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第1章 Julia程序开发快速入门1

1.1 初识Julia语言2

1.1.1 Julia语言概述2

1.1.2 Julia语言的特点2

1.1.3 学习Julia语言的必要性3

1.2 Julia的下载与安装4

1.2.1 Julia的下载4

1.2.2 Julia的安装6

1.3 Julia程序的编写7

1.3.1 打开Julia的交互式窗口并编写简单程序7

1.3.2 利用Julia的交互式窗口执行源文件11

1.4 Julia交互式窗口的提示模式13

1.4.1 Julia模式14

1.4.2 Help模式15

1.4.3 Shell模式16

1.4.4 i-search模式17

1.4.5 package模式17

1.5 Julia交互式窗口的快捷键18

1.6 Julia与其他编程语言的对比19

1.6.1 Julia与MATLAB的对比19

1.6.2 Julia与Python的对比20

1.6.3 Julia与C巭C+++的对比21

第2章 Julia编程基础22

2.1 常量和变量23

2.1.1 常量23

2.1.2 变量及命名规则24

2.1.3 变量的赋值26

2.2 基本数据类型27

2.2.1 整型28

2.2.2 浮点型31

2.2.3 复数型和有理数型31

2.2.4 字符型和字符串型32

2.3 运算符33

2.3.1 算术运算符33

2.3.2 赋值运算符35

2.3.3 位运算符36

第3章 Julia的选择结构40

3.1 if语句41

3.1.1 if语句的一般格式41

3.1.2 实例：奇偶数判断42

3.1.3 实例：游戏登录判断系统43

3.2 关系运算符45

3.2.1 关系运算符及意义45

3.2.2 实例：学生成绩评语系统46

3.2.3 实例：企业奖金发放系统48

3.2.4 实例：求一元二次方程的根50

3.2.5 实例：分解数字52

3.3 逻辑运算符53

3.3.1 逻辑运算符及意义54

3.3.2 实例：判断是否是闰年54

3.3.3 实例：输入三个数并显示最大的数55

3.3.4 实例：摇骰子游戏56

3.3.5 实例：剪刀、石头、布的游戏58

3.3.6 实例：每周学习计划系统59

3.4 嵌套if语句60

3.4.1 嵌套if语句的一般格式61

3.4.2 实例：判断一个数是否是2或5的倍数61

3.4.3 实例：随机产生数并显示最大数和最小数63

3.4.4 实例：火车站安检系统64

3.4.5 实例：水仙花数65

3.5 条件运算符和条件表达式67

3.6 复合表达式68

3.6.1 begin块68

3.6.2 链70

3.7 异常处理71

3.7.1 try...catch语句71

3.7.2 try...finally语句73

第4章 Julia的循环结构76

4.1 while循环77

4.1.1 while循环的一般格式77

4.1.2 实例：计算1+2+3+…+100的和78

4.1.3 实例：随机产生10个随机数，并打印最大的数79

4.1.4 实例：阶乘求和80

4.1.5 实例：求s＝a+aa+…+aaa…aa的值81

4.1.6 实例：猴子吃桃问题82

4.2 无限循环83

4.3 for循环84

4.3.1 for循环的一般格式84

4.3.2 实例：遍历显示学生的姓名85

4.3.3 实例：遍历显示字符串中的字符85

4.3.4 实例：遍历显示10以内偶数86

4.4 在for循环中使用range（）函数87

4.4.1 range（）函数87

4.4.2 实例：显示1～500所有奇数88

4.4.3 实例：在1～1000产生90个均匀分布数88

4.4.4 实例：球的反弹高度89

4.5 循环嵌套90

4.5.1 实例：绘制★的三角形90

4.5.2 实例：分解质因数91

4.5.3 实例：斐波那契数列92

4.5.4 实例：弗洛伊德三角形93

4.5.5 实例：杨辉三角95

4.6 break语句97

4.7 continue语句98

第5章 Julia的函数和模块100

5.1 初识函数101

5.2 内置函数101

5.2.1 数学函数101

5.2.2 随机函数104

5.2.3 三角函数105

5.2.4 字符函数107

5.2.5 字符串函数109

5.2.6 实例：算术运算小测试110

5.3 用户自定义函数113

5.3.1 函数的定义113

5.3.2 调用自定义函数114

5.3.3 函数的参数传递117

5.3.4 函数的参数类型119

5.3.5 操作符函数124

5.3.6 实例：年龄问题的解决125

5.4 模块127

5.4.1 模块的定义127

5.4.2 模块的调用128

5.4.3 标准模块132

第6章 Julia的特征数据类型133

6.1 数组134

6.1.1 数组的定义134

6.1.2 显示数组中的值135

6.1.3 修改数组中的值136

6.1.4 删除数组中的值137

6.2 元组138

6.2.1 元组的定义138

6.2.2 访问元组中的值139

6.2.3 元组的其他操作140

6.2.4 实例：显示自动售货系统中的数据141

6.3 字典142

6.3.1 字典的定义143

6.3.2 访问字典中的值和键144

6.3.3 修改字典146

6.3.4 字典的其他操作147

6.3.5 实例：用户注册系统149

6.3.6 实例：用户登录系统151

6.4 集合154

6.4.1 集合的定义155

6.4.2 集合的两个基本功能155

6.4.3 修改集合中的数据156

6.4.4 集合中的运算157

6.4.5 实例：利用集合排序无重复的随机数158

第7章 Julia的矩阵操作160

7.1 初识矩阵161

7.1.1 矩阵的定义161

7.1.2 矩阵的作用161

7.1.3 创建矩阵161

7.2 矩阵的拼接165

7.2.1 利用空格和分号进行矩阵拼接166

7.2.2 利用逗号进行拼接167

7.3 矩阵的运算169

7.3.1 矩阵的加法运算169

7.3.2 矩阵的减法运算170

7.3.3 矩阵的转置运算171

