Mathematics

Mathematical Operators

Base.:-Method
-(x)

一元负号运算符。

另请参见:abs, flipsign

示例

julia> -1
-1

julia> -(2)
-2

julia> -[1 2; 3 4]
2×2 矩阵{Int64}:
 -1  -2
 -3  -4

julia> -(true)  # 提升为 Int
-1

julia> -(0x003)
0xfffd
source
Base.:+Function
dt::Date + t::Time -> DateTime

DateTime 相加会产生 DateTimeTime 的小时、分钟、秒和毫秒部分与 Date 的年、月和日一起用于创建新的 DateTimeTime 类型中的非零微秒或纳秒将导致抛出 InexactError

source
+(x, y...)

加法运算符。

中缀 x+y+z+... 调用此函数并传入所有参数,即 +(x, y, z, ...),默认情况下从左侧开始调用 (x+y) + z + ...

请注意,对于大多数整数类型,包括默认的 Int,在添加大数字时可能会发生溢出。

示例

julia> 1 + 20 + 4
25

julia> +(1, 20, 4)
25

julia> [1,2] + [3,4]
2-element Vector{Int64}:
 4
 6

julia> typemax(Int) + 1 < 0
true
source
Base.:-Method
-(x, y)

减法运算符。

示例

julia> 2 - 3
-1

julia> -(2, 4.5)
-2.5
source
Base.:*Method
*(x, y...)

乘法运算符。

中缀 x*y*z*... 调用此函数并传入所有参数,即 *(x, y, z, ...),默认情况下从左开始调用 (x*y) * z * ...

并列如 2pi 也调用 *(2, pi)。请注意,此操作的优先级高于字面量 *。还要注意,并列 "0x..."(整数零乘以以 x 开头的变量)是被禁止的,因为它与无符号整数字面量冲突:0x01 isa UInt8

请注意,对于大多数整数类型,包括默认的 Int,在乘以大数时可能会发生溢出。

示例

julia> 2 * 7 * 8
112

julia> *(2, 7, 8)
112

julia> [2 0; 0 3] * [1, 10]  # 矩阵 * 向量
2-element Vector{Int64}:
  2
 30

julia> 1/2pi, 1/2*pi  # 并列具有更高的优先级
(0.15915494309189535, 1.5707963267948966)

julia> x = [1, 2]; x'x  # 伴随向量 * 向量
5
source
Base.:/Function
/(x, y)

右除法运算符:将 x 乘以 y 的逆元。

对于整数参数,返回浮点结果。有关整数除法,请参见 ÷,或有关 Rational 结果,请参见 //

示例

julia> 1/2
0.5

julia> 4/2
2.0

julia> 4.5/2
2.25
source
A / B

矩阵右除法:A / B 等价于 (B' \ A')',其中 \ 是左除法运算符。对于方阵,结果 X 满足 A == X*B

另见:rdiv!

示例

julia> A = Float64[1 4 5; 3 9 2]; B = Float64[1 4 2; 3 4 2; 8 7 1];

julia> X = A / B
2×3 Matrix{Float64}:
 -0.65   3.75  -1.2
  3.25  -2.75   1.0

julia> isapprox(A, X*B)
true

julia> isapprox(X, A*pinv(B))
true
source
Base.:\Method
\(x, y)

左除法运算符:将 y 乘以 x 的逆矩阵,结果在左侧。对于整数参数,返回浮点结果。

示例

julia> 3 \ 6
2.0

julia> inv(3) * 6
2.0

julia> A = [4 3; 2 1]; x = [5, 6];

julia> A \ x
2-element Vector{Float64}:
  6.5
 -7.0

julia> inv(A) * x
2-element Vector{Float64}:
  6.5
 -7.0
source
Base.:^Method
^(x, y)

指数运算符。

如果 xy 是整数,结果可能会溢出。要以科学计数法输入数字,请使用 Float64 字面量,例如 1.2e3 而不是 1.2 * 10^3

如果 yInt 字面量(例如 x^2 中的 2x^-3 中的 -3),Julia 代码 x^y 会被编译器转换为 Base.literal_pow(^, x, Val(y)),以便在指数值上进行编译时特化。(作为默认回退,我们有 Base.literal_pow(^, x, Val(y)) = ^(x,y),通常 ^ == Base.^,除非在调用命名空间中定义了 ^。)如果 y 是负整数字面量,则 Base.literal_pow 默认将操作转换为 inv(x)^-y,其中 -y 是正数。

另请参见 exp2<<

示例

julia> 3^5
243

julia> 3^-1  # 使用 Base.literal_pow
0.3333333333333333

julia> p = -1;

julia> 3^p
ERROR: DomainError with -1:
Cannot raise an integer x to a negative power -1.
[...]

julia> 3.0^p
0.3333333333333333

julia> 10^19 > 0  # 整数溢出
false

julia> big(10)^19 == 1e19
true
source
Base.fmaFunction
fma(x, y, z)

计算 x*y+z,而不对中间结果 x*y 进行舍入。在某些系统上,这比 x*y+z 显著更昂贵。fma 用于提高某些算法的准确性。请参见 muladd

source
Base.muladdFunction
muladd(x, y, z)

组合乘加:计算 x*y+z,但允许加法和乘法与彼此或与周围的操作合并以提高性能。例如,如果硬件高效支持,这可能会被实现为 fma。在不同的机器上,结果可能会不同,并且由于常量传播或其他优化,在同一台机器上也可能不同。请参见 fma

示例

julia> muladd(3, 2, 1)
7

julia> 3 * 2 + 1
7
source
muladd(A, y, z)

组合乘加,A*y .+ z,用于矩阵-矩阵或矩阵-向量乘法。结果的大小始终与 A*y 相同,但 z 可能更小,或是一个标量。

Julia 1.6

这些方法需要 Julia 1.6 或更高版本。

示例

julia> A=[1.0 2.0; 3.0 4.0]; B=[1.0 1.0; 1.0 1.0]; z=[0, 100];

julia> muladd(A, B, z)
2×2 Matrix{Float64}:
   3.0    3.0
 107.0  107.0
source
Base.invMethod
inv(x)

返回 x 的乘法逆元,使得 x*inv(x)inv(x)*x 产生 one(x)(乘法单位元),并且在舍入误差范围内成立。

如果 x 是一个数字,这本质上与 one(x)/x 相同,但对于某些类型,inv(x) 可能会稍微高效一些。

示例

julia> inv(2)
0.5

julia> inv(1 + 2im)
0.2 - 0.4im

julia> inv(1 + 2im) * (1 + 2im)
1.0 + 0.0im

julia> inv(2//3)
3//2
Julia 1.2

inv(::Missing) 至少需要 Julia 1.2。

source
Base.divFunction
div(x, y)
÷(x, y)

来自欧几里得(整数)除法的商。通常等同于数学运算 x/y,而没有小数部分。

另请参见: cld, fld, rem, divrem.

示例

julia> 9 ÷ 4
2

julia> -5 ÷ 3
-1

julia> 5.0 ÷ 2
2.0

julia> div.(-5:5, 3)'
1×11 adjoint(::Vector{Int64}) with eltype Int64:
 -1  -1  -1  0  0  0  0  0  1  1  1
source
Base.divMethod
div(x, y, r::RoundingMode=RoundToZero)

欧几里得(整数)除法的商。计算 x / y,根据舍入模式 r 四舍五入为整数。换句话说,该数量为

round(x / y, r)

而没有任何中间舍入。

Julia 1.4

三个参数的方法需要 Julia 1.4 或更高版本。

另请参见 fldcld,它们是此函数的特例。

Julia 1.9

RoundFromZero 至少需要 Julia 1.9。

示例:

julia> div(4, 3, RoundToZero) # 匹配 div(4, 3)
1
julia> div(4, 3, RoundDown) # 匹配 fld(4, 3)
1
julia> div(4, 3, RoundUp) # 匹配 cld(4, 3)
2
julia> div(5, 2, RoundNearest)
2
julia> div(5, 2, RoundNearestTiesAway)
3
julia> div(-5, 2, RoundNearest)
-2
julia> div(-5, 2, RoundNearestTiesAway)
-3
julia> div(-5, 2, RoundNearestTiesUp)
-2
julia> div(4, 3, RoundFromZero)
2
julia> div(-4, 3, RoundFromZero)
-2
source
Base.fldFunction
fld(x, y)

小于或等于 x / y 的最大整数。等价于 div(x, y, RoundDown)

另见 div, cld, fld1

示例

julia> fld(7.3, 5.5)
1.0

julia> fld.(-5:5, 3)'
1×11 adjoint(::Vector{Int64}) with eltype Int64:
 -2  -2  -1  -1  -1  0  0  0  1  1  1

因为 fld(x, y) 基于浮点数的真实值实现了严格正确的向下取整,因此可能会出现不直观的情况。例如:

julia> fld(6.0, 0.1)
59.0
julia> 6.0 / 0.1
60.0
julia> 6.0 / big(0.1)
59.99999999999999666933092612453056361837965690217069245739573412231113406246995

这里发生的情况是,写作 0.1 的浮点数的真实值略大于数值 1/10,而 6.0 精确表示数字 6。因此 6.0 / 0.1 的真实值略小于 60。在进行除法时,这被精确地舍入为 60.0,但 fld(6.0, 0.1) 始终取真实值的下限,因此结果是 59.0

source
Base.cldFunction
cld(x, y)

大于或等于 x / y 的最小整数。等价于 div(x, y, RoundUp)

另见 div, fld

示例

julia> cld(5.5, 2.2)
3.0

julia> cld.(-5:5, 3)'
1×11 adjoint(::Vector{Int64}) with eltype Int64:
 -1  -1  -1  0  0  0  1  1  1  2  2
source
Base.modFunction
mod(x::Integer, r::AbstractUnitRange)

在范围 r 中找到 y 使得 $x ≡ y (mod n)$,其中 n = length(r),即 y = mod(x - first(r), n) + first(r)

另见 mod1

示例

julia> mod(0, Base.OneTo(3))  # mod1(0, 3)
3

julia> mod(3, 0:2)  # mod(3, 3)
0
Julia 1.3

此方法至少需要 Julia 1.3。

source
mod(x, y)
rem(x, y, RoundDown)

xy 的模运算,或者等价地,x 在向下取整除以 y 后的余数,即 x - y*fld(x,y),如果不进行中间舍入计算。

结果将与 y 具有相同的符号,且其大小小于 abs(y)(有一些例外,见下面的注释)。

Note

当与浮点值一起使用时,确切的结果可能无法被该类型表示,因此可能会发生舍入误差。特别是,如果确切的结果非常接近 y,则可能会被舍入为 y

另请参见: rem, div, fld, mod1, invmod.

julia> mod(8, 3)
2

julia> mod(9, 3)
0

julia> mod(8.9, 3)
2.9000000000000004

julia> mod(eps(), 3)
2.220446049250313e-16

julia> mod(-eps(), 3)
3.0

julia> mod.(-5:5, 3)'
1×11 adjoint(::Vector{Int64}) with eltype Int64:
 1  2  0  1  2  0  1  2  0  1  2
source
rem(x::Integer, T::Type{<:Integer}) -> T
mod(x::Integer, T::Type{<:Integer}) -> T
%(x::Integer, T::Type{<:Integer}) -> T

找到 y::T 使得 xy (mod n),其中 n 是可表示在 T 中的整数数量,y[typemin(T),typemax(T)] 中的一个整数。如果 T 可以表示任何整数(例如 T == BigInt),那么此操作对应于转换为 T

示例

julia> x = 129 % Int8
-127

julia> typeof(x)
Int8

julia> x = 129 % BigInt
129

julia> typeof(x)
BigInt
source
Base.remFunction
rem(x, y)
%(x, y)

欧几里得除法的余数,返回与 x 同符号且绝对值小于 y 的值。该值始终是精确的。

另见: div, mod, mod1, divrem.

