1.1　什么是Julia及為什么要使用Julia

Julia是一門非常新的語言，它主要擅長科學計算。開發(fā)Julia，是為了使科學計算更有趣、更高效。在計算機科學家和軟件工程師看來，Julia語言有很多優(yōu)點，你可以在官網（見參考資料[2]）上了解這些。

這里援引了Julia的創(chuàng)造者在第一篇官方博客文章《為什么我們創(chuàng)造Julia》（見參考資料[3]）中的一段話。

“我們想要一種自由的、開源的語言。它要像C語言（以下簡稱C）一樣快速，同時要有像Ruby那樣的動態(tài)語言的特性；要具有Lisp般的元編程能力而又有MATLAB那樣的數學符號輸入；要像Python般通用、像R般在統(tǒng)計分析上得心應手、像Perl般自然地處理字符串、像MATLAB般有強大的線性代數運算能力、像Shell般具有‘膠水語言’的進程管理能力；它要易于學習而又不讓真正的極客感到無聊；還有，它應該是交互式的，同時又是編譯型的……”

這就是Julia被創(chuàng)造的原因，用來滿足以上所有這些“貪婪的”愿望。

下面我來講講我的故事。在念研究生之前我做了幾年Java開發(fā)工作。我的第一份計算機家庭作業(yè)和課程項目自然是用Java寫的。在此之前，我本科的計算機家庭作業(yè)是用C寫的。上研究生不久，我開始用MATLAB，這主要是因為實驗室的其他研究生都在用MATLAB。我需要向他們學習，所以用了MATLAB。

我喜歡MATLAB。它不像Java和C，不需要在使用之前聲明每一個變量，在MATLAB里，變量可以直接使用。數組也不只是計算機內存里的數組，數組在MATLAB中像向量和矩陣。同時，計算結果繪圖也容易。對建模優(yōu)化問題，我使用GAMS，并與CPLEX這樣的求解器相連。雖然MATLAB-GAMS-CPLEX鏈也能滿足我的需求，但我不喜歡GAMS的語法——當時我不能完全理解這些語法——而且GAMS和MATLAB接口的速度很慢。盡管CPLEX提供與C、Java、Python的全面連接，但它與MATLAB卻只有基本的連接（不夠用）。

當我研究生畢業(yè)時，我認真考慮過是否要使用Python。它過去是，現在仍然是很多計算學家的一個普遍的選擇。CPLEX對Python的支持好過對MATLAB的支持。與MATLAB不同，Python是免費開源軟件。然而，當時我沒有轉向Python，而是決定繼續(xù)使用MATLAB。我個人不喜歡把0作為數組的首索引，就像C和Java里那樣。在Python里，首索引也是0。而在MATLAB里，首索引用的是1。例如，假設我們有這樣一個向量（為盡量保持原書的風格，本書中的矩陣、向量、字典、鏈接、節(jié)點等的名稱的樣式將與原書保持一致）。

在MATLAB里會被記成如下這樣。

向量的首元素應該用v(1)而不是用v(0)來訪問。第i個元素必須是v(i)，而不是v(i-1)。因此我繼續(xù)使用MATLAB。

2012年，有人向我介紹Julia語言，它很吸引我，因為至少數組索引是從1開始的。做了一番調查研究后，我當時并沒有轉向Julia。因為它當時對建模和求解器優(yōu)化的支持太爛了。于是我繼續(xù)使用MATLAB。

2014年，我偶爾又讀了幾篇講Julia的博客文章和推特，我又更多地了解了Julia。于是發(fā)現了一個Julia建模優(yōu)化問題的包，叫作JuMP（Julia for Mathematical Programming，即數學編程Julia）。研究了幾個小時之后，我就愛上了JuMP，于是決定轉向Julia，這主要是為了使用JuMP。下面是我解決網絡優(yōu)化問題的部分代碼。

這簡直是下面的數學語言的直接“翻譯”。

其約束條件如下。

我認為這是非常明顯的“翻譯”。特別漂亮，對不對？

CPLEX和它的競品Gurobi通過JuMP與Julia的連接也都很順暢。我還有什么可猶豫的呢？現在，我已經使用Julia這么多年，我仍然熱愛它——我甚至為它寫了本書。