Julia

Julia es un lenguaje de programacion que busca tener la versatilidad y facilidad de uso de Python y la velocidad de C/C++...

Instalación de Julia

Para instalar Julia primero se debe ir a la página oficial lenguaje, luego a su parte de descargas Julia Downloads. Una vez ahí se descarga la versión pertinente al sistema operativo del usuario. Para instalar Julia en Linux se pueden utilizar los siguientes comandos con la versión actual es ese momento (los comandos mostrados aplican para la versión 1.5.0):

wget https://julialang-s3.julialang.org/bin/linux/x64/1.5/julia-1.5.0-linux-x86_64.tar.gz
tar -xvzf julia-1.5.0-linux-x86\_64.tar.gz
ln -s "$PWD"/julia-1.5.0/bin/julia ~/.local/bin/

Una vez instalado Julia se puede correr utilizando el comando "julia" en la terminal de Linux, o abriendo la aplicación instalada en macOS o Windows. Si por alguna razón no se abre o se muestra un mensaje que desconoce el comando, significa que Julia no se ha agregado al PATH y se puede agregar con el siguiente comando:

export PATH="$PATH:/path/to/<Julia directory>/bin"

Donde dice "/path/to/<Julia directory>" se debe cambiar por el lugar de instalación de Julia. Para más información actualizada de los comandos e instalación en cada sistema operativo se puede acceder a [1].

Cómo correr un programa en Julia

Para poder correr un programa en Julia los archivos se guardan con la extensión .jl, por ejemplo programa.jl. Como primer ejemplo se crea un archivo de nombre hola_mundo.jl con la siguiente línea de código solamente:

println("Hola mundo!!")

Una vez creado para correr el programa se corre el siguiente comando en terminal:

julia hola_mundo.jl

En la misma terminal debería aparecer el mensaje:

Hola mundo!!

De esta misma forma se pueden correr todos los programas de Julia, usando el mismo comando con el nombre del archivo del programa deseado.

¿Por qué utilizar Jupyter?

Jupyter es una aplicación de Web la cual entre otras cosas permite el uso de Notebooks los cuales son documentos interactivos donde se pueden explicar conceptos o ejemplos de forma amplia con imágenes y demás en conjunto con código interactivo que se puede correr ahí mismo. Jupyter soporta más de 40 lenguajes diferentes entre ellos Julia [2].

La idea de instalar Jupyter surge dado que permite correr código de Julia de forma interactiva, donde se puede correr cada línea de forma separada si se deseara. Además, de poder agregar explicaciones amplias escritas de varias formas, por ejemplo, LaTeX. La mayoría de partes del tutorial de Julia tendrán un cuaderno de Jupyter específico para cada parte donde se brindan ejemplos y explicaciones de los conceptos explicados acá.

Instalación de Jupyter

Empezando con la instalación, los detalles de instalación de pueden encontrar aquí. En general se requiere de tener instalado conda o pip, luego por medio de estos se puede instalar Jupyter fácilmente. Anaconda o conda es un programa el cual incluye muchos paquetes útiles de Python por tanto es la opción recomendada, las instrucciones de instalación se encuentran en install . Una vez ahí solo se siguen las instrucciones de instalación del sistema operativo respectivo. Por otro lado, pip en general se instala automáticamente con Python, en las versiones recientes.

Para instalar Jupyter con conda se corre el siguiente comando en terminal, en Windows se corre en la terminal de conda:

conda install -c conda-forge notebook

Si se utiliza pip se utiliza este comando:

pip install notebook

Correr Jupyter

Una vez instalado para abrir un cuaderno de Jupyter en blanco se utiliza el siguiente comando en terminal:

jupyter notebook

Cuando se inicia Jupyter se abre sobre el directorio que denomina home donde se pueden abrir cuadernos, o crear uno con la pestaña new. Para poder abrir un cuaderno en específico se puede correr el comando:

jupyter notebook cuaderno_a_abrir.ipynb

Si se desea más información se puede encontrar en la página oficial en la parte de correr cuadernos. Cuando se crea un cuaderno nuevo se puede elegir el lenguaje de programación a utilizar. Antes de poder utilizar Jupyter con Julia se debe instalar el paquete IJulia.

Instalación de Paquetes en Julia

Para instalar paquetes en Julia, el proceso se hace por medio de la terminal de Julia. En Windows y macOS se puede abrir la terminal de Julia corriendo el programa instalado en su computadora, en Linux se puede correr el comando julia en la terminal. Una vez en la terminal de Julia se debe correr el siguiente comando:

using Pkg

Pkg es el manejador de paquetes de Julia y es el encargado de instalar los paquetes que uno desee. Para instalar un paquete solo se debe correr este segundo comando:

Pkg.add("Package Name") 

El primer paquete a instalar se llama IJulia el cual permite usar Julia con Jupyter, para instalarlo se corren estos comandos:

using Pkg
Pkg.add("IJulia")

De la misma forma se pueden instalar paquetes por medio de Jupyter corriendo los mismos comandos anteriores. La mayoría de paquetes soportados por Julia se pueden encontrar en Julia Hub.