示例

julia> x = 15; y = 4;

julia> x % y
3

julia> x == div(x, y) * y + rem(x, y)
true

julia> rem.(-5:5, 3)'
1×11 adjoint(::Vector{Int64}) with eltype Int64:
 -2  -1  0  -2  -1  0  1  2  0  1  2
source
Base.remMethod
rem(x, y, r::RoundingMode=RoundToZero)

计算 x 在整数除以 y 后的余数,商根据舍入模式 r 进行舍入。换句话说,数量为

x - y * round(x / y, r)

没有任何中间舍入。

  • 如果 r == RoundNearest,则结果是精确的,并且在区间 $[-|y| / 2, |y| / 2]$ 内。另见 RoundNearest
  • 如果 r == RoundToZero(默认),则结果是精确的,并且在区间 $[0, |y|)$ 内,如果 x 为正,或者 $(-|y|, 0]$ 否则。另见 RoundToZero
  • 如果 r == RoundDown,则结果在区间 $[0, y)$ 内,如果 y 为正,或者 $(y, 0]$ 否则。如果 xy 符号不同,并且 abs(x) < abs(y),则结果可能不精确。另见 RoundDown
  • 如果 r == RoundUp,则结果在区间 $(-y, 0]$ 内,如果 y 为正,或者 $[0, -y)$ 否则。如果 xy 符号相同,并且 abs(x) < abs(y),则结果可能不精确。另见 RoundUp
  • 如果 r == RoundFromZero,则结果在区间 $(-y, 0]$ 内,如果 y 为正,或者 $[0, -y)$ 否则。如果 xy 符号相同,并且 abs(x) < abs(y),则结果可能不精确。另见 RoundFromZero
Julia 1.9

RoundFromZero 至少需要 Julia 1.9。

示例:

julia> x = 9; y = 4;

julia> x % y  # 同于 rem(x, y)
1

julia> x ÷ y  # 同于 div(x, y)
2

julia> x == div(x, y) * y + rem(x, y)
true
source
Base.Math.rem2piFunction
rem2pi(x, r::RoundingMode)

计算 x 在整数除以 后的余数,商根据舍入模式 r 进行舍入。换句话说,该量为

x - 2π*round(x/(2π),r)

没有任何中间舍入。这内部使用了 的高精度近似,因此将给出比 rem(x,2π,r) 更准确的结果。

  • 如果 r == RoundNearest,则结果在区间 $[-π, π]$ 内。这通常是最准确的结果。另见 RoundNearest
  • 如果 r == RoundToZero,则结果在区间 $[0, 2π]$ 内(如果 x 为正),或者在 $[-2π, 0]$ 内(否则)。另见 RoundToZero
  • 如果 r == RoundDown,则结果在区间 $[0, 2π]$ 内。另见 RoundDown
  • 如果 r == RoundUp,则结果在区间 $[-2π, 0]$ 内。另见 RoundUp

示例

julia> rem2pi(7pi/4, RoundNearest)
-0.7853981633974485

julia> rem2pi(7pi/4, RoundDown)
5.497787143782138
source
Base.Math.mod2piFunction
mod2pi(x)

在除以 后的模,返回范围 $[0,2π)$

此函数计算除以数值精确的 后的模的浮点表示,因此与 mod(x,2π) 并不完全相同,后者计算的是相对于浮点数 x 的模。

Note

根据输入值的格式,最接近的可表示值可能小于 2π。例如,表达式 mod2pi(2π) 不会返回 0,因为中间值 2*πFloat64 类型,而 2*Float64(π) < 2*big(π)。有关此行为的更精细控制,请参见 rem2pi

示例

julia> mod2pi(9*pi/4)
0.7853981633974481
source
Base.divremFunction
divrem(x, y, r::RoundingMode=RoundToZero)

欧几里得除法的商和余数。等价于 (div(x, y, r), rem(x, y, r))。同样地,使用默认值 r 时,此调用等价于 (x ÷ y, x % y)

另见: fldmod, cld

示例

julia> divrem(3, 7)
(0, 3)

julia> divrem(7, 3)
(2, 1)
source
Base.fldmodFunction
fldmod(x, y)

除法后的向下取整商和余数。divrem(x, y, RoundDown) 的便捷包装。等价于 (fld(x, y), mod(x, y))

另见: fld, cld, fldmod1

source
Base.fld1Function
fld1(x, y)

向下取整除法,返回与 mod1(x,y) 一致的值。

另见 mod1, fldmod1

示例

julia> x = 15; y = 4;

julia> fld1(x, y)
4

julia> x == fld(x, y) * y + mod(x, y)
true

julia> x == (fld1(x, y) - 1) * y + mod1(x, y)
true
source
Base.mod1Function
mod1(x, y)

取整除法后的模,返回一个值 r,使得在正 y 的范围 $(0, y]$mod(r, y) == mod(x, y),在负 y 的范围 $[y,0)$ 内也是如此。

对于整数参数和正 y,这等于 mod(x, 1:y),因此对于基于1的索引是自然的。相比之下,mod(x, y) == mod(x, 0:y-1) 对于带有偏移或步幅的计算是自然的。

另见 mod, fld1, fldmod1.

示例

julia> mod1(4, 2)
2

julia> mod1.(-5:5, 3)'
1×11 adjoint(::Vector{Int64}) with eltype Int64:
 1  2  3  1  2  3  1  2  3  1  2

julia> mod1.([-0.1, 0, 0.1, 1, 2, 2.9, 3, 3.1]', 3)
1×8 Matrix{Float64}:
 2.9  3.0  0.1  1.0  2.0  2.9  3.0  0.1
source
Base.://Function
//(num, den)

将两个整数或有理数相除,返回一个 Rational 结果。更一般地,// 可以用于其他数值类型的精确有理除法,这些数值类型具有整数或有理成分,例如具有整数成分的复数。

请注意,// 不允许使用浮点数(AbstractFloat)作为参数(即使这些值是有理数)。参数必须是 IntegerRational 或其复合类型的子类型。

示例

julia> 3 // 5
3//5

julia> (3 // 5) // (2 // 1)
3//10

julia> (1+2im) // (3+4im)
11//25 + 2//25*im

julia> 1.0 // 2
ERROR: MethodError: no method matching //(::Float64, ::Int64)
[...]
source
Base.rationalizeFunction
rationalize([T<:Integer=Int,] x; tol::Real=eps(x))

将浮点数 x 近似为给定整数类型的 Rational 数字。结果与 x 的差异不超过 tol

示例

julia> rationalize(5.6)
28//5

julia> a = rationalize(BigInt, 10.3)
103//10

julia> typeof(numerator(a))
BigInt
source
Base.numeratorFunction
numerator(x)

x 的有理数表示的分子。

示例

julia> numerator(2//3)
2

julia> numerator(4)
4
source
Base.denominatorFunction
denominator(x)

x 的有理数表示的分母。

示例

julia> denominator(2//3)
3

julia> denominator(4)
1
source
Base.:<<Function
<<(x, n)

左位移运算符,x << n。对于 n >= 0,结果是 x 向左移动 n 位,填充 0。这相当于 x * 2^n。对于 n < 0,这相当于 x >> -n

示例

julia> Int8(3) << 2
12

julia> bitstring(Int8(3))
"00000011"

julia> bitstring(Int8(12))
"00001100"

另请参见 >>>>>exp2ldexp

source
<<(B::BitVector, n) -> BitVector

左位移运算符,B << n。对于 n >= 0,结果是 B 的元素向后移动 n 个位置,用 false 值填充。如果 n < 0,元素向前移动。等价于 B >> -n

示例

julia> B = BitVector([true, false, true, false, false])
5-element BitVector:
 1
 0
 1
 0
 0

julia> B << 1
5-element BitVector:
 0
 1
 0
 0
 0

julia> B << -1
5-element BitVector:
 0
 1
 0
 1
 0
source
Base.:>>Function
>>(x, n)

右位移运算符,x >> n。对于 n >= 0,结果是 x 向右移动 n 位,如果 x >= 0 则填充 0,如果 x < 0 则填充 1,保持 x 的符号。这相当于 fld(x, 2^n)。对于 n < 0,这相当于 x << -n

示例

julia> Int8(13) >> 2
3

julia> bitstring(Int8(13))
"00001101"

julia> bitstring(Int8(3))
"00000011"

julia> Int8(-14) >> 2
-4

julia> bitstring(Int8(-14))
"11110010"

julia> bitstring(Int8(-4))
"11111100"

另见 >>><<

source
>>(B::BitVector, n) -> BitVector

右位移运算符,B >> n。对于 n >= 0,结果是 B 的元素向前移动 n 个位置,用 false 值填充。如果 n < 0,元素向后移动。等价于 B << -n

示例

julia> B = BitVector([true, false, true, false, false])
5-element BitVector:
 1
 0
 1
 0
 0

julia> B >> 1
5-element BitVector:
 0
 1
 0
 1
 0

julia> B >> -1
5-element BitVector:
 0
 1
 0
 0
 0
source
Base.:>>>Function
>>>(x, n)

无符号右位移运算符,x >>> n。对于 n >= 0,结果是 x 向右移动 n 位,填充 0。对于 n < 0,这等价于 x << -n

对于 Unsigned 整数类型,这等价于 >>。对于 Signed 整数类型,这等价于 signed(unsigned(x) >> n)

