Julia 基本语法全解析（中文版）

目标：从零基础到能写出清晰、高效的 Julia 代码
涵盖变量、数据类型、运算、控制流、函数、容器、宏等核心语法

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1. 变量与命名规则

x = 10
name = "Julia"
π = 3.14159

命名规范

规则	示例
变量名：小写 + 下划线	user_count, max_value
常量：全大写	PI = 3.14, MAX_RETRIES = 5
类型：大驼峰	MyType, Point2D
函数：小写	calculate_sum()
支持 Unicode	α = 0.05, ∑ = sum

提示：用 Tab 补全希腊字母，如 \alpha + Tab → α

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2. 基本数据类型

类型	示例	说明
Int64	42	整数（默认 64 位）
Float64	3.14	浮点数（默认）
Bool	true, false	布尔值
Char	'A', '中'	字符（单引号）
String	"Hello"	字符串（双引号）
Nothing	nothing	空值
Missing	missing	缺失值

typeof(42)      # Int64
typeof(3.14)    # Float64
typeof("hi")    # String

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3. 基本运算符

运算	符号	示例	结果
加减	+, -	5 + 3	8
乘除	*, /	10 / 3	3.333...
整除	÷ 或 \div+Tab	10 ÷ 3	3
取余	%	10 % 3	1
幂	^	2^10	1024
比较	==, !=, <, >, <=, >=	5 == 5.0	true
逻辑	&&, ||, !	true && false	false

注意：= 是赋值，== 是相等判断

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4. 字符串操作

# 字符串插值
name = "Alice"
"Hello, $name!"        # → "Hello, Alice!"

# 连接
"Hi " * "there"        # → "Hi there"

# 多行字符串
poem = """
床前明月光，
疑是地上霜。
"""

# 常用函数
length("Julia")        # 5
uppercase("hi")        # "HI"
split("a,b,c", ",")    # ["a", "b", "c"]
join(["a","b"], "-")   # "a-b"

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5. 控制流

5.1 if 语句

x = 10
if x > 0
    println("正数")
elseif x < 0
    println("负数")
else
    println("零")
end

三元运算符（简洁版）：

x > 0 ? "正" : "非正"

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5.2 for 循环

# 遍历范围
for i in 1:5
    println(i)
end

# 遍历数组
for fruit in ["苹果", "香蕉", "橙子"]
    println(fruit)
end

# 使用 enumerate 获取索引
for (i, val) in enumerate([10, 20, 30])
    println("$i: $val")
end

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5.3 while 循环

n = 1
while n <= 5
    println(n)
    n += 1
end

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5.4 循环控制

for i in 1:10
    if i % 2 == 0
        continue    # 跳过本次
    end
    if i > 5
        break       # 跳出循环
    end
    println(i)
end

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6. 容器类型

6.1 数组 Array（最常用）

# 一维数组
arr = [1, 2, 3, 4]

# 类型指定
ints = Int[1, 2, 3]
floats = Float64[1.0, 2.0]

# 索引从 1 开始！
arr[1] = 10
arr[end]           # 最后一个元素

# 切片
arr[2:3]           # [2, 3]

# 二维数组（矩阵）
matrix = [1 2 3; 4 5 6]  # 2×3 矩阵

# 常用函数
push!(arr, 5)      # 添加元素
pop!(arr)          # 删除末尾
length(arr)        # 长度
size(matrix)       # (2, 3)

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6.2 元组 Tuple（不可变）

t = (1, "hi", 3.14)
t[1]               # 1
# t[1] = 2        # 错误！不可修改

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6.3 字典 Dict

phonebook = Dict("Alice" => "123", "Bob" => "456")
phonebook["Alice"]         # "123"
phonebook["Charlie"] = "789"

haskey(phonebook, "Bob")   # true
keys(phonebook)            # ["Alice", "Bob", "Charlie"]
values(phonebook)          # ["123", "456", "789"]

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6.4 集合 Set（无重复）

s = Set([1, 2, 2, 3])      # Set{Int64} with 3 elements: {1,2,3}
push!(s, 4)
union(s, [3, 4, 5])        # {1,2,3,4,5}

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7. 函数定义

7.1 标准写法

function add(x, y)
    return x + y
end

7.2 简洁写法（单表达式）

add(x, y) = x + y
square(x) = x^2

7.3 匿名函数

f = x -> x^2
map(x -> x^2, [1,2,3])     # [1, 4, 9]

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7.4 多重派发（Julia 杀手锏）

greet(x::String) = println("Hello, $x!")
greet(x::Int)    = println("Number: $x")

greet("Julia")   # Hello, Julia!
greet(42)        # Number: 42

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7.5 可选参数与默认值

function power(x, n=2)
    return x^n
end

power(3)     # 9
power(3, 3)  # 27

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7.6 可变参数

function sum_all(nums...)
    return sum(nums)
end

sum_all(1, 2, 3, 4)   # 10

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8. 常用内置函数

函数	用途
println(x)	打印并换行
print(x)	打印不换行
typeof(x)	查看类型
length(arr)	容器长度
size(arr)	数组维度
rand(n)	生成 n 个 [0,1) 随机数
zeros(3,3)	3×3 零矩阵
ones(5)	长度 5 的全 1 数组
collect(1:10)	范围转数组

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9. 宏（Macros）

以 @ 开头，编译期执行

@time sleep(1)          # 计时
@show x                 # 显示变量名和值
@which sin(3.14)        # 查看函数定义位置
@assert 1 + 1 == 2      # 断言

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10. 综合示例：统计数组

function stats(arr)
    if isempty(arr)
        return nothing
    end

    mn = minimum(arr)
    mx = maximum(arr)
    avg = mean(arr)
    std_dev = std(arr)

    println("最小: $mn, 最大: $mx")
    println("平均: $(round(avg, digits=2))")
    println("标准差: $(round(std_dev, digits=2))")

    return (min=mn, max=mx, mean=avg, std=std_dev)
end

data = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6]
stats(data)

输出：

最小: 1, 最大: 9
平均: 3.88
标准差: 2.8

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语法速查表

语法	示例
注释	# 单行注释
多行注释	#= ... =#
数组	[1, 2, 3]
矩阵	[1 2; 3 4]
范围	1:10, 1:2:10
推导式	[x^2 for x in 1:5]
广播	sin.(arr)
管道	arr |> sum |> sqrt

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小练习（立即上手）

1. 写函数判断是否为素数
2. 实现斐波那契数列（递归 + 迭代）
3. 统计字符串中各字符出现次数（用 Dict）
4. 生成 100 个随机数，画直方图（需 Plots）

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推荐学习路径

阶段	内容
1 天	变量、运算、控制流
2 天	数组、函数、多重派发
3 天	包管理、绘图、数据处理
1 周	写一个小项目（如 CSV 分析）

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恭喜！你已掌握 Julia 核心语法！

下一站：

• Julia 包管理与项目开发
• 高性能技巧：类型稳定、向量化
• 数据分析实战：DataFrames + Plots

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