Julia 代碼樣式

代碼樣式

以下各節(jié)從幾方面介紹了符合語(yǔ)言習(xí)慣的 Julia 編碼風(fēng)格。這些規(guī)則都不是絕對(duì)的；它們僅僅是幫您熟悉這門(mén)語(yǔ)言，或是幫您可以在許多可替代性設(shè)計(jì)中能夠做出選擇的一些建議而已。

寫(xiě)成函數(shù)，別寫(xiě)成腳本

編寫(xiě)代碼作為在一系列步驟中最高級(jí)的辦法，是可以快速開(kāi)始解決問(wèn)題的，但您應(yīng)該試著盡快把一個(gè)程序分成許多函數(shù)。函數(shù)具有更好的可重用性和可測(cè)試性，并可以更好闡明它們正在做什么，它們的輸入和輸出是什么。此外，由于 Julia 的編譯器工作原理，在函數(shù)中的代碼往往比最高級(jí)別的代碼運(yùn)行得更快。

同樣值得強(qiáng)調(diào)的是，函數(shù)應(yīng)該以參數(shù)來(lái)代替，而不是直接在全局變量（除了像 pi 那樣的常量）上操作。

避免類型過(guò)于嚴(yán)格

代碼應(yīng)盡可能通用。相較于這樣的代碼書(shū)寫(xiě)：

    convert(Complex{Float64}, x)

使用有效的泛型函數(shù)是更好的：

    complex(float(x))

第二種寫(xiě)法把 x 轉(zhuǎn)換成一個(gè)適當(dāng)?shù)念愋?，而不是一直用一個(gè)相同的類型。

這種類型特點(diǎn)是特別地與函數(shù)自變量相關(guān)。例如，不聲明一個(gè)參數(shù)是 Int 類型或 Int32 類型，如果在這種情況下還可以保持是任何整數(shù)，那就應(yīng)該是用 Integer 抽象表達(dá)出來(lái)的。事實(shí)上，在許多情況下您都可以把自變量類型給忽視掉，除非一些需要消除歧義的時(shí)候，由于如果一個(gè)類型不支持任何必要操作就會(huì)被忽略，那么一個(gè) MethodError 不管怎樣也都會(huì)被忽略掉。（這被大家認(rèn)為是 duck typing。）

例如，考慮以下 addone 函數(shù)中的定義，這個(gè)功能可以返回 1 加上它的自變量。

    addone(x::Int) = x + 1             # works only for Int
    addone(x::Integer) = x + one(x)    # any integer type
    addone(x::Number) = x + one(x)     # any numeric type
    addone(x) = x + one(x)             # any type supporting + and one

最后一個(gè) addone 的定義解決了所有類型的有關(guān)自變量的 one 函數(shù)（像 x 類型一樣返回 1 值，可以避免不想要的類型提供）和 + 函數(shù)的問(wèn)題。關(guān)鍵是要意識(shí)到，僅僅是定義通用的 addone(x) = x + one(x) 寫(xiě)法也是沒(méi)有性能缺失的，因?yàn)?Julia 會(huì)根據(jù)需要自主編譯到專業(yè)的版本。舉個(gè)例子，您第一次調(diào)用 addone(12) 的時(shí)候， Julia 會(huì)自動(dòng)為 x::Int 自變量編譯一個(gè) addone 函數(shù)，通過(guò)調(diào)用一個(gè)內(nèi)聯(lián)值 1 代替 one。因此，上表前三個(gè)定義全都是重復(fù)的。

在調(diào)用程序中解決額外的自變量多樣性問(wèn)題

取代這種寫(xiě)法：

    function foo(x, y)
        x = int(x); y = int(y)
        ...
    end
    foo(x, y)

利用以下的寫(xiě)法更好：

    function foo(x::Int, y::Int)
        ...
    end
    foo(int(x), int(y))

第二種寫(xiě)法更好的方式，因?yàn)?foo 并沒(méi)有真正接受所有類型的數(shù)據(jù)；它真正需要的是 Int S。

這里的一個(gè)問(wèn)題是，如果一個(gè)函數(shù)本質(zhì)上需要整數(shù)，可能更好的方式是強(qiáng)制調(diào)用程序來(lái)決定怎樣轉(zhuǎn)換非整數(shù)（例如最低值或最高值）。另一個(gè)問(wèn)題是，聲明更具體的類型會(huì)為未來(lái)的方法定義提供更多的“空間”。

如果函數(shù)修改了它的參數(shù)，在函數(shù)名后加 !

