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Julia 新 LTS v1.10 解説 for JuliaTokai #20
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GOTOH Shunsuke
October 14, 2024
Technology
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Julia 新 LTS v1.10 解説 for JuliaTokai #20
Julia 新 LTS v1.10 解説
JuliaTokai #20 発表資料
GOTOH Shunsuke
October 14, 2024
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Transcript
Julia 新 LTS v1.10 解説 2024/10/14 JuliaTokai #20 antimon2(後藤 俊介)
お品書き • お前誰よ? • 簡単な Julia の紹介 • Julia LTS
• v1.6 → v1.10 トピック
お前誰よ?
自己紹介 • 名前:後藤 俊介 • 所属:有限会社 来栖川電算 • コミュニティ:🌟JuliaTokai, 🌟機械学習名古屋,
⭐JuliaLangJa, Ruby東海, Python東海, … • 言語:Julia, Python, Ruby, … • SNS等: (@antimon2) • SNS等(2): (@antimon2.jl) • 著書:実践Julia入門
https://julialangja.github.io
JuliaLangJa とは? • Julia プログラマ同士の交流を目的とした 日本語コ ミュニティ (2024年始動) • 各セクションごとに
勉強会 ◦ JuliaTokyo、JuliaTokai、その他 • 日本語での情報提供・相談・Q&A など ◦ Discord 内のテキストチャンネル・ボイスチャンネ ル・フォーラムチャンネルを利用
少しでも興味があればお気軽に参加を! • 学生・社会人・研究者等 どなたでもOK! • 名古屋・関東・他 地域関係なく参加OK! • 行動規範 だけはお守りください!
JuliaLangJa 行動規範リンク→ 参加はこちらから!↓→ https://julialangja.github.io
次回予告 • JuliaLangJa 2024 年末LT大会(仮) ◦ 2024/12 予定 ◦ 会場:オンライン(Discord)
簡単な Juliaの紹介
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Julia とは?(1) • The Julia Language • 最新 v1.11.0(2024/10/07) 🆕
◦ LTS:v1.10.5(2024/08/27) 🆕 ◦ 次期:--- • 科学技術計算に強い! • 動作が速い!(LLVM JIT コンパイル)
Julia とは?(2) • Rのように中身がぐちゃぐちゃでなく、 • Rubyのように遅くなく、 • Lispのように原始的またはエレファントでなく、 • Prologのように変態的なところはなく、
• Javaのように硬すぎることはなく、 • Haskellのように抽象的すぎない ほどよい言語である 引用元:http://www.slideshare.net/Nikoriks/julia-28059489/8
Julia とは?(3) • C のように高速だけど、 Ruby のようなダイナミズムを併せ持っている • Lisp のような真のマクロを持ちながら、
MATLAB のような直感的な数式表現もできる • Python のように総合的なプログラミングができて、 R のように統計処理も得意で、 Perl のように文字列処理もできて、 MATLAB のように線形代数もできて、 shell のように複数のプログラムを組み合わせることもできる • 超初心者にも習得は容易でありながら、 ハッカーの満足にも応えられる • インタラクティブな動作環境もあって、コンパイルもできる (Why We Created Julia から抜粋・私訳)
要するに • 動的言語なのに速い! • 文法も覚えやすい! • 数値計算に強い!
Julia の主な特徴 • 多重ディスパッチ • 動的型システム • 並行・並列処理、コルーチン • 組込パッケージマネージャ
Julia LTS
https://julialang.org/downloads (抜粋)
Julia の 最新安定版 / LTS版 • 最新安定版 (Current Stable Release)
◦ 十分にテストされた上でリリースされる Julia の最新版 ◦ 普段の開発・実験用(=普通のユーザはこちらを使えばOK!) ◦ 単に 安定版 とも言う • LTS版 (Long-Term Support Release) ◦ API 仕様を保証する Julia の最低バージョン ◦ (今のところ)3年おきくらいに交替 ◦ (=アプリケーション・パッケージ開発者は気にする必要あり)
Julia LTS版 が更新されて嬉しいのは… • 主にパッケージの開発者! ◦ 作ったプログラムをパッケージ化するのに、 LTS でテストが通らない(実は LTS
以降の 新API等を利用してた)経験のあるパッケー ジ開発者は実は多いはず…
参考: Julia の 開発版 / 次期版 • 開発版 ◦ 開発中のブランチ(master)をビルドした
Julia ◦ 最新機能をいち早くお試ししたい人向け • 次期版 ◦ 次期版(α版・β版・RC版):仕様を確定し次にリリースするためにテスト中の Julia • juliaup はどちらにも対応 ◦ 開発版: juliaup add nightly (ほぼ日替わり nightly build が取得できる) ◦ α版: juliaup add alpha (用意されていなければ beta チャンネルと同内容) ◦ β版: juliaup add beta (用意されていなければ rc チャンネルと同内容) ◦ RC版: juliaup add rc (用意されていなければ release チャンネルと同内容)
Julia LTS の変遷 • v1.0 ◦ (2018/08~)2021/11 ◦ 明示されておらず(記憶に間違いがなければ)、実質LTS ◦
【訂正】 v1.1.0 のリリースに時に明示的に v1.0系(当時 v1.0.3)が LTS に • v1.6 ◦ 2021/11~2024/10 ◦ v1.7.0 のリリース(2021/11/30)とともにv1.6系(当時 v1.6.5)が LTS に ◦ パッケージ開発者に「LTS での動作確認よろ!」喧伝 • v1.10 ◦ 2024/10~ ←イマココ! ◦ v1.11.0 のリリース(2024/10/07)とともにv1.10系(v1.10.5)が新LTSに!