• Algunos paquetes utiles que se van a utilizar son:
  • Plots
  • ControlSystems
  • DifferentialEquations
  • Polynomials

Introduccion a Julia

Esta parte de introduccion del lenguaje sirve como un tutorial de las cosas mas basicas que uno puede necesitar para utilzar Julia. Cubre variados temas desde como la sintaxis basica de como crear una variable, functiones, estructuras de datos hasta temas como el manejo de archivos de salida y entrada. Todas las partes se pueden encontrar en diferentes cuadernos de Jupyter donde se pueden encontrar mas ejemplos e informacion sobre el tema, ademas de que en Jupyter si se puede correr el codigo para ver los resultados de los ejemplos de forma mas dinamica.

Uso de variables en Julia

A la hora de utilizar variables en Julia en general no es necesario especificar un tipo ya sea si es una variable entera, flotante u otra. Lo unico que se requiere en Julia es de un nombre y el dato a guardar en dicha variable, Julia automaticamente detecta que tipo es o selecciona el tipo mas apropiado para este tipo de dato. Por ejemplo:

test = 1
test2 = 1.5
test3 = "Hola mundo!"

En los ejemplos anteriores en Julia la primera variable seria de tipo Int64, la segunda seria de tipo Float64 y la ultima seria un String. Para saber explicitamente que tipo tiene una variable se puede utilizar la funcion:

typeof(var) 

Donde var se reemplaza por la variable a revisar. Por otro lado, si un usuario desea definir el tipo de variable a utilizar, por ejemplo para ahorrar memoria en contadores que nunca sobrepasan algun valor se puede utilizar la siguiente sintaxis para definir un tipo:

test = Int8(10)
test2 = Float32(1.5) 

Lo anterior crea una variable entera de 8 bits en vez de 64 bits como lo haria en general y una variable de tipo flotante con 32 bits en vez de 64. Otra forma para decidir el tipo de un variable solo sirve en variables locales, por ejemplo dentro de una funcion. Las variables globales no soportan seleccion de tipo excepto por el metodo anterior. La sintaxis para variables locales es por medio del operador :: con la siguiente sintaxis:

function f()
   test::Float32 = 10
end 

Para mas informacion sobre el manejo de tipos de variables en Julia se puede acceder a su manual de tipos oficial.

Como usar comentarios

Para utilizar comentarios en Julia se hace de la siguiente forma:

# Para comentarios de una linea se utiliza #
#= 
  Para comentarios mas largos de varias lineas se utiliza la combinacion #= texto =#
=#

Como imprimir en terminal

En general en Julia a la hora de desplegar información en terminal se utiliza la función:

println()

La función anterior imprime su contenido en la terminal y deja una línea nueva al final, similar a poner \n al final de un mensaje en otros lenguajes. También existe la función:

print()

La función anterior no deja una línea nueva al final, a diferencia del primer método. Un ejemplo de cómo utilizar las funciones anteriores seria:

println("Hola Mundo!")
print("Hola Mundo!")

Continuando, para poder imprimir variables en medio de un mensaje se utiliza el operador $ con la siguiente sintaxis:

num = 10
println("Han pasado $num días")

Donde dice $num se reemplazaría por el valor de 10 en el ejemplo anterior. El operador $ también se puede utilizar para realizar operaciones en medio de la impresión, por ejemplo:

a = 5
b = 10
println("La suma de a + b es $(a+b)")

Lo anterior despliega el mensaje más el resultado de la operación. Por último, la función println() permite impresión de comparaciones directamente como lo siguiente:

println(1 == '1')

Lo anterior mostraría en terminal el resultado de la comparación, en este caso false.

Manejo de Strings

En Julia para declarar un carácter o char se utiliza la comilla simple '.

soy_un_char = 'a'

Por otro lado, para declarar un string se utiliza la doble comilla ".

soy_un_string = "Hola!"

Si se desea crear un string con comillas dentro de él se puede utilizar la triple doble comilla """, por ejemplo:

soy_otro_string = """Acá no hay ningún "error" solo otro string"""

Una característica de los strings en Julia es que pueden ser accesados elemento por elemento como un arreglo:

println(soy_otro_string[5])

Lo anterior imprimiría la letra n del mensaje en terminal. Por otro lado, existen varias formas de combinar strings en Julia, una forma es por el operador *:

string_a = "Soy "
string_b = "un "
string_c = "ejemplo"
string_resultado = string_a * string_b * string_c

Si se corriera el código anterior lo guardado en string_resultado seria la combinación de los tres strings anteriores en ese orden. Por tanto, el resultado sería Soy un ejemplo. La segunda opción es utilizar la función string() de la siguiente manera:

string(string_a, string_b, string_c) 

La función anterior retornaría un string conformado por las tres partes en ese orden.