取代這種寫(xiě)法：

    function double{T<:Number}(a::AbstractArray{T})
        for i = 1:endof(a); a[i] *= 2; end
    a
    end

利用以下寫(xiě)法更好：

    function double!{T<:Number}(a::AbstractArray{T})
        for i = 1:endof(a); a[i] *= 2; end
    a
    end

Julia 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)在整個(gè)過(guò)程中使用以上約定，并且 Julia 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)還包含一些函數(shù)復(fù)制和修飾形式的例子（例如 sort 和 sort!），或是其它只是在修飾（例如 push!, pop!,splice!）的例子。這對(duì)一些也要為了方便而返回修改后數(shù)組的函數(shù)來(lái)說(shuō)是很典型的。

避免奇葩的類型集合

像 Union(Function,String) 這樣的類型，說(shuō)明你的設(shè)計(jì)有問(wèn)題。

盡量避免空域

當(dāng)使用 x::Union(Nothing,T) 時(shí)，想想把 x 轉(zhuǎn)換成 nothing 這個(gè)選項(xiàng)是否是必要的。以下是一些可供選擇的替代選項(xiàng)

• 找到一個(gè)安全的默認(rèn)值來(lái)和 x 一起初始化
• 介紹另一種缺少 x 的類型
• 如果有許多類似 x 的域，就把它們存儲(chǔ)在字典中
• 確定當(dāng) x 是 noting 時(shí)是否有一個(gè)簡(jiǎn)單的規(guī)則。例如，域通常是以 nothing 開(kāi)始的，但是是在一些定義良好的點(diǎn)被初始化。在這種情況下，要首先考慮它可能沒(méi)被定義。

避免復(fù)雜的容器類型

通常情況下，像下面這樣創(chuàng)建數(shù)組是沒(méi)什么幫助的：

    a = Array(Union(Int,String,Tuple,Array), n)

在這種情況下 cell(n) 這樣寫(xiě)更好一些。 這也有助于對(duì)編譯器進(jìn)行注釋這一特定用途，而不是試圖將許多選擇打包成一種類型。

使用和 Julia base/ 相同的命名傳統(tǒng)

• 模塊和類型名稱以大寫(xiě)開(kāi)頭, 并且使用駝峰形式: module SparseMatrix, immutable UnitRange.
• 函數(shù)名稱使用小寫(xiě) (maximum, convert). 在容易讀懂的情況下把幾 個(gè)單詞連在一起寫(xiě) (isequal, haskey). 在必要的情況下, 使用下劃 線作為單詞的分隔符. 下劃線也可以用來(lái)表示多個(gè)概念的組合 (remotecall_fetch 相比 remotecall(fetch(...)) 是一種更有效的 實(shí)現(xiàn)), 或者是為了區(qū)分 (sum_kbn). 簡(jiǎn)潔是提倡的, 但是要避免縮寫(xiě) (indexin 而不是 indxin) 因?yàn)楹茈y記住某些單詞是否縮寫(xiě)或者怎么 縮寫(xiě)的.

如果一個(gè)函數(shù)需要多個(gè)單詞來(lái)描述, 想一下這個(gè)函數(shù)是否包含了多個(gè)概念, 這樣 的情況下最好分拆成多個(gè)部分.

不要濫用 try-catch

避免錯(cuò)誤要比依賴找錯(cuò)好多了。

不要把條件表達(dá)式用圓括號(hào)括起來(lái)

Julia 在 if 和 while 語(yǔ)句中不需要括號(hào)。所以要這樣寫(xiě)：

    if a == b

來(lái)取代：

    if (a == b)

不要濫用 ...

