『実践Julia入門』

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サンプルコードが利用できる

REPLにコピペして使うことが想定されている

プロジェクト環境をactivateして起動する

$ julia --project=@.

【入門編】

第1章 Juliaのインストールと開発

1-1. Juliaの特徴

1-1-1. Juliaは高速！

1-1-2. Juliaは動的！

1-1-3. Juliaは動的型付け！

1-1-4. Juliaは多重ディスパッチ！

1-1-5. 直感的な記述！

1-1-6. 真のマクロ！

1-1-7. 並行・並列プログラミング！

1-1-8. 組み込みパッケージマネージャ！

1-2. Juliaのインストール

1-2-1. Juliaの公式バイナリをインストールする

Windows (Windows10，Windows11)

macOS (x86，ARM)

Linux

1-2-2. juliaupを利用したインストール

juliaupのインストール（Windows10，Windows11）

juliaupのインストール（Linux，macOS等）

juliaupによる Juliaのインストール・更新（Windows/Linux/macOS共通）

コラム. 安定版とLTS版

1-3. Juliaを REPLで使用する

1-3-1. Julia モード

1-3-2. ヘルプモード

1-3-3. シェルモード

1-3-4. パッケージモード

1-3-5. 履歴検索機能

1-4. Juliaを JupyterLabで使用する

1-4-1. JupyterLabおよび IJuliaのインストール

IJuliaを利用して JupyterLabをインストールする

JupyterLabを Pythonのパッケージマネージャからインストールする

デスクトップアプリとしてインストールする

Julia カーネルを追加する

1-4-2. JupyterLabによる Juliaの実験

1-4-3. 各種クラウドサービス（ノートブック環境）での Juliaの利用

コラム. Pluto.jl

1-5. Juliaをエディタで使用する

1-5-1. Visual Studio Code(VSCode)とJuliaプラグインの導入

第2章 Juliaの基本文法

2-1. リテラル

2-1-1. 数値リテラル

整数値

浮動小数点数値

有理数/複素数

2-1-2. 文字リテラル/文字列リテラル

文字

文字列

2-1-3. 正規表現リテラル

2-1-4. 非標準文字列リテラル

2-1-5. 範囲リテラル

2-1-6. 配列リテラル

ベクトル（1次元配列）

行列（2次元配列）

多次元配列（Julia v1.7以降）

ベクトル・行列の結合

多次元配列の結合（Julia v1.7以降）

2-1-7. タプルリテラル/名前付きタプルリテラル

2-1-8. その他のリテラル

2-2. 変数/定数

コラム. Juliaの定数は実は変更できる

2-3. 演算子

2-3-1. 算術演算子

除算演算子

冪乗演算子

2-3-2. ビット演算子

2-3-3. 論理演算子

2-3-4. 文字列操作演算子

2-3-5. 代入演算子

2-3-6. 比較演算子

同値演算子

等価演算子

包含演算子

比較演算子の連鎖

2-3-7. その他の演算子

2-3-8. 演算子の優先順位

コラム. 演算子に使用できるUnicode文字

2-4. 関数

2-4-1. 関数呼び出し

関数呼び出しの基本

キーワード引数

引数展開

2-4-2. 関数定義

関数定義の基本

無名関数

関数の多重定義

可変長引数

オプショナル引数/キーワード引数

型アノテーション

return文

2-4-3. 関数適用演算子

2-5. 制御構文

2-5-1. 条件分岐

2-5-2. 繰り返し

2-5-3. 例外処理

2-6. その他の構文

2-6-1. 内包表記

2-6-2. ドット構文

2-6-3. Doブロック構文

2-6-4. beginブロックとletブロック

2-7. 型の基本

2-7-1. プリミティブ型

プリミティブ整数型

プリミティブ浮動小数点数型

その他の標準プリミティブ型

2-7-2. 複合型

2-7-3. コレクション型

配列

辞書

集合

タプル/名前付きタプル

2-7-4. 文字列型

2-7-5. 型アノテーション

2-8. モジュール

2-8-1. importとusing

2-8-2. 標準モジュールとモジュールのネスト

2-8-3. モジュールの定義

【基本編】

第3章 Juliaの標準ライブラリ関数

3-1. 便利な標準関数たち

3-1-1. 演算系（1） 除算・剰余算系

整数除算関数

整数剰余算関数

整数除算・剰余算複合関数

値域を指定した整数剰余算関数と整数除算関数

整数除算・剰余算関数についての補足

コラム. mod1()関数の使い途

その他の除算・剰余算関連関数

3-1-2. 演算系（2） 結合演算