7.3.4 矩阵的数乘运算172

7.3.5 矩阵的乘法运算173

7.3.6 矩阵的除法运算175

7.4 矩阵的函数应用176

7.4.1 矩阵的基本函数176

7.4.2 矩阵的其他创建函数177

7.4.3 矩阵的函数运算179

7.5 过滤矩阵中的数据181

7.5.1 利用列过滤矩阵中的数据182

7.5.2 利用行过滤矩阵中的数据182

7.5.3 利用行和列过滤矩阵中的数据183

第8章 Julia的文件操作185

8.1 文件的基本操作186

8.1.1 文件的创建186

8.1.2 写入文件内容188

8.1.3 读取文件内容192

8.2 文件中的矩阵操作196

8.2.1 把矩阵内容写入文件196

8.2.2 从文件中读取矩阵内容199

8.3 CSV文件的操作200

8.3.1 CSV文件的规则200

8.3.2 创建CSV文件并写入内容200

8.3.3 读取CSV文件中内容并显示202

8.4 IOBuffer的操作203

第9章 Julia集成开发软件——JuliaPro207

9.1 JuliaPro的下载与安装208

9.1.1 JuliaPro的下载208

9.1.2 JuliaPro的安装212

9.2 JuliaPro的界面与操作技巧214

9.2.1 标题栏和菜单栏215

9.2.2 工具栏215

9.2.3 主窗口216

9.2.4 面板的大小和位置调整218

第10章 Julia的数据处理常用包220

10.1 DataFrames包221

10.1.1 DataFrames包的安装221

10.1.2 利用表格显示矩阵数据信息224

10.1.3 利用表格显示数组数据信息226

10.1.4 数据列的选择与查看228

10.1.5 数据行的选择与查看230

10.1.6 利用eachrow显示表格中的数据232

10.1.7 函数的应用233

10.1.8 升降序排列表格数据234

10.1.9 利用describe（）函数取得表格数据的统计信息236

10.1.10 利用DataFrames的readtable（）函数读取CSV文件中的数据237

10.2 CSV包240

10.2.1 CSV包的安装240

10.2.2 利用read（）函数读取数据信息并显示241

第11章 Julia的Gadfly绘图包243

11.1 初识Gadfly包244

11.1.1 Gadfly包的特点244

11.1.2 Gadfly包的安装244

11.2 绘制图形245

11.2.1 绘制点状图形245

11.2.2 绘制线状图形247

11.2.3 绘制椭圆和多边形250

11.2.4 绘制多层图形252

11.3 绘制三角函数图形253

11.4 Gadfly包绘图实例254

11.5 保存Gadfly绘制的图形并在网页显示261

第12章 Julia的日期和时间262

12.1 初识Dates模块263

12.2 Date（）函数263

12.2.1 创建日期的方式263

12.2.2 获取创建日期的年、月、日信息264

12.2.3 获取从公元计时开始到创建时间的天数267

12.2.4 获取星期几的信息268

12.2.5 获取月份的信息269

12.2.6 获取年份和季节的信息270

12.3 DateTime（）函数271

12.3.1 创建日期时间的方式272

12.3.2 实例：获取当前日期时间的信息273

12.3.3 实例：获取当前日期时间的其他相关信息274

12.4 时间运算276

12.4.1 年份的加减运算276

12.4.2 时间其他元素的运算277

12.4.3 Date（）函数和DateTime（）函数的运算278

12.5 时间序列279

12.5.1 时间序列的构成280

12.5.2 时间序列的类型280

12.5.3 时间序列数据的变动规律281

12.5.4 时间序列的变量特征282

12.5.5 时间序列的作用283

12.5.6 TimeSeries包的安装283

12.5.7 时间序列实例284

第13章 Julia的元编程和并行计算288

13.1 元编程289

13.1.1 程序表示289

13.1.2 表达式求值291

13.1.3 宏292

13.1.4 DataFrames中的宏应用293

13.2 并行计算298

13.2.1 并行计算的分类298

13.2.2 并行计算的特征299

13.2.3 协程299

第14章 Julia的机器学习RDatasets包302

14.1 初识RDatasets包303

14.1.1 RDatasets包的安装303

14.1.2 iris数据集304

14.2 iris数据集的操作304

14.3 iris数据集的图表显示308

14.3.1 显示iris数据集的点状图308

14.3.2 显示iris数据集的线状图312

14.3.3 显示iris数据集的其他图形314

第15章 Julia的决策树和随机森林320

15.1 决策树321

15.1.1 决策树的定义321

15.1.2 决策树的组成321

15.1.3 决策树的优点322

15.1.4 决策树的缺点323

15.1.5 决策树的构造323

15.1.6 纯度判断方法323

15.1.7 决策树的剪枝326

15.1.8 DecisionTree包的安装326

15.1.9 利用Julia代码实现决策树327

15.2 随机森林333

15.2.1 随机森林的构建333

15.2.2 随机森林的优缺点334

15.2.3 随机森林的应用范围334

15.2.4 利用Julia代码实现随机森林334

第16章 Julia的线性回归和K-均值338

16.1 线性回归339

16.1.1 线性回归的定义339

16.1.2 线性关系和非线性关系339

16.1.3 线性回归的函数模型及特点340

16.1.4 GLM包的安装341

16.1.5 利用Julia代码实现线性回归342

16.2 K-均值345

16.2.1 基本K-均值算法346

16.2.2 目标函数346

16.2.3 二分K-均值347

16.2.4 Clustering包的安装348

16.2.5 利用Julia代码实现K-均值349