剪接功能參數(shù)可以讓人很依賴。取代 [a..., b...] 這種寫(xiě)法，簡(jiǎn)單的 [a, b] 這樣寫(xiě)就已經(jīng)連接數(shù)組了。collect(a) 的寫(xiě)法要比 [a...] 好，但是因?yàn)?a 已經(jīng)是可迭代的了，直接用 a 而不要把它轉(zhuǎn)換到數(shù)組中也許會(huì)更好。

不要使用不必要的靜態(tài)參數(shù)

信號(hào)函數(shù)：

    foo{T<:Real}(x::T) = ...

應(yīng)該這樣寫(xiě)：

    foo(x::Real) = ...

特別是如果 T 沒(méi)被用在函數(shù)主體。即使 T 被用在函數(shù)主體了，如果方便的話也可以被 typeof(x) 替代。這在表現(xiàn)上并沒(méi)有什么差異。要注意的是，這不是對(duì)一般的靜態(tài)參數(shù)都要謹(jǐn)慎，只是在它們不會(huì)被用到時(shí)要特別留心。

還要注意容器類型，特別是函數(shù)調(diào)用中可能需要的類型參數(shù)?？梢缘?FAQ 如何聲明“抽象容器類型”的域 來(lái)查看更多信息。

避免對(duì)實(shí)例或類型判斷的困擾

一些如以下的定義是十分讓人困擾的：

    foo(::Type{MyType}) = ...
    foo(::MyType) = foo(MyType)

您要決定問(wèn)題的概念是應(yīng)被寫(xiě)作 MyType 或是 MyType(),并要堅(jiān)持下去。

最好的類型是用默認(rèn)的實(shí)例，并且在解決某些問(wèn)題需要方法時(shí)，再添加包括 Type{MyType} 的一些方法好一些。

如果一個(gè)類型是一個(gè)有效的枚舉，它就應(yīng)該被定義為一個(gè)單一的（理想情況下不變的）類型，而枚舉變量是它的實(shí)例。構(gòu)造函數(shù)和一些轉(zhuǎn)換可以檢測(cè)值是否有效。這項(xiàng)設(shè)計(jì)最好把枚舉做成抽象類型，把“值”做成其子類型。

不要濫用 macros

您要注意什么時(shí)候一個(gè) macros 可以真的代替函數(shù)。

在 macros 中調(diào)用 eval 實(shí)在是個(gè)危險(xiǎn)的標(biāo)志;這意味著 macros 只有在被最高級(jí)調(diào)用的時(shí)候才會(huì)工作。如果這樣一個(gè) macros 被寫(xiě)為一個(gè)函數(shù)，它將自然地訪問(wèn)它需要的運(yùn)行時(shí)值。

不要在接口層暴露不安全的操作

如果您有一個(gè)使用本地指針的類型：

    type NativeType
        p::Ptr{Uint8}
        ...
    end

不要像下面這樣寫(xiě)定義：

    getindex(x::NativeType, i) = unsafe_load(x.p, i)

問(wèn)題是，這種類型的用戶可能在不知道該操作是不安全的情況下就寫(xiě) [i]，這容易導(dǎo)致內(nèi)存錯(cuò)誤。

這樣的函數(shù)應(yīng)該能檢查操作，以確保它是安全的，或是在它的名字中有不安全的地方時(shí)可以提醒調(diào)用程序。

不要重載基容器類型的方法

像下面這樣書(shū)寫(xiě)定義是有可能的：

    show(io::IO, v::Vector{MyType}) = ...

這樣寫(xiě)將提供一個(gè)特定新元素類型的向量的自定義顯示。雖然很讓人想嘗試，但卻是應(yīng)該避免的。麻煩的是，用戶會(huì)想用一個(gè)眾所周知的類型比如向量在一個(gè)特定的方式下的行為，也會(huì)過(guò)度定制它的行為，這都會(huì)使工作更困難。

注意類型的相等性

您一般要使用 isa 和 <: (issubtype) 來(lái)測(cè)試類型而不會(huì)用 ==。在與已知的具體類型的類型進(jìn)行比較時(shí)，要精確檢查類型的的相等性（例如 T == Float64），或者是您真的明白您究竟在干什么。

不要寫(xiě) x->f(x)

高階函數(shù)經(jīng)常被用作匿名函數(shù)來(lái)調(diào)用，雖然這樣很方便，但是盡量少這么寫(xiě)。例如，盡量把 map(x->f(x), a) 寫(xiě)成 map(f, a) 。