Julia 学习笔记——3. 流程控制

简单过一遍 Julia 中的流程控制，其实和 Python 以及 MATLAB 基本一致。

主要的区别包括：

Julia 的条件表达式必须是显式 Bool，不像 Python 和 MATLAB 那样允许各种隐式真值判断；
if、begin 这类结构本身都可以作为表达式使用；
for 和 while 不只是“执行循环”，还会和局部作用域规则产生联系。

条件语句

if 条件语句和其它语言一样，注意其中的条件表达式不需要括号

x = 3;
y = 2;

if x < y
    println("x is less than y")
elseif x > y
    println("x is greater than y")
else
    println("x is equal to y")
end

# x is greater than y

C/C++ 使用 else if；Python 使用 elif；MATLAB 使用 elseif，Julia 也使用 elseif。

Julia 严格要求 if 和 elseif 所接受的条件必须是 Bool 值，不接受隐式转换，例如下面的语句会报错

1
2
3

if 1    # error
    println("1 is true")
end

if 语句整体在运行时会把命中分支的结果作为整个表达式的返回值，这点和很多传统命令式语言不太一样。

julia> if x > 0
           "positive!"
       else
           "negative..."
       end
"positive!"

需要说明的是：和 Python 一样，Julia 在 if 语句中不会开辟独立的局部作用域。

Julia 支持三元运算符，可以用来简化判断语句，例如

x = 3;
y = 2;

m = x > y ? x : y # 3

这里也是采用短路逻辑，始终只有一个分支会被执行。

Julia 还提供了一个内置函数 ifelse()

1 2	ifelse(1>0, 1, 0) # 1 ifelse(1<0, 1, 0) # 0

循环语句

while 循环语句也和其它语言一样

i = 0
while i <= 10
    println(i)
    i += 2
end

# 0
# 2
# 4
# 6
# 8
# 10

for 循环语句也和 MATLAB/Python 很类似，需要注意范围是闭区间而不是左闭右开，Julia 提供了三种等效的方式（=，in，unicode 字符 ∈），例如

for i = 1:5
    println(i)
end

# 1
# 2
# 3
# 4
# 5

for s in ["foo", "bar", "baz"]
    println(s)
end

# foo
# bar
# baz

for s ∈ ["foo", "bar", "baz"]
    println(s)
end

# foo
# bar
# baz

在循环中对于 break 和 continue 的支持也是类似的，无需重复。

Julia 支持将多重 for 循环写在一起，直接遍历笛卡尔积，例如

for i = 1:3, j = 2:4
    println((i, j))
end

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

在这种情况下，使用 break 语句会直接跳出整个循环。

需要注意，这里不能误写作 for i = 1:3; j = 2:4，因为会被视作复合表达式。

while 循环和 for 循环通常会引入变量局部作用域，这里暂时不作讨论。

复合表达式

有时我们只是希望将几个表达式按顺序组合到一起，依次运算，并使用最后一个表达式的值作为整体的结果，Julia 提供了 begin ... end 语法来完成这个功能，例如

x = begin
    a = 1
    b = 2
    a + b
end
# x = 3

也可以写在一行中，此时表达式之间必须使用 ; 分隔

1	x = begin a = 1; b = 2; a + b end

可以使用 () 代替 begin ... end，此时表达式之间总是不能省略 ;

x = (a = 1;
    b = 2;
    a + b)

x = (a = 1; b = 2; a + b)

异常控制

抛出和捕获异常的语法和 Python、C++ 都差不多。

捕获异常

try
    x = sqrt(-1)
    println("result: $x")
catch e
    println("exception:\n$e")
end

输出形如

1 2	exception: DomainError(-1.0, "sqrt was called with a negative real argument but will only return a complex result if called with a complex argument. Try sqrt(Complex(x)).")

除了最基础的 try catch，Julia 的异常捕获结构还支持 else 语句（无异常时执行）和 finally 语句（总是会执行）。

主动抛出异常

1
2
3

f(x) = x>=0 ? exp(-x) : throw(DomainError("x<0"))

f(-1)

输出形如

ERROR: DomainError with x<0:

Stacktrace:
 [1] f(x::Int64)
   @ Main ./REPL[7]:1
 [2] top-level scope
   @ REPL[9]:1