v1.6 → v1.10 トピック
文法:グローバル変数の型アノテーション • グローバル変数に型アノテーション を付けられるようになった • 追加:v1.8 julia> module SampleCounter count::Int
= 0 # v1.7 まではエラーになる countup() = global count += 1 end Main.SampleCounter julia> SampleCounter.countup() 1 julia> SampleCounter.countup() 2
文法:フィールドへの const 指定 • mutable struct のフィールドに const を指定(変更不可)ができる ようになった
• 追加:v1.8 julia> mutable struct GameCharacter const race::Symbol name::String end julia> player1 = GameCharacter(:human, "Bob") GameCharacter(:human, "Bob") julia> player1.name = "Alice"; player1 # 名前は変更できる GameCharacter(:human, "Alice") julia> player1.race = :elf # 種族は変更できない ERROR: setfield!: const field .race of type GameCharacter cannot be changed Stacktrace: # :《以下略》
文法:プロパティ分割代入 (Property Destructuring) • オブジェクトの持つプロパティを抽 出して変数に簡単一括代入 ◦ 左辺は 名前付きタプル の書式
◦ (; x, y) = pt2 は x = pt2.x; y = pt2.y と同等 • v1.7以降の Julia の内部コードで も多用されている! • 追加:v1.7 julia> struct Point2d; x; y; end; pt2 = Point2d(1, 2); julia> (; x, y) = pt2; # `x = pt2.x; y = pt2.y` と同等 julia> println("x: $x, y: $y") x: 1, y: 2 julia> # 応用例1:↓こんなこともできる for (; x, y) in (pt2, (x="eks", y="歪", z=0)) println("x: $x, y: $y") end x: 1, y: 2 x: eks, y: 歪 # `z` は無視される(処理されない) julia> f((;x, y)) = x + y # 応用例2:こんなこともできる f (generic function with 1 method) julia> f(pt2) 3
文法:文字列内の折り返し • 長い文字列をリテラル内で折り返せ るように ◦ 折り返す前に \ (バックスラッシュ)を記 述(=続く改行を無視の意味に) ◦
(それまでは分割して文字列結合する必 要があった) • 追加:v1.7 julia> pi_str = "3.14159265358979\ 32384626433832795028841971693993\ 75105820974944592307..." "3.14159265358979323846264338327950288419716939937510582097 4944592307..." julia> # ↑は↓と同等(v1.6 までの書き方) pi_str = "3.14159265358979" * "32384626433832795028841971693993" * "75105820974944592307..." "3.14159265358979323846264338327950288419716939937510582097 4944592307..."
API:@something マクロ • 複数の式で最初に nothing でない ものを採用 • それ以降は評価しない! (Short-circuitting)
• 追加:v1.7 • ※同様な @coalesce (最初に missing でないものを採用)もアリ julia> f1() = nothing f1 (generic function with 1 method) julia> f2() = :OK f2 (generic function with 1 method) julia> @something f1() f2() error("ここには来ないはず!") :OK julia> # 以下と同等 if (res = f1()) !== nothing res elseif (res = f2()) !== nothing res else error("ここには来ないはず!") end :OK
API:@inline / @noinline (機能拡張) • @inline および @noinline マク ロが機能拡張されて地味に便利に!