示例

julia> Int8(-14) >>> 2
60

julia> bitstring(Int8(-14))
"11110010"

julia> bitstring(Int8(60))
"00111100"

BigInt 被视为具有无限大小,因此不需要填充,这等价于 >>

另见 >><<

source
>>>(B::BitVector, n) -> BitVector

无符号右位移运算符,B >>> n。等同于 B >> n。有关详细信息和示例,请参见 >>

source
Base.bitrotateFunction
bitrotate(x::Base.BitInteger, k::Integer)

bitrotate(x, k) 实现了按位旋转。它返回 x 的值,其位向左旋转 k 次。负值的 k 将向右旋转。

Julia 1.5

此函数需要 Julia 1.5 或更高版本。

另见: <<, circshift, BitArray.

julia> bitrotate(UInt8(114), 2)
0xc9

julia> bitstring(bitrotate(0b01110010, 2))
"11001001"

julia> bitstring(bitrotate(0b01110010, -2))
"10011100"

julia> bitstring(bitrotate(0b01110010, 8))
"01110010"
source
Base.::Function
:expr

引用一个表达式 expr,返回 expr 的抽象语法树 (AST)。AST 可能是 ExprSymbol 或一个字面值。语法 :identifier 计算为一个 Symbol

另请参见: Expr, Symbol, Meta.parse

示例

julia> expr = :(a = b + 2*x)
:(a = b + 2x)

julia> sym = :some_identifier
:some_identifier

julia> value = :0xff
0xff

julia> typeof((expr, sym, value))
Tuple{Expr, Symbol, UInt8}
source
Base.rangeFunction
range(start, stop, length)
range(start, stop; length, step)
range(start; length, stop, step)
range(;start, length, stop, step)

从参数构造一个具有均匀间隔元素和优化存储的专用数组(一个 AbstractRange)。在数学上,范围是由 startstepstoplength 中的任意三个唯一确定的。有效的范围调用包括:

  • 使用 startstepstoplength 中的任意三个调用 range
  • 使用 startstoplength 中的两个调用 range。在这种情况下,step 将被假定为 1。如果两个参数都是整数,将返回一个 UnitRange
  • 使用 stoplength 中的一个调用 rangestartstep 将被假定为 1。

有关返回类型的更多详细信息,请参见扩展帮助。另请参见 logrange 以获取对数间隔点。

示例

julia> range(1, length=100)
1:100

julia> range(1, stop=100)
1:100

julia> range(1, step=5, length=100)
1:5:496

julia> range(1, step=5, stop=100)
1:5:96

julia> range(1, 10, length=101)
1.0:0.09:10.0

julia> range(1, 100, step=5)
1:5:96

julia> range(stop=10, length=5)
6:10

julia> range(stop=10, step=1, length=5)
6:1:10

julia> range(start=1, step=1, stop=10)
1:1:10

julia> range(; length = 10)
Base.OneTo(10)

julia> range(; stop = 6)
Base.OneTo(6)

julia> range(; stop = 6.5)
1.0:1.0:6.0

如果未指定 lengthstop - start 不是 step 的整数倍,则将生成一个在 stop 之前结束的范围。

julia> range(1, 3.5, step=2)
1.0:2.0:3.0

特别注意确保中间值以有理数计算。要避免这种引入的开销,请参见 LinRange 构造函数。

Julia 1.1

stop 作为位置参数至少需要 Julia 1.1。

Julia 1.7

没有关键字参数且 start 作为关键字参数的版本至少需要 Julia 1.7。

Julia 1.8

仅将 stop 作为唯一关键字参数或仅将 length 作为唯一关键字参数的版本至少需要 Julia 1.8。

扩展帮助

当参数为整数且

  • 仅提供 length
  • 仅提供 stop

时,range 将生成一个 Base.OneTo

当参数为整数且

  • 仅提供 startstop
  • 仅提供 lengthstop

时,range 将生成一个 UnitRange

如果提供了 step,即使指定为 1,也不会生成 UnitRange

source
Base.OneToType
Base.OneTo(n)

定义一个 AbstractUnitRange,其行为类似于 1:n,并且通过类型系统保证下限为 1。

source
Base.StepRangeLenType
StepRangeLen(         ref::R, step::S, len, [offset=1]) where {  R,S}
StepRangeLen{T,R,S}(  ref::R, step::S, len, [offset=1]) where {T,R,S}
StepRangeLen{T,R,S,L}(ref::R, step::S, len, [offset=1]) where {T,R,S,L}

一个范围 r,其中 r[i] 产生类型为 T 的值(在第一种形式中,T 是自动推导的),由一个 ref 参考值、一个 step 和长度 len 参数化。默认情况下,ref 是起始值 r[1],但您也可以将其作为某个其他索引 1 <= offset <= len 的值 r[offset] 提供。语法 a:ba:b:c,其中 abc 任何一个是浮点数,创建一个 StepRangeLen

Julia 1.7

第四个类型参数 L 至少需要 Julia 1.7。

source
Base.lograngeFunction
logrange(start, stop, length)
logrange(start, stop; length)

构造一个专门的数组,其元素在给定的端点之间以对数方式间隔。也就是说,连续元素的比率是一个常数,依据长度计算得出。

这类似于 Python 中的 geomspace。与 Mathematica 中的 PowerRange 不同,您指定的是元素的数量而不是比率。与 Python 和 Matlab 中的 logspace 不同,startstop 参数始终是结果的第一个和最后一个元素,而不是应用于某个基数的幂。

示例

julia> logrange(10, 4000, length=3)
3-element Base.LogRange{Float64, Base.TwicePrecision{Float64}}:
 10.0, 200.0, 4000.0

julia> ans[2] ≈ sqrt(10 * 4000)  # 中间元素是几何平均数
true

julia> range(10, 40, length=3)[2] ≈ (10 + 40)/2  # 算术平均数
true

julia> logrange(1f0, 32f0, 11)
11-element Base.LogRange{Float32, Float64}:
 1.0, 1.41421, 2.0, 2.82843, 4.0, 5.65685, 8.0, 11.3137, 16.0, 22.6274, 32.0

julia> logrange(1, 1000, length=4) ≈ 10 .^ (0:3)
true

有关更多详细信息,请参见 LogRange 类型。

另请参见 range 以获取线性间隔的点。

Julia 1.11

此函数至少需要 Julia 1.11。

source
Base.LogRangeType
LogRange{T}(start, stop, len) <: AbstractVector{T}

一个范围,其元素在 startstop 之间以对数方式间隔,间隔由 len 控制。由 logrange 返回。

LinRange 类似,第一个和最后一个元素将正好是提供的值,但中间值可能会有小的浮点误差。这些值是使用端点的对数计算的,这些对数在构造时存储,通常比 T 具有更高的精度。

示例

julia> logrange(1, 4, length=5)
5-element Base.LogRange{Float64, Base.TwicePrecision{Float64}}:
 1.0, 1.41421, 2.0, 2.82843, 4.0

julia> Base.LogRange{Float16}(1, 4, 5)
5-element Base.LogRange{Float16, Float64}:
 1.0, 1.414, 2.0, 2.828, 4.0

julia> logrange(1e-310, 1e-300, 11)[1:2:end]
6-element Vector{Float64}:
 1.0e-310
 9.999999999999974e-309
 9.999999999999981e-307
 9.999999999999988e-305
 9.999999999999994e-303
 1.0e-300

julia> prevfloat(1e-308, 5) == ans[2]
true

请注意,不允许整数类型 T。例如,可以使用 round.(Int, xs),或某个整数基数的显式幂:

julia> xs = logrange(1, 512, 4)
4-element Base.LogRange{Float64, Base.TwicePrecision{Float64}}:
 1.0, 8.0, 64.0, 512.0

julia> 2 .^ (0:3:9) |> println
[1, 8, 64, 512]
Julia 1.11

此类型至少需要 Julia 1.11。

source
Base.:==Function
==(x, y)

通用相等运算符。回退到 ===。应为所有具有相等概念的类型实现,基于实例所代表的抽象值。例如,所有数值类型按数值进行比较,忽略类型。字符串按字符序列进行比较,忽略编码。同类型的集合通常比较它们的键集,如果这些键相等,则比较每个键的值,如果所有这样的对都相等,则返回 true。其他属性通常不被考虑(例如确切类型)。

该运算符遵循 IEEE 浮点数的语义:0.0 == -0.0NaN != NaN

结果为 Bool 类型,除非其中一个操作数为 missing,在这种情况下返回 missing三值逻辑)。集合通常实现类似于 all 的三值逻辑,如果任何操作数包含缺失值且所有其他对相等,则返回 missing。使用 isequal=== 始终获得 Bool 结果。

实现

新的数值类型应为新类型的两个参数实现此函数,并在可能的情况下通过提升规则处理与其他类型的比较。

isequal 回退到 ==,因此 == 的新方法将被 Dict 类型用于比较键。如果您的类型将用作字典键,因此也应实现 hash

如果某个类型定义了 ==isequalisless,则它还应实现 < 以确保比较的一致性。

source
Base.:!=Function
!=(x, y)
≠(x,y)

不等比较运算符。总是给出与 == 相反的答案。

实现

新类型通常不应实现此功能,而应依赖于后备定义 !=(x,y) = !(x==y)

示例

julia> 3 != 2
true

julia> "foo" ≠ "foo"
false
source
!=(x)

创建一个函数,该函数使用 != 将其参数与 x 进行比较,即一个等价于 y -> y != x 的函数。返回的函数类型为 Base.Fix2{typeof(!=)},可用于实现专门的方法。

Julia 1.2

此功能至少需要 Julia 1.2。

source
Base.:!==Function
!==(x, y)
≢(x,y)

总是给出与 === 相反的答案。

示例

julia> a = [1, 2]; b = [1, 2];

julia> a ≢ b
true

julia> a ≢ a
false
source
Base.:<Function
<(x, y)

小于比较运算符。回退到 isless。由于浮点 NaN 值的行为,此运算符实现了部分顺序。

实现

具有规范部分顺序的新类型应为新类型的两个参数实现此函数。具有规范全序的新类型应实现 isless

另见 isunordered

示例

julia> 'a' < 'b'
true

julia> "abc" < "abd"
true

julia> 5 < 3
false
source
<(x)

创建一个函数,该函数使用 < 将其参数与 x 进行比较,即一个等价于 y -> y < x 的函数。返回的函数类型为 Base.Fix2{typeof(<)},可用于实现专门的方法。

Julia 1.2

此功能至少需要 Julia 1.2。

source
Base.:<=Function
<=(x, y)
≤(x,y)

