Julia体験してみた

ワイ

Scalaユーザ

Scalaはそこそこ詳しい

仕事ではTSがメイン

Julia

Julia features optional typing, multiple dispatch, and good performance, achieved using type inference and just-in-time (JIT) compilation (and optional ahead-of-time compilation), implemented using LLVM. It is multi-paradigm, combining features of imperative, functional, and object-oriented programming.

もともと、リサーチャーはPythonとかを使っているが遅く、本気で計算を回すとなるとFORTRANやCに書き直さなければならない・・・という"Two Language Problem"の解消を正面きって目指した言語

PythonはNumpyなどに計算コアを逃がしてそこだけFORTRANで速くするみたいなことをやった

Juliaは最初から爆速の動的言語を作るという使命を負って産み落とされた

目玉機能

Scalaなかよしポイント

JITがある

マルチパラダイム

FP的機能もある

全ては式

ファーストクラスな関数

nominal typing

メタプロ得意

Scalaとは違うポイント

配列のインデックスが1始まり

動的型付け

型の表記の省略もできる

マルチディスパッチ

全てのコードがLLVMによってJITコンパイルされるため高速

JVMではホットスポットだけJITコンパイルする

型が確定したタイミングでJITコンパイルが走るので型を省略しても問題ない

事前コンパイルするような芸当も可能

最初から並列・並行プログラミングのサポートが手厚い

パターンマッチはない

ライブラリで対応

ここはTSと同じやな

インストール

Scalaより簡単

curl -fsSL https://install.julialang.org | sh

個人的にこのスタイルはあまり好きではないが・・・

スクリプトを直接シェルに流し込むのまあまあ怖い

ScalaはJVMのインストールもいるからなぁ・・・

code:sh

% julia

_

(_) | (_) (_) |

_ _ _| |_ __ _ | Type "?" for help, "]?" for Pkg help.

| | | | | | |/ _` | |

| | |_| | | | (_| | | Version 1.11.5 (2025-04-14)

|__/ |

julia> println("yo")

yo

Julia REPL

パッケージマネージャやビルドツールが統合されているのが偉い

とりあえずたらいまわし関数を実装する

code:tarai.jl

tarai(x,y,z) = x <= y ? y : tarai(tarai(x-1,y,z), tarai(y-1,z,x), tarai(z-1,x,y))

code:julia

julia> tarai(10,5,0)

10

たしかに速い

便利

code:time

julia> @time tarai(12, 6, 0)

0.034373 seconds

12

対照実験: rubyで同様にする

code:tarai.rb

def tarai(x, y, z) = if x <= y then y else tarai(tarai(x-1,y,z), tarai(y-1,z,x), tarai(z-1,x,y)) end

code:time

require 'benchmark'

t = Benchmark.measure do tarai(12,6,0) end

t.real

=> 0.5449444850000873

10倍以上速い

対照実験: Scalaでもやってみる

code:tarai.scala

def tarai(x: Int, y: Int, z: Int): Int =

if x <= y then y else tarai(tarai(x-1,y,z), tarai(y-1,z,x), tarai(z-1,x,y))

def measureTarai(x: Int, y: Int, z: Int): (Int, Double) =

val t1 = System.nanoTime

val result = tarai(x,y,z)

val duration = (System.nanoTime - t1) / 1e9d

(result, duration)

code:time

scala> measureTarai(12, 6, 0)

val res5: (Int, Double) = (12,0.041759119)

いい勝負

おもしろいところ

科学計算のために生まれた言語なだけある

Scalaにはない

近似等価

コレクション操作

Juliaでは基本的なコレクションは配列(Array)

Scalaにはコレクション専用のリテラルはない

そういう思想

多次元ベクトル(行列)もネイティブにサポートされるし、専用のリテラルがある

カラムベースなのでそういう処理の場合速い

スペースで区切ると列が区切られる

改行で区切ると行が区切られる

code:mat.jl

[1 2

3 4]

=> 2x2行列

code:mat.jl

=> 2x2行列

組込みで便利グッズがある

m = [1 2; 3 4]

transpose(m)

using LinearAlgebra

eigvecs(m)

eigvals(m)

便利!!!

ドキュメント進めていく