積和演算

冪剰余演算

3-1-3. 演算系（3） その他の演算系関数

3-1-4. 数学系（1） 三角関数，指数関数，対数関数

3-1-5. 数学系（2） その他の数学関数

3-1-6. 文字列関連関数

文字・文字列情報取得関数・演算子

文字・文字列比較関数・演算子

文字列操作関数・演算子

文字列検索・置換関数

Juliaの正規表現

パターンに指定出来るもの

3-1-7. 配列・集合演算

コレクション情報取得関数・演算子

配列関連関数・演算子（1） 配列生成関連

配列関連関数・演算子（2） 配列加工・更新

コラム. 破壊的操作

配列関連関数・演算子（3） ベクトル・行列関連

配列関連関数・演算子（4） デック（両端キュー）

配列関連関数・演算子（5） 集計・畳み込み関連関数

配列関連関数・演算子（6） 検索関連関数

辞書関連関数

集合関連関数・演算子

タプル・名前付きタプル関連関数

3-1-8. その他「あると便利」がある関数

3-1-9. 演算子は関数

3-2. 標準ライブラリ

3-2-1. Printf

コラム. @printfはなぜマクロ？

3-2-2. Dates

3-2-3. Statistics

3-2-4. LinearAlgebra

3-3. 関数・引数の組合せ

3-3-1. 文字列→数値変換

3-3-2. 数値の丸め処理

3-3-3. all() / any()

3-3-4. 引数にジェネレータ式を指定出来るその他の例

第4章 型システム

4-1. Juliaの型システムの概要

4-2. 公称型システムとサブタイピング

4-2-1. 公称型システム

4-2-2. 基本型と派生型

4-2-3. 型階層

コラム. 参考：公称型ではない型システム

4-2-4. 抽象型と具象型

4-2-5. Any型

4-3. パラメトリック型

4-3-1. パラメトリック型

4-3-2. 型パラメータに指定出来るもの

4-3-3. パラメトリック型のサブタイピング

4-3-4. UnionAll型

4-3-5. パラメトリック抽象型

4-4. 型制約

4-4-1. 型制約とは

4-4-2. 制約の種類

4-4-3. 型制約とサブタイピング

4-5. ユーザ定義型

4-5-1. ユーザによる型の定義

4-5-2. コンストラクタ定義

4-6. 特殊な型

4-6-1. Tuple型・NamedTuple型

4-6-2. Union型

4-6-3. ボトム型

4-6-4. シングルトン型

4-6-5. Type{T}型セレクタ

4-6-6. 型エイリアス

第5章 多重ディスパッチ

5-1. 多重ディスパッチとは？

5-2. 多重定義

5-2-1. 関数の定義（おさらい）

5-2-2. 型シグニチャ

5-2-3. 実例

5-2-4. メソッドの曖昧さの解決

コラム. キーワード引数と多重ディスパッチ

5-3. ポリモーフィズム

5-3-1. Juliaのポリモーフィズム

コラム. Juliaと部分型多相

5-3-2. 実例

5-4. 演算子オーバーロード

5-4-1. 演算子オーバーロードも多重ディスパッチ

5-4-2. 実例

5-4-3. 型昇格ルール

5-5. 糖衣構文

5-5-1. 糖衣構文（の多く）も多重ディスパッチ

5-5-2. 例

例1. インデクシング関連

例2. プロパティ

例3. 後置演算子 '～

5-6. Holy トレイト

5-6-1. Holy トレイトとは？

5-6-2. 実例： IndexStyle

5-7. その他の実用例

5-7-1. sort()のアルゴリズム指定

5-7-2. Val{N}によるディスパッチ

第6章 イテレーション

6-1. Juliaのイテレーションの仕組み

6-1-1. イテレーションも糖衣構文

6-1-2. iterate()関数

6-1-3. Base.IteratorSizeと Base.IteratorEltype

Base.IteratorSize

Base.IteratorEltype

6-2. イテレーションプロトコルの実装

6-2-1. サイズが決まっているパターン

例1. 配列（ AbstractArray ）の派生型とする場合（推奨）

例2. 配列（ AbstractArray ）の派生型としない場合

6-2-2. 長さが不定のパターン

例. コラッツの予想

その他の例

6-2-3. 無限列挙

例. フィボナッチ数列

6-3. Iteratorsサブモジュール

コラム. Iterators.～のイテレータ型とそのトレイト実装

第7章 ブロードキャスティング

7-1. ブロードキャスティングとは？

7-1-1. ドット構文（おさらい）

7-1-2. ブロードキャスティング

7-1-3. @.マクロ

7-1-4. ブロードキャスティングの特徴

7-2. ブロードキャスティングの実装

7-2-1. ドット構文も糖衣構文

7-2-2. ブロードキャスティングの仕組み

Broadcast.broadcasted()と Broadcast.materialize()