小于或等于比较运算符。回退到 (x < y) | (x == y)

示例

julia> 'a' <= 'b'
true

julia> 7 ≤ 7 ≤ 9
true

julia> "abc" ≤ "abc"
true

julia> 5 <= 3
false
source
<=(x)

创建一个函数,该函数使用 <= 将其参数与 x 进行比较,即一个等价于 y -> y <= x 的函数。返回的函数类型为 Base.Fix2{typeof(<=)},可用于实现专门的方法。

Julia 1.2

此功能至少需要 Julia 1.2。

source
Base.:>Function
>(x, y)

大于比较运算符。回退到 y < x

实现

通常,新类型应该实现 < 而不是这个函数,并依赖回退定义 >(x, y) = y < x

示例

julia> 'a' > 'b'
false

julia> 7 > 3 > 1
true

julia> "abc" > "abd"
false

julia> 5 > 3
true
source
>(x)

创建一个函数,该函数使用 > 将其参数与 x 进行比较,即一个等价于 y -> y > x 的函数。返回的函数类型为 Base.Fix2{typeof(>)},可用于实现专门的方法。

Julia 1.2

此功能至少需要 Julia 1.2。

source
Base.:>=Function
>=(x, y)
≥(x,y)

大于或等于比较运算符。回退到 y <= x

示例

julia> 'a' >= 'b'
false

julia> 7 ≥ 7 ≥ 3
true

julia> "abc" ≥ "abc"
true

julia> 5 >= 3
true
source
>=(x)

创建一个函数,该函数使用 >= 将其参数与 x 进行比较,即一个等价于 y -> y >= x 的函数。返回的函数类型为 Base.Fix2{typeof(>=)},可用于实现专门的方法。

Julia 1.2

此功能至少需要 Julia 1.2。

source
Base.cmpFunction
cmp(x,y)

根据 x 是否小于、等于或大于 y 返回 -1、0 或 1。使用 isless 实现的全序。

示例

julia> cmp(1, 2)
-1

julia> cmp(2, 1)
1

julia> cmp(2+im, 3-im)
ERROR: MethodError: no method matching isless(::Complex{Int64}, ::Complex{Int64})
[...]
source
cmp(<, x, y)

返回 -1、0 或 1,具体取决于 x 是否小于、等于或大于 y。第一个参数指定要使用的小于比较函数。

source
cmp(a::AbstractString, b::AbstractString) -> Int

比较两个字符串。如果两个字符串的长度相同且每个索引处的字符相同,则返回 0。如果 ab 的前缀,或者 a 在字母顺序上排在 b 之前,则返回 -1。如果 ba 的前缀,或者 b 在字母顺序上排在 a 之前(从技术上讲,是按 Unicode 代码点的字典顺序),则返回 1

示例

julia> cmp("abc", "abc")
0

julia> cmp("ab", "abc")
-1

julia> cmp("abc", "ab")
1

julia> cmp("ab", "ac")
-1

julia> cmp("ac", "ab")
1

julia> cmp("α", "a")
1

julia> cmp("b", "β")
-1
source
Base.:~Function
~(x)

按位取反。

另见:!, &, |

示例

julia> ~4
-5

julia> ~10
-11

julia> ~true
false
source
Base.:&Function
x & y

按位与。实现了三值逻辑,如果一个操作数是missing而另一个是true,则返回missing。为函数应用形式添加括号:(&)(x, y)

另请参见:|xor&&

示例

julia> 4 & 10
0

julia> 4 & 12
4

julia> true & missing
missing

julia> false & missing
false
source
Base.:|Function
x | y

按位或。实现了三值逻辑,如果一个操作数是missing而另一个是false,则返回missing

另请参见:&xor||

示例

julia> 4 | 10
14

julia> 4 | 1
5

julia> true | missing
true

julia> false | missing
missing
source
Base.xorFunction
xor(x, y)
⊻(x, y)

xy 的按位异或。实现了 三值逻辑,如果其中一个参数是 missing,则返回 missing

中缀操作 a ⊻ bxor(a,b) 的同义词, 可以通过在 Julia REPL 中按 Tab 完成 \xor\veebar 来输入。

示例

julia> xor(true, false)
true

julia> xor(true, true)
false

julia> xor(true, missing)
missing

julia> false ⊻ false
false

julia> [true; true; false] .⊻ [true; false; false]
3-element BitVector:
 0
 1
 0
source
Base.nandFunction
nand(x, y)
⊼(x, y)

xy 的按位 nand(非与)。实现了 三值逻辑,如果其中一个参数是 missing,则返回 missing

中缀操作 a ⊼ bnand(a,b) 的同义词, 可以通过在 Julia REPL 中按 Tab 完成 \nand\barwedge 来输入。

示例

julia> nand(true, false)
true

julia> nand(true, true)
false

julia> nand(true, missing)
missing

julia> false ⊼ false
true

julia> [true; true; false] .⊼ [true; false; false]
3-element BitVector:
 0
 1
 1
source
Base.norFunction
nor(x, y)
⊽(x, y)

xy 的按位 nor(非或)。实现了 三值逻辑,如果其中一个参数是 missing 而另一个不是 true,则返回 missing

中缀操作 a ⊽ bnor(a,b) 的同义词, 可以通过在 Julia REPL 中按 Tab 完成 \nor\barvee 来输入。

示例

julia> nor(true, false)
false

julia> nor(true, true)
false

julia> nor(true, missing)
false

julia> false ⊽ false
true

julia> false ⊽ missing
missing

julia> [true; true; false] .⊽ [true; false; false]
3-element BitVector:
 0
 0
 1
source
Base.:!Function
!(x)

布尔非。实现了三值逻辑,如果 xmissing,则返回 missing

另见 ~ 进行按位非。

示例

julia> !true
false

julia> !false
true

julia> !missing
missing

julia> .![true false true]
1×3 BitMatrix:
 0  1  0
source
!f::Function

谓词函数否定:当 ! 的参数是一个函数时,它返回一个组合函数,该函数计算 f 的布尔否定。

另见

示例

julia> str = "∀ ε > 0, ∃ δ > 0: |x-y| < δ ⇒ |f(x)-f(y)| < ε"
"∀ ε > 0, ∃ δ > 0: |x-y| < δ ⇒ |f(x)-f(y)| < ε"

julia> filter(isletter, str)
"εδxyδfxfyε"

julia> filter(!isletter, str)
"∀  > 0, ∃  > 0: |-| <  ⇒ |()-()| < "
Julia 1.9

从 Julia 1.9 开始,!f 返回一个 ComposedFunction 而不是一个匿名函数。

source
&&Keyword
x && y

短路布尔与。

另见 &、三元运算符 ? :,以及手册中关于 控制流 的部分。

示例

julia> x = 3;

julia> x > 1 && x < 10 && x isa Int
true

julia> x < 0 && error("expected positive x")
false
source
||Keyword
x || y

短路布尔或。

另见:|, xor, &&

示例

julia> pi < 3 || ℯ < 3
true

julia> false || true || println("neither is true!")
true
source

Mathematical Functions

Base.isapproxFunction
isapprox(x, y; atol::Real=0, rtol::Real=atol>0 ? 0 : √eps, nans::Bool=false[, norm::Function])

不精确的相等比较。如果两个数字的相对距离 绝对距离在容差范围内,则它们被认为相等:isapproxnorm(x-y) <= max(atol, rtol*max(norm(x), norm(y))) 时返回 true。默认的 atol(绝对容差)为零,默认的 rtol(相对容差)取决于 xy 的类型。关键字参数 nans 决定是否将 NaN 值视为相等(默认为 false)。

对于实数或复数浮点值,如果未指定 atol > 0,则 rtol 默认为 xy 类型的 eps 的平方根,以较大者为准(精度最低)。这对应于要求大约一半有效数字的相等。否则,例如对于整数参数或如果提供了 atol > 0,则 rtol 默认为零。

norm 关键字对于数值 (x,y) 默认为 abs,对于数组默认为 LinearAlgebra.norm(在某些情况下,替代的 norm 选择是有用的)。当 xy 是数组时,如果 norm(x-y) 不是有限的(即 ±InfNaN),则比较会回退到检查 xy 的所有元素是否在分量上大致相等。

二元运算符 等同于带有默认参数的 isapprox,而 x ≉ y 等同于 !isapprox(x,y)

请注意,x ≈ 0(即,使用默认容差与零进行比较)等同于 x == 0,因为默认的 atol0。在这种情况下,您应该提供适当的 atol(或使用 norm(x) ≤ atol)或重新安排您的代码(例如,使用 x ≈ y 而不是 x - y ≈ 0)。因为它依赖于您问题的整体缩放(“单位”),所以无法自动选择非零的 atol:例如,在 x - y ≈ 0 中,如果 x地球半径 的米数,则 atol=1e-9 是一个极小的容差,但如果 x氢原子半径 的米数,则是一个极大的容差。

Julia 1.6

在比较数值(非数组)参数时传递 norm 关键字参数需要 Julia 1.6 或更高版本。

示例

julia> isapprox(0.1, 0.15; atol=0.05)
true

julia> isapprox(0.1, 0.15; rtol=0.34)
true

julia> isapprox(0.1, 0.15; rtol=0.33)
false

julia> 0.1 + 1e-10 ≈ 0.1
true

julia> 1e-10 ≈ 0
false

julia> isapprox(1e-10, 0, atol=1e-8)
true

julia> isapprox([10.0^9, 1.0], [10.0^9, 2.0]) # using `norm`
true
source
isapprox(x; kwargs...) / ≈(x; kwargs...)

