Julia编程基础

预备知识 + 基本定义 + 代码组织，推开Julia编程进阶之门

真正从零开始上手 Julia 编程

行业优秀技术人、实力大咖程显峰、秦金卫、陈旸倾力推荐，站在巨人的肩上

真正从零开始上手Julia编程，走上入门捷径

编程入门书，我们自成一派！

编程技术“布道者”郝林老师精心打造的一本入门书，从预备知识开始讲起，逐渐过渡到Julia基本概念，真正从零开始上手Julia编程！

讲解Julia，我们自成体系！

环境配置、基本概念、数据类型、函数、流程控制语句、代码组织方式、模块……应有尽有，让编程世界不再陌生！

小白学编程，为什么选择Julia？

1. 更适合入门：代码写起来容易，程序结构清晰易懂。自带REPL环境，轻松进行实验性编程。

2. 更先进：主要体现在Julia的编程理念和编程方法方面，包括类型体系、类型提升系统、多维数组、多重分派机制等。

3. 很成熟：2013年开始测试，经过多年的精心打磨和完善，才使得这样一门优秀的编程语言真正面世。

学编程也许会改变你理解事情的方式，让我们一起与优秀的人和科技同步！

Julia是一门面向未来的编程语言，本书主要讲解了基于Julia编程语言的计算机程序设计方法。书中首先从宏观上介绍了编写Julia程序所需的预备知识和编程环境；然后详细说明了Julia语言中最基础的概念，包括变量、常量、类型系统、数值、字符串、类型的参数化，以及4种常用的容器类型；接着阐述了如何利用流程控制语句、函数、模块合理地组织Julia代码；最后讲解了基于Julia语言的接口编程和元编程，带领大家走向Julia编程的进阶之门。

郝林，国内知名的编程技术布道者，拥有超过15年的软件研发经验，曾多次担任国内顶ji技术大会的演讲嘉宾，发表过不少广受好评的免费技术教程和畅销的技术专栏、图书，如《Go语言核心36讲》《Go并发编程实战》《Go命令教程》等。同时，他也是技术社群“代码即未来”和“GoHakcers”的发起人和组织者。

Julia是一门易学、高效、类型安全的编程语言，让我们在权衡语言特性时不再纠结。这本书将带你进入一个全新的面向计算的世界。

——程显峰 贝叶斯咨询合伙人

在科学计算领域，开源的Julia语言毫无疑问已经成为了核心技术之一，无论是通用功能、生态、社区的成熟度，还是语言本身的灵活性、开发效率、性能，都得到了广泛的认可与应用。本书深入浅出、循序渐进，系统而全面地介绍了Julia语言，内容翔实、叙述清晰，实在是一本入门Julia语言的好书。

——秦金卫 京东数科软件架构师

当人人都在学习Python的时候，我发现它已经悄悄变得臃肿。现在，越来越多的数据科学工作者开始使用Julia，它是一门灵活的动态类型语言，性能可以和传统的静态类型语言媲美，同时非常适合科学和数值计算。很多人和我一样，在看到Julia的编程效果之后，就马上开始使用它了。如果你恰好翻到这本书，同时也有Python基础，那么一定会爱上它。