◦ 以前は 関数定義時 くらいにしか指定で きなかった ◦ (無名)関数の最初の行や、関数呼び出し 箇所などにも指定できるように! • 変更:v1.8 map(arr) do value @inline # ↑こんな感じに指定できる end @inline let a0 = :foo, b0 = :bar a = f(a0) # ここはインライン化対象 b = @noinline f(b0) # ここはインライン化対象外 a, b end
API:replace() 関数(機能拡張) • replace() 関数による文字列置換 で、複数パターン指定可能に! ◦ v1.6 では replace(replace(str,
pat1=>rep1), pat2=>rep2) のよう にネストしなければならなかった(!) ◦ ↑では対応できないパターンもあった→ • 変更:v1.7 julia> replace("Julia ♡ XXX", "XXX"=>"Julia", "Julia"=>"I") # 複数パターンは同時並行的に置換(≠逐次的)! "I ♡ Julia" julia> replace(replace("Julia ♡ XXX", "XXX"=>"Julia"), "Julia"=>"I") # これ(逐次的置換)だと↑と同等にはならない! "I ♡ I"
API:range() (機能拡張) • range() 関数が機能拡充されて 色々な範囲指定ができるように! • 変更:v1.7、v1.8 julia> range(1,
10) # ≥v1.7。v1.6 では `range(1, 10, step=1)` と書く必要あり(!) 1:10 julia> range(0, 0, length=10) # ≥v1.7。`start==stop` で `length` を指定すると↓! StepRangeLen(0.0, 0.0, 10) julia> range(stop=10, length=5) # ≥v1.7。`start` の省略! 6:10 julia> range(; stop=10) # ≥v1.8。`stop` または `length` だけ指定した場合 `start=1`! Base.OneTo(10)
API:keepat!() • 1次元配列の指定したインデックスの 要素のみ残す keepat!() 関数! ◦ 破壊的関数(=引数の配列を更新する) • 追加:v1.7
julia> a = [:a, :b, :c, :d, :e]; julia> keepat!(a, [1, 3, 4]) # `deleteat!(a, [2, 5])`と同等 3-element Vector{Symbol}: :a :c :d julia> a 3-element Vector{Symbol}: :a :c :d
API:Base.memcpy() 系関数 • C言語(libc)の memcpy() 関数が ほぼ直接使える! ◦ 他に memmove()
(重複箇所も安全にコ ピー)、memset() (値の一括設定)、 memcmp() (値列の比較)もあり ◦ 範囲チェック等省かれるので高速(たぶ ん) ◦ ※unsafeなので取扱注意! • 追加:v1.10 julia> src = [1, 2, 3]; dst = similar(src); julia> # 例1:配列丸ごとコピー、(結果的に) `dst .= src` と同等 Base.memcpy(pointer(dst), pointer(src), sizeof(src)) # `Libc.memcpy(~)`でも同じ Ptr{Nothing} @0x00007f6c5d8b4bc0 julia> dst == src == [1, 2, 3] true julia> # 例2:部分コピー、 `dst[1:2] .= src[2:3]` と同等 Base.memcpy(pointer(dst), pointer(src, 2), 2*sizeof(eltype(src))) Ptr{Nothing} @0x00007f6c5d8b4bc0 julia> dst 3-element Vector{Int64}: 2 3 3
API:@atomic • マルチスレッドのスレッドセーフ機構 の1つ、アトミック操作(不可分操作) を実現するマクロ @atomic ! ◦ 他に @atomicswap、@atomicreplace
もあり • 追加:v1.7 julia> mutable struct AtomicCounter @atomic count::Int AtomicCounter() = new(0) end julia> counter = AtomicCounter(); julia> Threads.@threads for n=1:1000 @atomic counter.count += 1 # 更新時にも指定 end julia> counter.count 1000
その他主な変更点 • Parserの変更(≥v1.10) • JITコンパイル・プリコンパイルの改善(随時) • GCのマルチスレッド化(≥v1.10) • try ~
[catch ~] else ~ end(≥v1.8) • lazy"$x"(≥v1.8) • Threads.@threads のデフォルトが :dynamic に、負荷分散対応!(≥v1.8) • default thread と interactive thread (≥v1.9) • CartesianIndex がブロードキャスティングでスカラー扱いに!(≥v1.10) • @invoke マクロ導入、機能拡充(≥v1.7(導入)、≥v1.9、≥v1.10(拡充)) • eachsplit(str) 関数(≥v1.8) • Iterators.flatmap(itr) 関数(≥v1.9) • Base.@assume_effects マクロ(≥v1.8) • Base.@nospecializeinfer マクロ、Base.@constprop マクロ(≥v1.10) • …etc.
結論
結論 • 新LTS v1.10 でできることいっぱい増えま した! • パッケージ開発も色々楽になる! • Julia
楽しいよ!
参考
参考文献・リンク等 • julialang.org(Julia 本家サイト) ◦ Julia Documentation • 各バージョンの NEWS.md(v1.7、v1.8、v1.9、v1.10)
• 各バージョンの Highlight ブログ記事(v1.7、v1.8、v1.9、 v1.10)
ご清聴ありがとうございます。