创建一个函数,该函数使用 将其参数与 x 进行比较,即一个等价于 y -> y ≈ x 的函数。

这里支持的关键字参数与 2 个参数的 isapprox 中的相同。

Julia 1.5

此方法需要 Julia 1.5 或更高版本。

source
Base.sinMethod
sin(x)

计算 x 的正弦,其中 x 以弧度为单位。

另请参见 sind, sinpi, sincos, cis, asin

示例

julia> round.(sin.(range(0, 2pi, length=9)'), digits=3)
1×9 Matrix{Float64}:
 0.0  0.707  1.0  0.707  0.0  -0.707  -1.0  -0.707  -0.0

julia> sind(45)
0.7071067811865476

julia> sinpi(1/4)
0.7071067811865475

julia> round.(sincos(pi/6), digits=3)
(0.5, 0.866)

julia> round(cis(pi/6), digits=3)
0.866 + 0.5im

julia> round(exp(im*pi/6), digits=3)
0.866 + 0.5im
source
Base.tanMethod
tan(x)

计算 x 的正切,其中 x 以弧度为单位。

source
Base.Math.sindFunction
sind(x)

计算 x 的正弦,其中 x 以度为单位。如果 x 是一个矩阵,则 x 需要是一个方阵。

Julia 1.7

矩阵参数需要 Julia 1.7 或更高版本。

source
Base.Math.cosdFunction
cosd(x)

计算 x 的余弦,其中 x 以度为单位。如果 x 是一个矩阵,则 x 需要是一个方阵。

Julia 1.7

矩阵参数需要 Julia 1.7 或更高版本。

source
Base.Math.tandFunction
tand(x)

计算 x 的正切,其中 x 以度为单位。如果 x 是一个矩阵,则 x 需要是一个方阵。

Julia 1.7

矩阵参数需要 Julia 1.7 或更高版本。

source
Base.Math.sincosdFunction
sincosd(x)

同时计算 x 的正弦和余弦,其中 x 以度为单位。

Julia 1.3

此函数至少需要 Julia 1.3。

source
Base.Math.cospiFunction
cospi(x)

更准确地计算 $\cos(\pi x)$,尤其是对于较大的 x,比 cos(pi*x) 更好。

source
Base.tanhMethod
tanh(x)

计算 x 的双曲正切。

另见 tan, atanh

示例

julia> tanh.(-3:3f0)  # 这里 3f0 是 Float32
7-element Vector{Float32}:
 -0.9950548
 -0.9640276
 -0.7615942
  0.0
  0.7615942
  0.9640276
  0.9950548

julia> tan.(im .* (1:3))
3-element Vector{ComplexF64}:
 0.0 + 0.7615941559557649im
 0.0 + 0.9640275800758169im
 0.0 + 0.9950547536867306im
source
Base.asinMethod
asin(x)

计算 x 的反正弦,输出以弧度为单位。

另请参见 asind 以获取以度为单位的输出。

示例

julia> asin.((0, 1/2, 1))
(0.0, 0.5235987755982989, 1.5707963267948966)

julia> asind.((0, 1/2, 1))
(0.0, 30.000000000000004, 90.0)
source
Base.acosMethod
acos(x)

计算 x 的反余弦,输出以弧度表示

source
Base.atanMethod
atan(y)
atan(y, x)

计算 yy/x 的反正切。

对于一个实数参数,这是正 x 轴与点 (1, y) 之间的弧度角,返回值在区间 $[-\pi/2, \pi/2]$ 内。

对于两个参数,这是正 x 轴与点 (x, y) 之间的弧度角,返回值在区间 $[-\pi, \pi]$ 内。这对应于标准的 atan2 函数。请注意,按照约定,当 x < 0 时,atan(0.0,x) 被定义为 $\pi$,而 atan(-0.0,x) 被定义为 $-\pi$

另见 atand 以获取度数。

示例

julia> rad2deg(atan(-1/√3))
-30.000000000000004

julia> rad2deg(atan(-1, √3))
-30.000000000000004

julia> rad2deg(atan(1, -√3))
150.0
source
Base.Math.asindFunction
asind(x)

计算 x 的反正弦,输出以度为单位。如果 x 是一个矩阵,则 x 需要是一个方阵。

Julia 1.7

矩阵参数需要 Julia 1.7 或更高版本。

source
Base.Math.acosdFunction
acosd(x)

计算 x 的反余弦,输出以度为单位。如果 x 是一个矩阵,则 x 需要是一个方阵。

Julia 1.7

矩阵参数需要 Julia 1.7 或更高版本。

source
Base.Math.atandFunction
atand(y)
atand(y,x)

计算 yy/x 的反正切,输出以度为单位。

Julia 1.7

从 Julia 1.7 开始,单参数方法支持方阵参数。

source
Base.Math.asecdFunction
asecd(x)

计算 x 的反正割,输出以度为单位。如果 x 是一个矩阵,则 x 需要是一个方阵。

Julia 1.7

矩阵参数需要 Julia 1.7 或更高版本。

source
Base.Math.acscdFunction
acscd(x)

计算 x 的反余割,输出以度为单位。如果 x 是一个矩阵,则 x 需要是一个方阵。

Julia 1.7

矩阵参数需要 Julia 1.7 或更高版本。

source
Base.Math.acotdFunction
acotd(x)

计算 x 的反余切,输出以度为单位。如果 x 是一个矩阵,则 x 需要是一个方阵。

Julia 1.7

矩阵参数需要 Julia 1.7 或更高版本。

source
Base.Math.sincFunction
sinc(x)

计算归一化的 sinc 函数 $\operatorname{sinc}(x) = \sin(\pi x) / (\pi x)$ 如果 $x \neq 0$,并且当 $x = 0$ 时为 $1$

另见 cosc,它的导数。

source
Base.Math.coscFunction
cosc(x)

计算 $\cos(\pi x) / x - \sin(\pi x) / (\pi x^2)$ 如果 $x \neq 0$,并且如果 $x = 0$ 则为 $0$。这是 sinc(x) 的导数。

另见 sinc.

source
Base.Math.hypotFunction
hypot(x, y)

计算斜边 $\sqrt{|x|^2+|y|^2}$,避免溢出和下溢。

此代码是对 Carlos F. Borges 所描述的算法的实现:改进的 hypot(a,b) 算法。该文章可在线访问,链接为 https://arxiv.org/abs/1904.09481

hypot(x...)

计算斜边 $\sqrt{\sum |x_i|^2}$,避免溢出和下溢。

另请参见标准库中的 norm LinearAlgebra

示例

julia> a = Int64(10)^10;

julia> hypot(a, a)
1.4142135623730951e10

julia> √(a^2 + a^2) # a^2 溢出
ERROR: DomainError with -2.914184810805068e18:
sqrt 被调用时使用了负实数参数,但仅在使用复数参数时才会返回复数结果。尝试使用 sqrt(Complex(x))。
Stacktrace:
[...]

julia> hypot(3, 4im)
5.0

julia> hypot(-5.7)
5.7

julia> hypot(3, 4im, 12.0)
13.0

julia> using LinearAlgebra

julia> norm([a, a, a, a]) == hypot(a, a, a, a)
true
source
Base.logMethod
log(x)

计算 x 的自然对数。

对于负的 Real 参数会抛出 DomainError。使用复数参数可以获得复数结果。沿负实轴有一个分支切割,其中 -0.0im 被视为在轴下方。

另请参见 , log1p, log2, log10

示例

julia> log(2)
0.6931471805599453

julia> log(-3)
ERROR: DomainError with -3.0:
log 被调用时使用了负实参数,但仅在使用复数参数时才会返回复数结果。尝试 log(Complex(x))。
Stacktrace:
 [1] throw_complex_domainerror(::Symbol, ::Float64) at ./math.jl:31
[...]

julia> log(-3 + 0im)
1.0986122886681098 + 3.141592653589793im

julia> log(-3 - 0.0im)
1.0986122886681098 - 3.141592653589793im

julia> log.(exp.(-1:1))
3-element Vector{Float64}:
 -1.0
  0.0
  1.0
source
Base.logMethod
log(b,x)

计算 x 的底为 b 的对数。对于负的 Real 参数会抛出 DomainError

示例

julia> log(4,8)
1.5

julia> log(4,2)
0.5

julia> log(-2, 3)
ERROR: DomainError with -2.0:
log 被调用时使用了负的实数参数,但仅在使用复数参数时才会返回复数结果。尝试 log(Complex(x))。
Stacktrace:
 [1] throw_complex_domainerror(::Symbol, ::Float64) at ./math.jl:31
[...]

julia> log(2, -3)
ERROR: DomainError with -3.0:
log 被调用时使用了负的实数参数,但仅在使用复数参数时才会返回复数结果。尝试 log(Complex(x))。
Stacktrace:
 [1] throw_complex_domainerror(::Symbol, ::Float64) at ./math.jl:31
[...]
Note

如果 b 是 2 或 10 的幂,应该使用 log2log10,因为这些通常会更快且更准确。例如,

julia> log(100,1000000)
2.9999999999999996

julia> log10(1000000)/2
3.0
source
Base.log2Function
log2(x)

计算 x 的以 2 为底的对数。对于负的 Real 参数会抛出 DomainError

另请参见:exp2ldexpispow2

示例

julia> log2(4)
2.0

julia> log2(10)
3.321928094887362

julia> log2(-2)
ERROR: DomainError with -2.0:
log2 被负实数参数调用,但仅在使用复数参数时才会返回复数结果。尝试 log2(Complex(x))。
Stacktrace:
 [1] throw_complex_domainerror(f::Symbol, x::Float64) at ./math.jl:31
[...]

julia> log2.(2.0 .^ (-1:1))
3-element Vector{Float64}:
 -1.0
  0.0
  1.0
source
Base.log10Function
log10(x)

计算 x 的以 10 为底的对数。对于负的 Real 参数会抛出 DomainError

示例

julia> log10(100)
2.0

julia> log10(2)
0.3010299956639812

julia> log10(-2)
ERROR: DomainError with -2.0:
log10 被负实数参数调用,但仅在调用复数参数时才会返回复数结果。尝试 log10(Complex(x))。
Stacktrace:
 [1] throw_complex_domainerror(f::Symbol, x::Float64) at ./math.jl:31
[...]
source
Base.log1pFunction
log1p(x)

准确的自然对数 1+x。对于小于 -1 的 Real 参数会抛出 DomainError

示例

julia> log1p(-0.5)
-0.6931471805599453

julia> log1p(0)
0.0

julia> log1p(-2)
错误:-2.0 的 DomainError:
log1p 被调用时实数参数 < -1,但仅在使用复数参数时才会返回复数结果。尝试 log1p(Complex(x))。
堆栈跟踪:
 [1] throw_complex_domainerror(::Symbol, ::Float64) at ./math.jl:31
[...]
source
Base.Math.frexpFunction
frexp(val)

返回 (x,exp),使得 x 的大小在区间 $[1/2, 1)$ 或 0,并且 val 等于 $x \times 2^{exp}$

另见 significand, exponent, ldexp

示例

julia> frexp(6.0)
(0.75, 3)

julia> significand(6.0), exponent(6.0)  # 区间 [1, 2) 代替
(1.5, 2)

julia> frexp(0.0), frexp(NaN), frexp(-Inf)  # 指数会导致错误
((0.0, 0), (NaN, 0), (-Inf, 0))
source
Base.expMethod
exp(x)

计算 x 的自然底数指数,换句话说就是 $ℯ^x$

另请参见 exp2exp10cis

示例

julia> exp(1.0)
2.718281828459045

julia> exp(im * pi) ≈ cis(pi)
true
source
Base.exp2Function
exp2(x)