Broadcast.broadcastable()

Broadcast.BroadcastStyle

7-3. ブロードキャスティングの適用

実例(1) 配列の派生型

実例(2) イテレーションプロトコルを実装した型

コラム. もっと柔軟なブロードキャスティング計算適用へのヒント

第8章 メタプログラミング

8-1. 用語の説明・おさらい

8-2. メタプログラミングとは？

8-3. Expr型とシンボル

8-3-1. AST

8-3-2. Expr型

8-3-3. シンボル

8-3-4. QuoteNode

8-4. 解析と評価

8-4-1. Meta.parse()

8-4-2. eval()

8-4-3. 式展開

8-4-4. コードの動的生成

8-5. マクロ

8-5-1. Juliaのマクロ呼び出し

8-5-2. マクロの定義

8-5-3. マクロの動作原理

8-5-4. 衛生的なマクロ

8-5-5. 実例

8-5-6. 非標準文字列リテラルとコマンドリテラル

8-6. 生成関数

8-6-1. 生成関数 (Generated Function) とは

8-6-2. 生成関数の特徴と注意点

8-6-3. 実例

第9章 並行・並列処理

9-1. タスクとチャネル

9-1-1. タスク

9-1-2. 通知

9-1-3. チャネル

9-1-4. タスク・チャネル による並行処理

コラム. ネット検索の例が並行動作する理由

9-2. スレッド

9-2-1. Juliaでスレッドを利用する

9-2-2. スレッドの基本

Threads.@threadsマクロ

Threads.@spawnマクロ

Threads.@threadsと Threads.@spawnの使い分け

Channel(spawn=true)

Threads.foreach()

9-2-3. 実用例

ソートアルゴリズムの並列化

Iterators.mapのマルチスレッド化

9-2-4. スレッドセーフ

Threads.@atomicマクロ（Julia v1.7以降のみ）

ロック機構による排他制御(1)

ロック機構による排他制御(2)

コラム. デッドロック

9-3. マルチプロセス

9-3-1. Juliaのマルチプロセシング

9-3-2. マルチプロセスの基本

@everywhere

remotecall()

pmap()

RemoteChannel

SharedArray

@distributed

コラム. 分散処理

第10章 パッケージマネージャ

10-1. Juliaのパッケージマネージャ

10-1-1. REPLのパッケージモード

10-1-2. Project.toml / Manifest.toml

10-1-3. Pkg標準ライブラリ

コラム. Juliaのパッケージ管理の単位

10-2. 基本的な使い方

パッケージの追加・更新・削除

パッケージの固定・固定解除，開発モード・開発モード解除

その他のパッケージ関連コマンド

パッケージレジストリ関連コマンド

10-3. 環境の管理

10-3-1. 環境（仮想環境）

10-3-2. プロジェクト

10-3-3. パッケージディレクトリ

10-3-4. パッケージディレクトリの共有・公開

10-4. パッケージ開発の基本

10-4-1. PkgTemplates.jlによるパッケージディレクトリの生成

10-4-2. 構成ディレクトリ・ファイルについての補足

テストの追加

パッケージのビルドフェーズの追加

10-4-3. 公式パッケージ化のヒント

コラム. JupyterLab上での操作

【実践編】

第11章 数値計算

11-1. Juliaで数値計算

11-2. NLsolve.jlによる非線形方程式の求解

11-3. DifferentialEquations.jlによる常微分方程式の数値的解法

11-4. その他の外部パッケージ情報

数値計算全般

最適化関連

微分方程式関連

その他

第12章 データ解析

12-1. Juliaでデータ解析

12-2. 基本的な道具の使い方

12-2-1. 可視化（データプロット）の基本

コラム. Plots.jlのレシピ機能

12-2-2. データフレームの基本

12-3. 実例：ネット上に公開されているデータの読み込みと簡単な解析

12-4. 発展的な情報

統計・データ解析全般

データプロット関連

データフレーム・データ操作関連

13章 機械学習

13-1. Juliaで機械学習

13-2. MLJ.jl

13-3. Flux.jl

13-4. 発展的な情報

機械学習全般

深層学習（Deep Learning）関連

MLJ.jl関連

Flux.jl関連