关于几个Julia的新手 Mathematica重度玩家问题

[Jake]

各位大佬好，Julia 新手（Mathematica重度玩家）+（刚看了几个小时的Julia 官方Documentation）想请教几个问题：

1. Julia这种编程语言算是什么范式的呢？比如我之前喜欢用Mathematica，就是典型的泛函式编程。但是我看Julia就觉得不是很美，体现在有的地方可以泛函式，比如可以f\circle g(x) 把函数的返回值作为下个函数的入口。有的地方就有很过程式，比如Control Flow那章。所以作为一个入门者就觉得有点乱，不是很统一，有点就像Mathematica用上了Matlab的函数名加上C/Python的代码风格。

2. 作为新手不知道怎么查帮助文件。。 求指教。。 我之前就是直接在command line 里面输入? 但是并不能每次都找到相应的函数（比如我根本就不知道函数名，抑或猜一下，抑或搜一个相似的，然后找这个相似的其他refer的函数以企图找到的我想要的）。我不知道有没有什么函数像shell script 一样可以 man -k [keyword] 查找关键词。 我之后就google搜一下我要实现的功能，但是还是不能找到相应的包。 举个例子：我之前一直在找sparse matrix eigenvalue之类的函数，我先是搜了下eigs（因为matlab叫这个名字），然后没有。之后在冗长的Documentation的Sparse Matrix Operation 翻了打半天也没找到。后来下了个IDE叫Julia Pro，然后那个里面貌似是直接Import了大部分的常用库，因此找到了eigs函数。但是还是想知道正常的找函数，因为怎么有效使用帮助文件。

3. 作为一个MMA的重度玩家，我觉得代码风格不自由相比于MMA。(当然也有可能是我姿势水平太低) 比如

   a. 函数调用为什么不能写中缀表达式和后缀表达式，一定要写成f(x).

   b. 匿名函数为什么不支持变量名也可以匿名？E.g. #->#^2

   c. for 循环有没有可以泛函式的调用？比如我是否可以如此赋值

   a=  for i=[1,2,3]  
               i * i
       end;
   

   然后a就自动赋值为[1,4,9], （我知道map可以一定程度的实现这种，但是原理上还是不一样的，而且map中间匿名函数写一大串好像也不美观） 而不用先定义一个空数组a, 然后a[i]=i*i. 因为相应的MMA有Table函数可以实现这种赋值a=Table[i^2,{i,3}].

d. 写到上面一点，我就想到有没有什么1:n的语法，可以生成数组[1,2,3,…n].

e.突然又想到一点，

[1,2,3] 

和

[1 2 3]

有什么区别呢？ 前者一个返回的是3-element Array{Int64,1}: 后者返回了1×3 Array{Int64,2}: 在MMA里面都是作为List，所以没有区别。 但是在Julia这么区分有什么区别呢？

4. 最后一个问题可能跟Julia没什么关系。我发现我的Julia 的command line 不能显示所有的Unicode字符。比如\xor就没法显示，只是 一个问号在一个框里。

我问题中对比了很多MMA，并不是想厚此薄彼啊，MMA的效率还是诟病很久，不然我也不会想试试Julia，只是我的以前编程习惯让我想类比更快的学习Julia。

谢谢各位大佬的时间。欢迎讨论！

[Jun]

都是挺好的问题，我先捡几个简单的回答下。
坐等大佬们…

代码风格上，确实有些杂，感觉主要是最初为了吸引不同语言的用户。我记得在 七周七语言 那本书里有提到，说是如果回到最初重新设计Julia语言的话，可能不会这么做了（大意如此）。不过，读核心库以及一些常见库的代码，感觉还是FP更重一些

@Jake

作为新手不知道怎么查帮助文件

这确实是个问题，我自己一般按以下顺序:

1. REPL中，先（搜索）猜，因为用的是字符匹配，这时候尽量用简短点的字符，比如我想找一个函数查看文件是否存在，就会试下exist,file,is等，或者，比如我知道有dir这个函数，因为REPL中?会有函数推荐功能，可以先试下这个相关的函数，看有没有推荐的。(当然，这么做效率很低，我只在某个函数忘了的时候才这么做)
2. 去 https://docs.julialang.org/en/stable/ 上搜，这时候返回结果一般比较多，如果你知道大概所属的库的话，可以很容易过滤出你想要的部分，然后进去再Ctrl+F
3. 实在没办法了，我会选择去Slack上提问。。。（把握好提问时机，一般都会有人秒回你）

其实我觉得Clojure的文档非常好 https://clojuredocs.org/ ，社区驱动的，然而Julia并没有类似的东西，或者，咱么可以做一个？

@Jake

函数调用为什么不能写中缀表达式和后缀表达式，一定要写成f(x).

这个可以@冰冰回答下（其实我也很怀恋lisp的风格）

@Jake

匿名函数为什么不支持变量名也可以匿名？E.g. #->#^2

嗯，clojure中就是你说的这种方式，然而Julia中并没有，but，因为有宏，可以做些类似的，参考下Lazy.jl

@Jake

for 循环有没有可以泛函式的调用？比如我是否可以如此赋值

你是说list comprehension?

 a = [i* i for i=[1,2,3]  ]

@Jake

写到上面一点，我就想到有没有什么1:n的语法，可以生成数组[1,2,3,…n].

看下collect函数

@Jake

4. 最后一个问题可能跟Julia没什么关系。我发现我的Julia 的command line 不能显示所有的Unicode字符。比如\xor就没法显示，只是 一个问号在一个框里。

这个应该是你的terminal编码显式的问题（跟你使用的字体也有关系）

[BOBO]

Mathematica还有人用。。。。

许多新出的语言都有带functional programming的混合风格，比如F#之类的，老语言也在逐渐加入这一style，比如C++和Fortran。

这几年的functional programming的复兴有其深层原因，但不意味着能取代主流。比如在金融领域的jane street是ocaml的最重要金主，但是在其他金融机构主要还是用c++和matlab/python/r.

Numerical computing从Fortran开始到matlab （octave）再到Julia风格都比较稳定，只是加入了更general的其他语言的特色。

[Gnimuc]

1. 没有明显的范式，可能是因为设计的时候很greedy，从不同的范式中都借鉴了一些东西，想满足不同用户的需求。

2. 查文档函数最快的方法还是问其它用过的人，自己检索的话，可以使用apropos搜索docstrings里的关键字，能滤出一些候选的函数：

   julia> apropos(“eigenvalue”)
   Base.LinAlg.schur
   Base.LinAlg.schurfact
   Base.LinAlg.eig
   Base.LinAlg.sylvester
   Base.LinAlg.eigvals!
   Base.LinAlg.sqrtm
   Base.LinAlg.eigmin
   Base.LinAlg.lyap
   Base.LinAlg.eigfact
   Base.LinAlg.eigvecs
   Base.LinAlg.eigs
   Base.LinAlg.svds

3.b 匿名函数为什么不支持变量名也可以匿名？E.g. #->#^2
没有用过Mathematica，不太清楚匿名变量名相比于普通的x->x^2再功能上有什么区别，是为了统一风格么？

julia> ♯ -> ♯^2
(::#3) (generic function with 1 method)

3.d 不想用collect的话，也可以加分号[1:n;]

[Gnimuc]

3.c map这类函数都支持do-block的写法:

a = map(1:9) do x 
         k = iseven(x) ? x÷2 : 3x+1
         k^2
    end

最近SO上也有人问类似的问题:

Reducer for non-parallel for loops/multiline comprehensions

[Roger]

@Jake

函数调用为什么不能写中缀表达式和后缀表达式，一定要写成f(x).