计算 x 的以 2 为底的指数,换句话说就是 $2^x$

另见 ldexp, <<

示例

julia> exp2(5)
32.0

julia> 2^5
32

julia> exp2(63) > typemax(Int)
true
source
Base.exp10Function
exp10(x)

计算 x 的以 10 为底的指数,换句话说就是 $10^x$

示例

julia> exp10(2)
100.0

julia> 10^2
100
source
Base.Math.modfFunction
modf(x)

返回一个元组 (fpart, ipart),包含一个数字的分数部分和整数部分。两个部分与参数具有相同的符号。

示例

julia> modf(3.5)
(0.5, 3.0)

julia> modf(-3.5)
(-0.5, -3.0)
source
Base.expm1Function
expm1(x)

准确计算 $e^x-1$。它避免了在直接计算 exp(x)-1 时对于小值 x 的精度损失。

示例

julia> expm1(1e-16)
1.0e-16

julia> exp(1e-16) - 1
0.0
source
Base.roundFunction
round([T,] x, [r::RoundingMode])
round(x, [r::RoundingMode]; digits::Integer=0, base = 10)
round(x, [r::RoundingMode]; sigdigits::Integer, base = 10)

对数字 x 进行四舍五入。

如果没有关键字参数,x 将被四舍五入为整数值,返回类型为 T 的值,或者如果没有提供 T,则返回与 x 相同类型的值。如果该值无法用 T 表示,将抛出 InexactError,类似于 convert

如果提供了 digits 关键字参数,则会四舍五入到小数点后指定的位数(如果为负,则在小数点前),以 base 为基数。

如果提供了 sigdigits 关键字参数,则会四舍五入到指定的有效数字,以 base 为基数。

RoundingMode r 控制四舍五入的方向;默认值为 RoundNearest,它四舍五入到最近的整数,平局(0.5 的分数值)将四舍五入到最近的偶数。请注意,如果全局四舍五入模式被更改,round 可能会给出不正确的结果(参见 rounding)。

在四舍五入到浮点类型时,将四舍五入到该类型可表示的整数(和 Inf),而不是实际的整数。Inf 被视为比 floatmax(T) 大一个 ulp,以确定“最近”,类似于 convert

示例

julia> round(1.7)
2.0

julia> round(Int, 1.7)
2

julia> round(1.5)
2.0

julia> round(2.5)
2.0

julia> round(pi; digits=2)
3.14

julia> round(pi; digits=3, base=2)
3.125

julia> round(123.456; sigdigits=2)
120.0

julia> round(357.913; sigdigits=4, base=2)
352.0

julia> round(Float16, typemax(UInt128))
Inf16

julia> floor(Float16, typemax(UInt128))
Float16(6.55e4)
Note

在对二进制浮点数进行操作时,四舍五入到非 2 的指定位数可能不精确。例如,1.15 表示的 Float64 值实际上 小于 1.15,但将被四舍五入为 1.2。例如:

julia> x = 1.15
1.15

julia> big(1.15)
1.149999999999999911182158029987476766109466552734375

julia> x < 115//100
true

julia> round(x, digits=1)
1.2

扩展

要将 round 扩展到新的数值类型,通常只需定义 Base.round(x::NewType, r::RoundingMode)

source
Base.Rounding.RoundNearestConstant
RoundNearest

默认的舍入模式。舍入到最接近的整数,平局(0.5的分数值)舍入到最接近的偶数。

source
Base.Rounding.RoundFromZeroConstant
RoundFromZero

从零舍入。

Julia 1.9

RoundFromZero 至少需要 Julia 1.9。之前的版本仅支持 BigFloatRoundFromZero

示例

julia> BigFloat("1.0000000000000001", 5, RoundFromZero)
1.06
source
Base.roundMethod
round(z::Complex[, RoundingModeReal, [RoundingModeImaginary]])
round(z::Complex[, RoundingModeReal, [RoundingModeImaginary]]; digits=0, base=10)
round(z::Complex[, RoundingModeReal, [RoundingModeImaginary]]; sigdigits, base=10)

返回与复数值 z 最近的整数值,类型与 z 相同,使用指定的 RoundingMode 进行平局处理。第一个 RoundingMode 用于舍入实部,而第二个用于舍入虚部。

RoundingModeRealRoundingModeImaginary 默认为 RoundNearest,它舍入到最近的整数,平局(0.5 的分数值)舍入到最近的偶数整数。

示例

julia> round(3.14 + 4.5im)
3.0 + 4.0im

julia> round(3.14 + 4.5im, RoundUp, RoundNearestTiesUp)
4.0 + 5.0im

julia> round(3.14159 + 4.512im; digits = 1)
3.1 + 4.5im

julia> round(3.14159 + 4.512im; sigdigits = 3)
3.14 + 4.51im
source
Base.ceilFunction
ceil([T,] x)
ceil(x; digits::Integer= [, base = 10])
ceil(x; sigdigits::Integer= [, base = 10])

ceil(x) 返回与 x 相同类型的最接近的整数值,该值大于或等于 x

ceil(T, x) 将结果转换为类型 T,如果向上取整的值无法表示为 T,则会抛出 InexactError

关键字 digitssigdigitsbase 的工作方式与 round 相同。

要支持新类型的 ceil,请定义 Base.round(x::NewType, ::RoundingMode{:Up})

source
Base.floorFunction
floor([T,] x)
floor(x; digits::Integer= [, base = 10])
floor(x; sigdigits::Integer= [, base = 10])

floor(x) 返回与 x 相同类型的最接近的整数值,该值小于或等于 x

floor(T, x) 将结果转换为类型 T,如果向下取整的值无法表示为 T,则会抛出 InexactError

关键字 digitssigdigitsbase 的工作方式与 round 相同。

要支持新类型的 floor,请定义 Base.round(x::NewType, ::RoundingMode{:Down})

source
Base.truncFunction
trunc([T,] x)
trunc(x; digits::Integer= [, base = 10])
trunc(x; sigdigits::Integer= [, base = 10])

trunc(x) 返回与 x 相同类型的最接近的整数值,其绝对值小于或等于 x 的绝对值。

trunc(T, x) 将结果转换为类型 T,如果截断值无法表示为 T,则抛出 InexactError

关键字 digitssigdigitsbase 的工作方式与 round 相同。

要支持 trunc 用于新类型,请定义 Base.round(x::NewType, ::RoundingMode{:ToZero})

另请参见: %, floor, unsigned, unsafe_trunc

示例

julia> trunc(2.22)
2.0

julia> trunc(-2.22, digits=1)
-2.2

julia> trunc(Int, -2.22)
-2
source
Base.unsafe_truncFunction
unsafe_trunc(T, x)

返回类型 T 的最近整数值,其绝对值小于或等于 x 的绝对值。如果该值无法被 T 表示,将返回一个任意值。另见 trunc

示例

julia> unsafe_trunc(Int, -2.2)
-2

julia> unsafe_trunc(Int, NaN)
-9223372036854775808
source
Base.minFunction
min(x, y, ...)

返回参数的最小值,依据 isless。如果任何参数为 missing,则返回 missing。另请参见 minimum 函数以从集合中获取最小元素。

示例

julia> min(2, 5, 1)
1

julia> min(4, missing, 6)
missing
source
Base.maxFunction
max(x, y, ...)

返回参数的最大值,依据 isless。如果任何参数为 missing,则返回 missing。另请参见 maximum 函数以从集合中获取最大元素。

示例

julia> max(2, 5, 1)
5

julia> max(5, missing, 6)
missing
source
Base.minmaxFunction
minmax(x, y)

返回 (min(x,y), max(x,y))

另请参见 extrema,它返回 (minimum(x), maximum(x))

示例

julia> minmax('c','b')
('b', 'c')
source
Base.clampFunction
clamp(x, lo, hi)

如果 lo <= x <= hi,则返回 x。如果 x > hi,则返回 hi。如果 x < lo,则返回 lo。参数会提升到一个共同的类型。

另见 clamp!, min, max

Julia 1.3

missing 作为第一个参数需要至少 Julia 1.3。

示例

julia> clamp.([pi, 1.0, big(10)], 2.0, 9.0)
3-element Vector{BigFloat}:
 3.141592653589793238462643383279502884197169399375105820974944592307816406286198
 2.0
 9.0

julia> clamp.([11, 8, 5], 10, 6)  # 一个 lo > hi 的例子
3-element Vector{Int64}:
  6
  6
 10
source
clamp(x, T)::T

x 限制在 typemin(T)typemax(T) 之间,并将结果转换为类型 T

另见 trunc

示例

julia> clamp(200, Int8)
127

julia> clamp(-200, Int8)
-128

julia> trunc(Int, 4pi^2)
39
source
clamp(x::Integer, r::AbstractUnitRange)

x 限制在范围 r 内。

Julia 1.6

此方法至少需要 Julia 1.6。

source
Base.clamp!Function
clamp!(array::AbstractArray, lo, hi)

array 中的值限制在指定范围内,原地修改。另见 clamp

Julia 1.3

array 中的 missing 条目至少需要 Julia 1.3。

示例

julia> row = collect(-4:4)';

julia> clamp!(row, 0, Inf)
1×9 adjoint(::Vector{Int64}) with eltype Int64:
 0  0  0  0  0  1  2  3  4

julia> clamp.((-4:4)', 0, Inf)
1×9 Matrix{Float64}:
 0.0  0.0  0.0  0.0  0.0  1.0  2.0  3.0  4.0
source
Base.absFunction
abs(x)

x 的绝对值。

abs 应用于有符号整数时,可能会发生溢出,导致返回负值。此溢出仅在 abs 应用于有符号整数的最小可表示值时发生。也就是说,当 x == typemin(typeof(x)) 时,abs(x) == x < 0,而不是 -x,这可能是预期的结果。

另请参见: abs2, unsigned, sign

示例

julia> abs(-3)
3

julia> abs(1 + im)
1.4142135623730951

julia> abs.(Int8[-128 -127 -126 0 126 127])  # 在 typemin(Int8) 处溢出
1×6 Matrix{Int8}:
 -128  127  126  0  126  127

julia> maximum(abs, [1, -2, 3, -4])
4
source
Base.CheckedModule
Checked

Checked 模块提供了内置有符号和无符号整数类型的算术函数,当发生溢出时会抛出错误。它们的命名方式类似于 checked_subchecked_div 等。此外,add_with_overflowsub_with_overflowmul_with_overflow 返回未检查的结果和一个布尔值,表示是否发生了溢出。

source
Base.Checked.checked_absFunction
Base.checked_abs(x)