——陈旸 清华大学计算机博士、阿里云MVP、极客时间专栏《数据分析实战》作者

郝林老师的新作《Julia编程基础》简洁但不失细节，从Julia语言的编程环境和主要特性入手，为程序员和编程爱好者们提供了一条入门编程的捷径。

——尹会生 极客时间《Python进阶训练营》主讲

第一部分　预备知识

第1章　起步 2

1.1　初识 Julia 2

1.1.1　为什么要有 Julia 2

1.1.2　主要特性 2

1.1.3　更多的特性 3

1.2　安装和启动 4

1.3　编写第一个程序 6

1.4　改进第一个程序 9

1.5　小结 11

第2章　编程环境 12

2.1　REPL 环境及其用法 12

2.1.1　初探 REPL 12

2.1.2　主要的 4 种模式 14

2.1.3　快捷键 15

2.1.4　代码补全 16

2.2　程序包与环境配置 17

2.2.1　仓库目录 17

2.2.2　环境配置 18

2.3　项目的创建与引入 20

2.3.1　项目的创建 21

2.3.2　程序包的引入 23

2.4　小结 24

第二部分　基本的定义

第3章　变量与常量 26

3.1　变量的定义 27

3.2　变量的命名 27

3.2.1　一般规则 28

3.2.2　变量名与关键字 29

3.2.3　变量名与作用域 29

3.3　变量的类型 30

3.3.1　类型标注 31

3.3.2　类型断言 33

3.4　常量 34

3.5　小结 38

第4章　类型系统 39

4.1　概述 40

4.1.1　三个要点 40

4.1.2　一个特点 41

4.2　类型与值 42

4.3　两个特殊类型 43

4.3.1　Any 类型 43

4.3.2　Union{} 类型 43

4.4　三种主要类型 45

4.4.1　抽象类型 45

4.4.2　原语类型 47

4.4.3　复合类型 48

4.5　小结 53

第5章　数值与运算 54

5.1　数值的类型 54

5.2　整数 55

5.2.1　类型与取值 55

5.2.2　表示方法 56

5.2.3　关于溢出 58

5.2.4　BigInt 59

5.3　浮点数 60

5.3.1　精度与换算 60

5.3.2　值的表示 62

5.3.3　特殊的浮点数 63

5.3.4　BigFloat 65

5.4　复数和有理数 67

5.4.1　复数 67

5.4.2　有理数 68

5.5　常用的数学运算 69

5.5.1　数学运算符 70

5.5.2　位运算符 70

5.5.3　运算同时赋值 73

5.5.4　数值的比较 74

5.5.5　操作符的优先级 76

5.6　数值类型的提升 77

5.7　数学函数速览 80

5.8　小结 81

第6章　字符和字符串 82

6.1　Unicode 字符 82

6.2　字符 83

6.2.1　值的表示与操作 83

6.2.2　类型与转换 86

6.3　字符串 87

6.3.1　值的表示 87

6.3.2　类型之上的设定 89

6.3.3　操作字符串 90

6.4　非常规的字符串值 101

6.4.1　原始字符串 101

6.4.2　整数和浮点数 102

6.4.3　版本号 103

6.4.4　正则表达式 105

6.4.5　字节数组 109

6.5　小结 110

第7章　参数化类型 112

7.1　类型的参数化 112

7.1.1　基本特征 113

7.1.2　参数化复合类型 113

7.1.3　参数化抽象类型 119

7.1.4　参数化原语类型 121

7.2　参数化的更多知识 122

7.2.1　类型参数的值域 122

7.2.2　类型的类型 123

7.2.3　值化的表示法 124

7.3　容器：元组 125

7.3.1　元组概述 126

7.3.2　普通的元组 127

7.3.3　有名的元组 130

7.3.4　可变参数的元组 132

7.4　小结 134

第8章　容器：字典与集合 135

8.1　索引与迭代 135

8.1.1　索引与可索引对象 135

8.1.2　迭代与可迭代对象 137

8.2　标准字典 138

8.2.1　规则与约束 138

8.2.2　类型与实例化 139

8.2.3　操作字典 145

8.3　集合 156

8.3.1　类型与实例化 157

8.3.2　操作集合 158

8.4　通用操作 161

8.5　小结 162

第9章　容器：数组（上） 163

9.1　类型 164

9.2　数组的表示 166

9.3　数组的构造 170

9.4　数组的基本要素 174

9.5　访问元素值 175

9.5.1　索引 175

9.5.2　迭代 181

9.5.3　搜索 183

9.6　修改元素值 187

9.6.1　索引 187

9.6.2　视图 188

9.6.3　一些专用函数 193

9.7　小结 194

第10章　容器：数组（下） 196

10.1　广播式的修改 196

10.2　元素值的排序 201

10.3　数组的复制 210

10.4　数组的拼接 214

10.5　数组的比较 219

10.6　再说数组的构造 222

10.7　小结 228

第三部分　代码的组织

第11章　流程控制 230

11.1　最简单的代码块 231

11.2　if 语句 232

11.3　for 语句 236

11.4　while 语句 243

11.5　let 语句 247

11.6　错误的报告与处理 249

11.6.1　程序错误的载体 249

11.6.2　异常的抛出 250

11.6.3　异常的处理 254

11.7　小结 259

第12章　函数与方法 260

12.1　什么是函数 260

12.2　Julia 中的函数 261

12.3　基本的编写方式 263

12.3.1　标准形式 263

12.3.2　简洁形式 267

12.3.3　匿名函数 268

12.4　函数的参数 270

12.4.1　可选参数 270

12.4.2　关键字参数 272

12.4.3　可变参数 274

12.5　函数的结果 277

12.6　衍生方法 279

12.6.1　泛化函数 279

12.6.2　方法的定义 281

12.6.3　方法的选择 283

12.7　函数的参数化 287

12.8　do 代码块 289

12.9　小结 291

第13章　模块 293

13.1　程序中的模块 293

13.2　模块的导入与使用 295

13.3　模块的引入路径 296

13.4　标准模块 299

13.5　小结 300

第四部分　进阶之门

第14章　接口编程 302

14.1　什么是接口编程 302

14.2　接口编程的好处 305

14.3　接口编程的运用 306

14.4　两种接口 315

14.5　小结 316

第15章　关于元编程 317

15.1　什么是元编程 317

15.2　元编程入门 318

15.2.1　代码的解析 318

15.2.2　代码的执行 322

15.3　进阶用法 324

15.3.1　真正的求值函数 324

15.3.2　表达式值的构建 326

15.3.3　表达式中的插值 329

15.4　元编程利器：宏 331

15.5　小结 334

附录A　重要名词解释 335

附录B　系统环境变量 338