julia, πληκτρολόγησέ το ως \div και μετά πάτησε το πλήκτρο <Tab>.
Ο τελεστής // ξεφεύγει από το πεδίο αυτής της έννοιας.
Για την ώρα, αρκεί να πούμε ότι το αποτέλεσμα του // είναι ένας "ρήτος" αριθμός, αυτό που οι περισσότεροι αποκαλούν κλάσμα.
Αυτό μπορεί συχνά να γίνει αυτόματα:
julia> x = 2 + 3.5
5.5
julia> typeof(x)
Float64
Προσθέσαμε ένα Int64 σε ένα Float64 και πήραμε αποτέλεσμα Float64.
Στην πραγματικότητα, ο ακέραιος μετατράπηκε σιωπηρά σε Float64 πριν γίνει η πρόσθεση.
Οι μετατροπές από κινητής υποδιαστολής σε ακέραιο είναι αναπόφευκτα πιο περίπλοκες.
Τι θέλεις να κάνεις με ό,τι βρίσκεται μετά την υποδιαστολή;
- Η συνάρτηση
round() μετατρέπει στον πλησιέστερο ακέραιο αριθμό, με τις περιπτώσεις ακριβώς στη μέση, όπως το 4.5, να στρογγυλοποιούνται στον πλησιέστερο άρτιο ακέραιο.
- Η
floor() στρογγυλοποιεί προς τα κάτω, η ceil() προς τα πάνω, η trunc() προς το μηδέν.
- Η προσπάθεια άμεσης μετατροπής, για παράδειγμα με
Int32(), θα αποτύχει με ένα InexactError.
Ωστόσο, από προεπιλογή αυτές οι συναρτήσεις δεν επιστρέφουν τον ακέραιο τύπο που μπορεί να ήθελες.
Ο επιθυμητός τύπος εξόδου μπορεί να προσδιοριστεί.
julia> round(4.5)
4.0
julia> ceil(Int, 4.3)
5
Η στρογγυλοποίηση σε συγκεκριμένο αριθμό ψηφίων μετά την υποδιαστολή είναι επίσης δυνατή με τη λέξη-κλειδί digits.
julia> round(π, digits=10)
3.1415926536
Διαίρεση με το μηδέν
Σίγουρα αυτό απλώς πετάει ένα σφάλμα;
Στην πραγματικότητα, η κατάσταση δεν είναι τόσο απλή.
Η ακέραια διαίρεση με ÷ ή // θα προκαλέσει σφάλμα, όπως ίσως περιμένεις.
Η διαίρεση κινητής υποδιαστολής με / ακολουθεί μια προσέγγιση που θα μπορούσε να θεωρηθεί μηχανική, παρά μια τυπική προσέγγιση επιστήμης των υπολογιστών:
julia> 2 / 0
Inf
julia> 0 / 0
NaN
Όπως συζητήθηκε σε προηγούμενη ενότητα, το άπειρο είναι ένας έγκυρος αριθμός κινητής υποδιαστολής στη Julia και αναπαρίσταται με Inf.
Όταν ο αριθμητής είναι επίσης μηδέν, το αποτέλεσμα είναι μαθηματικά απροσδιόριστο.
Η Julia τότε το αντιμετωπίζει ως "μη αριθμό", που αναπαρίσταται με NaN.
Άσκηση εκμάθησης