计算 abs(x),在适用的情况下检查溢出错误。例如,标准的二进制补码有符号整数(例如 Int)无法表示 abs(typemin(Int)),因此会导致溢出。

溢出保护可能会带来明显的性能损失。

source
Base.Checked.checked_negFunction
Base.checked_neg(x)

计算 -x,在适用的情况下检查溢出错误。例如,标准的二进制补码有符号整数(例如 Int)无法表示 -typemin(Int),因此会导致溢出。

溢出保护可能会带来明显的性能损失。

source
Base.Checked.checked_addFunction
Base.checked_add(x, y)

计算 x+y,在适用的情况下检查溢出错误。

溢出保护可能会带来明显的性能损失。

source
Base.Checked.checked_subFunction
Base.checked_sub(x, y)

计算 x-y,在适用的情况下检查溢出错误。

溢出保护可能会带来明显的性能损失。

source
Base.Checked.checked_mulFunction
Base.checked_mul(x, y)

计算 x*y,在适用的情况下检查溢出错误。

溢出保护可能会带来明显的性能损失。

source
Base.Checked.checked_divFunction
Base.checked_div(x, y)

计算 div(x,y),在适用的情况下检查溢出错误。

溢出保护可能会带来明显的性能损失。

source
Base.Checked.checked_remFunction
Base.checked_rem(x, y)

计算 x%y,在适用的情况下检查溢出错误。

溢出保护可能会带来明显的性能损失。

source
Base.Checked.checked_fldFunction
Base.checked_fld(x, y)

计算 fld(x,y),在适用的情况下检查溢出错误。

溢出保护可能会带来明显的性能损失。

source
Base.Checked.checked_modFunction
Base.checked_mod(x, y)

计算 mod(x,y),在适用的情况下检查溢出错误。

溢出保护可能会带来明显的性能损失。

source
Base.Checked.checked_cldFunction
Base.checked_cld(x, y)

计算 cld(x,y),在适用的情况下检查溢出错误。

溢出保护可能会带来明显的性能损失。

source
Base.Checked.checked_powFunction
Base.checked_pow(x, y)

计算 ^(x,y),在适用的情况下检查溢出错误。

溢出保护可能会带来明显的性能损失。

source
Base.abs2Function
abs2(x)

x 的平方绝对值。

这比 abs(x)^2 更快,特别是对于复杂数,因为 abs(x) 需要通过 hypot 计算平方根。

另见 abs, conj, real

示例

julia> abs2(-3)
9

julia> abs2(3.0 + 4.0im)
25.0

julia> sum(abs2, [1+2im, 3+4im])  # LinearAlgebra.norm(x)^2
30
source
Base.copysignFunction
copysign(x, y) -> z

返回 z,其大小与 x 相同,符号与 y 相同。

示例

julia> copysign(1, -2)
-1

julia> copysign(-1, 2)
1
source
Base.signFunction
sign(x)

如果 x==0,返回零,否则返回 $x/|x|$(即,对于实数 x,返回 ±1)。

另请参见 signbitzerocopysignflipsign

示例

julia> sign(-4.0)
-1.0

julia> sign(99)
1

julia> sign(-0.0)
-0.0

julia> sign(0 + im)
0.0 + 1.0im
source
Base.signbitFunction
signbit(x)

如果 x 的符号值为负,则返回 true,否则返回 false

另请参见 signcopysign

示例

julia> signbit(-4)
true

julia> signbit(5)
false

julia> signbit(5.5)
false

julia> signbit(-4.1)
true
source
Base.flipsignFunction
flipsign(x, y)

如果 y 为负,则返回 x 的符号翻转。例如 abs(x) = flipsign(x,x)

示例

julia> flipsign(5, 3)
5

julia> flipsign(5, -3)
-5
source
Base.sqrtMethod
sqrt(x)

返回 $\sqrt{x}$

对于负的 Real 参数会抛出 DomainError。请改用复数负参数。请注意,sqrt 在负实轴上有一个分支切割。

前缀运算符 等同于 sqrt

另请参见: hypot

示例

julia> sqrt(big(81))
9.0

julia> sqrt(big(-81))
ERROR: DomainError with -81.0:
NaN result for non-NaN input.
Stacktrace:
 [1] sqrt(::BigFloat) at ./mpfr.jl:501
[...]

julia> sqrt(big(complex(-81)))
0.0 + 9.0im

julia> sqrt(-81 - 0.0im)  # -0.0im 在分支切割下方
0.0 - 9.0im

julia> .√(1:4)
4-element Vector{Float64}:
 1.0
 1.4142135623730951
 1.7320508075688772
 2.0
source
Base.isqrtFunction
isqrt(n::Integer)

整数平方根:最大的整数 m,使得 m*m <= n

julia> isqrt(5)
2
source
Base.Math.cbrtMethod
cbrt(x::Real)

返回 x 的立方根,即 $x^{1/3}$。接受负值(当 $x < 0$ 时返回负实根)。

前缀运算符 等价于 cbrt

示例

julia> cbrt(big(27))
3.0

julia> cbrt(big(-27))
-3.0
source
Base.realFunction
real(z)

返回复数 z 的实部。

另请参见:imag, reim, complex, isreal, Real

示例

julia> real(1 + 3im)
1
source
real(T::Type)

返回表示类型 T 的值的实部的类型。例如:对于 T == Complex{R},返回 R。等价于 typeof(real(zero(T)))

示例

julia> real(Complex{Int})
Int64

julia> real(Float64)
Float64
source
real(A::AbstractArray)

返回一个数组,包含数组 A 中每个条目的实部。

等价于 real.(A),但当 eltype(A) <: Real 时,A 会被直接返回而不进行复制,并且当 A 具有零维时,返回一个0维数组(而不是标量)。

示例

julia> real([1, 2im, 3 + 4im])
3-element Vector{Int64}:
 1
 0
 3

julia> real(fill(2 - im))
0-dimensional Array{Int64, 0}:
2
source
Base.imagFunction
imag(z)

返回复数 z 的虚部。

另请参见:conj, reim, adjoint, angle

示例

julia> imag(1 + 3im)
3
source
imag(A::AbstractArray)

返回一个数组,包含数组 A 中每个条目的虚部。

等价于 imag.(A),但当 A 具有零维时,返回一个0维数组(而不是标量)。

示例

julia> imag([1, 2im, 3 + 4im])
3-element Vector{Int64}:
 0
 2
 4

julia> imag(fill(2 - im))
0-dimensional Array{Int64, 0}:
-1
source
Base.reimFunction
reim(z)

返回复数 z 的实部和虚部的元组。

示例

julia> reim(1 + 3im)
(1, 3)
source
reim(A::AbstractArray)

返回一个包含两个数组的元组,分别包含 A 中每个条目的实部和虚部。

等价于 (real.(A), imag.(A)),但当 eltype(A) <: Real 时,A 会在不复制的情况下返回以表示实部,并且当 A 具有零维时,返回一个0维数组(而不是标量)。

示例

julia> reim([1, 2im, 3 + 4im])
([1, 0, 3], [0, 2, 4])

julia> reim(fill(2 - im))
(fill(2), fill(-1))
source
Base.conjFunction
conj(z)

计算复数 z 的共轭。

另见:angle, adjoint

示例

julia> conj(1 + 3im)
1 - 3im
source
conj(A::AbstractArray)

返回一个数组,其中包含数组 A 中每个条目的复共轭。

等价于 conj.(A),但当 eltype(A) <: Real 时,A 会在不复制的情况下返回,并且当 A 具有零维时,返回一个零维数组(而不是标量)。

示例

julia> conj([1, 2im, 3 + 4im])
3-element Vector{Complex{Int64}}:
 1 + 0im
 0 - 2im
 3 - 4im

julia> conj(fill(2 - im))
0-dimensional Array{Complex{Int64}, 0}:
2 + 1im
source
Base.angleFunction
angle(z)

计算复数 z 的相位角(以弧度为单位)。

返回一个数字 -pi ≤ angle(z) ≤ pi,因此在负实轴上是不连续的。

另见: atan, cis, rad2deg.

示例

julia> rad2deg(angle(1 + im))
45.0

julia> rad2deg(angle(1 - im))
-45.0

julia> rad2deg(angle(-1 + 1e-20im))
180.0

julia> rad2deg(angle(-1 - 1e-20im))
-180.0
source
Base.cisFunction
cis(x)

通过使用欧拉公式:$\cos(x) + i \sin(x) = \exp(i x)$,提供了比 exp(im*x) 更高效的方法。

另请参见 cispi, sincos, exp, angle

示例

julia> cis(π) ≈ -1
true
source
Base.cispiFunction
cispi(x)

cis(pi*x) 的更精确方法(特别是对于较大的 x)。

另请参见 cis, sincospi, exp, angle

示例

julia> cispi(10000)
1.0 + 0.0im

julia> cispi(0.25 + 1im)
0.030556854645954562 + 0.03055685464595456im
Julia 1.6

此函数需要 Julia 1.6 或更高版本。

source
Base.binomialFunction
binomial(n::Integer, k::Integer)

二项式系数 $\binom{n}{k}$ 是多项式展开 $(1+x)^n$ 中第 $k$ 项的系数。

如果 $n$ 是非负的,那么它表示从 $n$ 个项目中选择 k 个的方式数:

\[\binom{n}{k} = \frac{n!}{k! (n-k)!}\]

其中 $n!$factorial 函数。

如果 $n$ 是负的,那么它根据以下恒等式定义:

\[\binom{n}{k} = (-1)^k \binom{k-n-1}{k}\]

另见 factorial

示例

julia> binomial(5, 3)
10

julia> factorial(5) ÷ (factorial(5-3) * factorial(3))
10

julia> binomial(-5, 3)
-35

外部链接

source
binomial(x::Number, k::Integer)

广义二项式系数,对于 k ≥ 0 由多项式定义

\[\frac{1}{k!} \prod_{j=0}^{k-1} (x - j)\]

k < 0 时返回零。

对于整数 x 的情况,这等同于普通的整数二项式系数

\[\binom{n}{k} = \frac{n!}{k! (n-k)!}\]

对非整数 k 的进一步推广在数学上是可能的,但涉及伽马函数和/或贝塔函数,这些在Julia标准库中没有提供,但在外部包如 SpecialFunctions.jl 中可用。

外部链接

source
Base.factorialFunction
factorial(n::Integer)

n 的阶乘。如果 n 是一个 Integer,则阶乘作为整数计算(提升到至少 64 位)。请注意,如果 n 不小,这可能会导致溢出,但您可以使用 factorial(big(n)) 来以任意精度精确计算结果。

另见 binomial

示例

julia> factorial(6)
720

julia> factorial(21)
ERROR: OverflowError: 21 is too large to look up in the table; consider using `factorial(big(21))` instead
Stacktrace:
[...]

julia> factorial(big(21))
51090942171709440000

外部链接

source
Base.gcdFunction
gcd(x, y...)