中缀表达式和后缀表达式可以通过宏来实现。然后你也可以用函数管道 |>

x |> f # <=> f(x)

[Roger]

@Jake

最后一个问题可能跟Julia没什么关系。我发现我的Julia 的command line 不能显示所有的Unicode字符。比如\xor就没法显示，只是 一个问号在一个框里。

可能是系统原因（Julia在Windows上好像用的不是Powershell，有待考证），我的是好的

julia> ⊻

[Jake]

谢谢！
针对匿名函数，我不知道为什么我输入了

map(#->#^2,[1 2 3])

他就提示我换行了，然后我再按回车就是

ERROR: syntax: incomplete: premature end of input

[Jake]

确实这样，Windows下Julia默认是cmd，但是就算是Powershell也不能显示所有Unicode就很奇怪了。我已经尝试了chcp 65001也不能显示。
不过后来发现了JuliaPro，就直接在Julia Pro上code了

[Jun]

@Jake

map(#->#^2,[1 2 3])

把#换成正常的变量，这里lambda函数的输入需要是合法的变量名。

在windows上我一般用的VS Code，没有出现过不能显示的这个问题。

[Gnimuc]

#在Julia中是注释用的保留关键字，♯是\sharp 可以用作合法变量名，不过这个不是你说的变量名匿名（我不理解的地方是变量名本来就是可以随意起的，为什么要规定一个特别的“匿名”？Julia里倒是有用_, _, w = f(x,y,z)这种_作为匿名的左值来方便接受不需要的函数返回值）

[Jun]

从其它语言转过来的话，确实可能有类似疑惑。。。

比如，在Clojure里，lambda函数直接用#(* % %)表示，这里%就是它所谓的匿名函数的变量，这么写确实会方便很多，不过Julia中确实没有。。。

[Gnimuc]

明白了，不用写->了，(x,y)->x+y 直接可以写成♯(+, x, y)

[Jake]

我是觉得匿名函数变量名不能匿名的冗余的地方是：（抱歉我又要提到MMA） 在MMA里，匿名函数就可以直接写成#^2&，因此省了一部分"x->". 当然MMA essentially 也会把#^2& parse成 Function[x,x^2]相当于有一个简写的形式。

[Gnimuc]

@Jake +1，这种语法糖确实很方便。Julia里可能要自己写macro来做一些语法糖了，在简单的情况下比如这个:

julia> function _extract_args(ex::Expr)
          x = Symbol[]
          Meta.isexpr(ex, :call) || return x
          for i = 2:length(ex.args)
             arg = ex.args[i]
             arg isa Symbol && push!(x, arg)
             arg isa Expr && append!(x, _extract_args(arg))
          end
          x
       end
_extract_args (generic function with 1 method)

julia> macro ♯(ex)
         Meta.isexpr(ex, :call) || error()
         Expr(:->, Expr(:tuple, _extract_args(ex)...), ex)
       end
@♯ (macro with 1 method)

julia> @macroexpand @♯ x*y+z
:((#18#x, #19#y, #20#z)->#18#x * #19#y + #20#z)

julia> @♯ x*y+z
(::#59) (generic function with 1 method)

julia> (@♯ x*y+z)(1,2,3)
5

julia> @♯ x^2
(::#13) (generic function with 1 method)

julia> (@♯ x^2)(2)
4

julia> (@♯ x+y)(1, 2)
3

julia> (@♯ x+y+z)(1, 2, 3)
6

[Jun]

666

挺有意思的一个实现，不过，这里_extract_args会把所有的Symbol都替换成参数（话说用MacroTools实现这个还挺方便的），一般不会这么写（因为会覆盖默认context中的变量），在Clojure中是通过%,%1,%2（抱歉并不了解MMA…）指定参数的。

[Gnimuc]

额。。我还是不太理解用%,%1,%2跟x,x1,x2的区别，是因为scope问题嘛？然后为了解决问题%在Clojure里是保留的关键字？

[Jake]

其实就是不用预先定义#1,#2,#3啦

[Gnimuc]

这下更糊涂了，像我上面写的那个例子(@♯ x*y+z)(1,2,3), 这里(1,2,3)是直接作为字面量传进去的，并不需要预先定义x, y, z。

[Jun]

不用太在意这些细节，呵呵，anyway，用macro反正是完全可以实现的

举个例子：

a = 3
reduce((x,y) -> (x+y+a), 1:10)
reduce(@# %1 + %2 + a, 1:10)
reduce(@# x + y + a, 1:10)

可以体会下这三者的区别