最大公约数(正数)(如果所有参数为零,则为零)。参数可以是整数和有理数。

Julia 1.4

有理数参数需要 Julia 1.4 或更高版本。

示例

julia> gcd(6, 9)
3

julia> gcd(6, -9)
3

julia> gcd(6, 0)
6

julia> gcd(0, 0)
0

julia> gcd(1//3, 2//3)
1//3

julia> gcd(1//3, -2//3)
1//3

julia> gcd(1//3, 2)
1//3

julia> gcd(0, 0, 10, 15)
5
source
Base.lcmFunction
lcm(x, y...)

最小公倍数(正数)(如果任何参数为零,则为零)。参数可以是整数和有理数。

Julia 1.4

有理数参数需要 Julia 1.4 或更高版本。

示例

julia> lcm(2, 3)
6

julia> lcm(-2, 3)
6

julia> lcm(0, 3)
0

julia> lcm(0, 0)
0

julia> lcm(1//3, 2//3)
2//3

julia> lcm(1//3, -2//3)
2//3

julia> lcm(1//3, 2)
2//1

julia> lcm(1, 3, 5, 7)
105
source
Base.gcdxFunction
gcdx(a, b)

计算 ab 的最大公约数(正)及其贝祖系数,即满足 $ua+vb = d = gcd(a, b)$ 的整数系数 uvgcdx(a, b) 返回 $(d, u, v)$

参数可以是整数和有理数。

Julia 1.4

有理数参数需要 Julia 1.4 或更高版本。

示例

julia> gcdx(12, 42)
(6, -3, 1)

julia> gcdx(240, 46)
(2, -9, 47)
Note

贝祖系数 不是 唯一确定的。gcdx 返回通过扩展欧几里得算法计算的最小贝祖系数。(参考:D. Knuth, TAoCP, 2/e, p. 325, 算法 X。)对于有符号整数,这些系数 uv$|u| < |b/d|$$|v| < |a/d|$ 的意义下是最小的。此外,uv 的符号被选择为使得 d 为正。对于无符号整数,系数 uv 可能接近它们的 typemax,此时等式仅通过无符号整数的模运算成立。

source
Base.ispow2Function
ispow2(n::Number) -> Bool

测试 n 是否为整数的二次幂。

另见 count_ones, prevpow, nextpow

示例

julia> ispow2(4)
true

julia> ispow2(5)
false

julia> ispow2(4.5)
false

julia> ispow2(0.25)
true

julia> ispow2(1//8)
true
Julia 1.6

在 Julia 1.6 中添加了对非 Integer 参数的支持。

source
Base.nextpowFunction
nextpow(a, x)

最小的 a^n 不小于 x,其中 n 是非负整数。a 必须大于 1,x 必须大于 0。

另见 prevpow

示例

julia> nextpow(2, 7)
8

julia> nextpow(2, 9)
16

julia> nextpow(5, 20)
25

julia> nextpow(4, 16)
16
source
Base.prevpowFunction
prevpow(a, x)

不大于 x 的最大 a^n,其中 n 是非负整数。a 必须大于 1,x 必须不小于 1。

另请参见 nextpowisqrt

示例

julia> prevpow(2, 7)
4

julia> prevpow(2, 9)
8

julia> prevpow(5, 20)
5

julia> prevpow(4, 16)
16
source
Base.nextprodFunction
nextprod(factors::Union{Tuple,AbstractVector}, n)

大于或等于 n 的下一个整数,可以表示为 $\prod k_i^{p_i}$,其中 $p_1$$p_2$ 等为整数,$k_i$factors 中的因子。

示例

julia> nextprod((2, 3), 105)
108

julia> 2^2 * 3^3
108
Julia 1.6

接受元组的方法需要 Julia 1.6 或更高版本。

source
Base.invmodFunction
invmod(n::Integer, m::Integer)

n 在模 m 下的逆:y 使得 $n y = 1 \pmod m$,并且 $div(y,m) = 0$。如果 $m = 0$,或者 $gcd(n,m) \neq 1$,则会抛出错误。

示例

julia> invmod(2, 5)
3

julia> invmod(2, 3)
2

julia> invmod(5, 6)
5
source
invmod(n::Integer, T) where {T <: Base.BitInteger}
invmod(n::T) where {T <: Base.BitInteger}

计算类型为 T 的整数环中 n 的模逆,即模 2^N,其中 N = 8*sizeof(T)(例如,对于 Int32N = 32)。换句话说,这些方法满足以下恒等式:

n * invmod(n) == 1
(n * invmod(n, T)) % T == 1
(n % T) * invmod(n, T) == 1

请注意,这里的 * 是整数环 T 中的模乘法。

将整数类型所隐含的模数作为显式值指定通常不方便,因为根据定义,模数太大而无法由该类型表示。

模逆的计算效率远高于一般情况,使用的算法在 https://arxiv.org/pdf/2204.04342.pdf 中进行了描述。

Julia 1.11

invmod(n)invmod(n, T) 方法需要 Julia 1.11 或更高版本。

source
Base.powermodFunction
powermod(x::Integer, p::Integer, m)

计算 $x^p \pmod m$

示例

julia> powermod(2, 6, 5)
4

julia> mod(2^6, 5)
4

julia> powermod(5, 2, 20)
5

julia> powermod(5, 2, 19)
6

julia> powermod(5, 3, 19)
11
source
Base.ndigitsFunction
ndigits(n::Integer; base::Integer=10, pad::Integer=1)

计算以 base 进制表示的整数 n 的位数(base 不能为 [-1, 0, 1]),可选地用零填充到指定大小(结果永远不会小于 pad)。

另见 digits, count_ones.

示例

julia> ndigits(0)
1

julia> ndigits(12345)
5

julia> ndigits(1022, base=16)
3

julia> string(1022, base=16)
"3fe"

julia> ndigits(123, pad=5)
5

julia> ndigits(-123)
3
source
Base.add_sumFunction
Base.add_sum(x, y)

sum 中使用的归约运算符。与 + 的主要区别在于小整数会被提升为 Int/UInt

source
Base.widemulFunction
widemul(x, y)

xy 相乘,结果为更大的类型。

另见 promote, Base.add_sum.

示例

julia> widemul(Float32(3.0), 4.0) isa BigFloat
true

julia> typemax(Int8) * typemax(Int8)
1

julia> widemul(typemax(Int8), typemax(Int8))  # == 127^2
16129
source
Base.Math.evalpolyFunction
evalpoly(x, p)

评估多项式 $\sum_k x^{k-1} p[k]$,其中系数为 p[1]p[2] 等;也就是说,系数按 x 的幂的升序给出。如果系数的数量是静态已知的,即当 p 是一个 Tuple 时,循环将在编译时展开。该函数使用霍纳法则生成高效代码,如果 x 是实数,或者使用类似 Goertzel 的 [DK62] 算法,如果 x 是复数。

Julia 1.4

此函数需要 Julia 1.4 或更高版本。

示例

julia> evalpoly(2, (1, 2, 3))
17
source
Base.Math.@evalpolyMacro
@evalpoly(z, c...)

计算多项式 $\sum_k z^{k-1} c[k]$,其中系数为 c[1]c[2],...;也就是说,系数按 z 的幂的升序给出。此宏扩展为高效的内联代码,使用霍纳法则,或者对于复数 z,使用更高效的类似 Goertzel 的算法。

另见 evalpoly

示例

julia> @evalpoly(3, 1, 0, 1)
10

julia> @evalpoly(2, 1, 0, 1)
5

julia> @evalpoly(2, 1, 1, 1)
7
source
Base.FastMath.@fastmathMacro
@fastmath expr

执行转换后的表达式,该表达式调用可能违反严格 IEEE 语义的函数。这允许以最快的方式进行操作,但结果是未定义的 – 在执行此操作时要小心,因为它可能会改变数值结果。

这设置了 LLVM Fast-Math flags,并对应于 clang 中的 -ffast-math 选项。有关更多详细信息,请参见 性能注释的说明

示例

julia> @fastmath 1+2
3

julia> @fastmath(sin(3))
0.1411200080598672
source

Customizable binary operators

一些 Unicode 字符可以用来定义支持中缀表示法的新二元运算符。例如 ⊗(x,y) = kron(x,y) 定义了 (外积)函数为克罗内克积,并且可以使用中缀语法调用它:C = A ⊗ B,也可以使用通常的前缀语法 C = ⊗(A,B)

其他支持此类扩展的字符包括 \odot 和 \oplus

完整列表在解析器代码中:https://github.com/JuliaLang/julia/blob/master/src/julia-parser.scm

那些像 * 一样被解析的(就优先级而言)包括 * / ÷ % & ⋅ ∘ × |\\| ∩ ∧ ⊗ ⊘ ⊙ ⊚ ⊛ ⊠ ⊡ ⊓ ∗ ∙ ∤ ⅋ ≀ ⊼ ⋄ ⋆ ⋇ ⋉ ⋊ ⋋ ⋌ ⋏ ⋒ ⟑ ⦸ ⦼ ⦾ ⦿ ⧶ ⧷ ⨇ ⨰ ⨱ ⨲ ⨳ ⨴ ⨵ ⨶ ⨷ ⨸ ⨻ ⨼ ⨽ ⩀ ⩃ ⩄ ⩋ ⩍ ⩎ ⩑ ⩓ ⩕ ⩘ ⩚ ⩜ ⩞ ⩟ ⩠ ⫛ ⊍ ▷ ⨝ ⟕ ⟖ ⟗,而那些像 + 一样被解析的包括 + - |\|| ⊕ ⊖ ⊞ ⊟ |++| ∪ ∨ ⊔ ± ∓ ∔ ∸ ≏ ⊎ ⊻ ⊽ ⋎ ⋓ ⟇ ⧺ ⧻ ⨈ ⨢ ⨣ ⨤ ⨥ ⨦ ⨧ ⨨ ⨩ ⨪ ⨫ ⨬ ⨭ ⨮ ⨹ ⨺ ⩁ ⩂ ⩅ ⩊ ⩌ ⩏ ⩐ ⩒ ⩔ ⩖ ⩗ ⩛ ⩝ ⩡ ⩢ ⩣ 还有许多其他与箭头、比较和幂相关的符号。

  • DK62Donald Knuth, Art of Computer Programming, Volume 2: Seminumerical Algorithms, Sec. 4.6.4.