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Julia 与 R:该学哪一个?

比较 Julia 与 R 编程语言的主要差异点,并了解这两项技能当前各自的就业市场。
Joleen Bothma
Joleen Bothma

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在编程语言的迷宫中穿行可能让人不知所措,尤其当您刚接触数据科学与数据分析时。当前两门常见的竞品语言是 Julia 和 R。本文将比较 Julia 与 R 编程语言的主要元素,说明它们彼此的差异,并探讨这两项技能在当下的就业市场。

Julia 与 R 概览

R 编程语言是一款专门的统计软件,至今已有近 30 年历史。它是一门成熟的编程语言,拥有大量软件包,几乎能满足您想实现的任何需求。不过,它主要用于统计应用,包括数据科学以及几乎所有形式的数据分析与数据处理。我们提供了R 入门课程,可让您迅速掌握基础知识。

对于更通用的编程任务,人们通常会选择 R 以外的语言。其中之一是 Julia,这是一门仅有约 10 年历史的较新编程语言。Julia 专注于各类科学计算,同时也能胜任通用编程。Julia 最突出的特性是速度快。它在处理海量数据与复杂计算时依然极速且易用。想要快速了解 Julia,欢迎查看我们的课程。

如何选择编程语言

当您进入数据科学、数据分析或统计等与数据相关的领域时,必须选择一门要学习的编程语言。这个决定受多个因素影响,例如您想加入的行业以及工作性质。您可以在另一篇文章中阅读有关数据科学家的热门编程语言。

不过,选择编程语言的关键在于尽快开始。没有任何一门语言能完美解决所有问题。有些语言在解决特定问题时更合适或更高效。因此,在您的数据职业生涯中,很可能需要学习不止一门编程语言以及其他工具。

同样重要的是,每次专注于一门语言,这样比同时学多门更容易更快掌握。

R 是非常不错的第一门编程语言选择。不过,Julia 也正迅速成为有力竞争者,无论是新手还是有经验的程序员或分析师都值得考虑。我们还有一篇博文探讨Julia 的崛起以及是否值得学习。

Julia 与 R 对比

Julia 和 R 都是为了数据分析与数据处理而设计的专用编程语言。这使它们成为数据科学家、数据分析师和统计学家的理想选择。

本节将从以下四个主要方面比较这两门语言的不同之处:

  • IDE 与笔记本
  • 语法
  • 软件包
  • 资源与支持

IDE 与笔记本

交互式开发环境(IDE)是一种用于编写、测试和调试代码的应用程序,通常集成在单一的图形用户界面中。它们提供许多功能,帮助您更快开发新应用与解决方案。

最常见的 IDE 是 Visual Studio Code,简称 VSCode。您可以为 VSCode 添加社区构建的扩展,几乎支持所有编程语言,包括 Julia 和 R。不过,在 Julia 用户中,VSCode 最受欢迎,且配合 Julia for VSCode 扩展使用。

R-Studio 是与 R 编程语言几乎划等号的 IDE。几乎很难找到不用或至少没尝试过 R-Studio 作为 IDE 的 R 程序员。R-Studio 也支持其他语言,如 Julia 和 Python。查看我们的完整R-Studio 指南了解更多信息。

就笔记本工具而言,Julia 和 R 都可以使用 Jupyter Notebooks。Jupyter 这个名字实际上来自 Julia、Python 和 R 的组合。您可以查看我们的Jupyter 速查表,进一步了解该笔记本应用。

尽管 Jupyter 已在数据科学领域非常普及,但它也存在一些缺点,尤其是在版本控制和响应性方面。此时,R 和 Julia 可以借助更专业的笔记本软件来弥补这些不足。

R-Studio IDE 提供了 R Markdown 文件格式,可在笔记本中编写代码。而 Julia 则有一个名为 Pluto 的专用笔记本软件包。Pluto 笔记本具备响应式与交互性,确保代码单元始终保持最新,并允许您添加诸如滑块和输入框等交互元素。

语法

Julia 和 R 在语法上有相似之处,因为两者都是动态类型、解释型语言,并且具有相同的控制结构,如循环和条件逻辑。您可以通过以下速查表快速查阅这些语言的语法:

不过,比较 R 和 Julia 时,语法上有两点需要重点考虑:

  • 单分派与多分派
  • 向量化

R 通过 S3 与 S4 两套体系实现面向对象编程。R 的最初实现是在 S3 体系中采用单分派,根据函数第一个参数的类来确定最合适的方法。而较新的 S4 体系采用多分派,在选择要调用的最合适方法时会匹配类型。

多分派是 Julia 设计中的内置特性,其实现非常直观且速度极快。

此外,Julia 不需要编写向量化代码也能拥有极高的速度;而在 R 中,为提升速度与性能,向量化代码几乎是必需的。

软件包

CRAN 代码库中收录了将近 19,000 个R 软件包,数量相当可观!由于 R 已流行数十年,R 的用户与专家有充足时间来构建并提交自己的软件包。这使得 R 成为一门极其多才多艺的语言,能够为众多问题提供解决方案。

另一方面,Julia 的通用注册表上登记的软件包超过 7,400 个。由于 Julia 仍是一门相对年轻的语言,它还需要时间才能追上像 R 这样的成熟语言。

R 与 Julia 都允许彼此调用函数,也能调用其他语言(如 Python)的函数。一个很好的例子是流行的 Python 深度学习包 Keras,R 和 Julia 都可以调用。不过,缺点是您会失去被调用语言的一些优势。例如,在 Julia 中调用 Python 包时,您可能会丧失 Julia 在速度和多分派方面的优势。

此外,R 与 Julia 在包管理方面都表现出色。R 有专门的包与依赖管理库——Packrat 和 renv。二者都能创建隔离的项目环境并跟踪包依赖。

Julia 具有名为 Pkg 的内置包管理器,负责安装、更新与移除包。Pkg 允许在本地环境中管理软件包,所有信息存储在本地清单文件中,也可以纳入版本控制。更出色的是,Julia 的 Pkg 支持环境可堆叠,这意味着您可以在当前环境中使用其他环境的包及其依赖。

资源与支持

由于 R 的流行与广泛采用,其资源与社区支持远多于 Julia。举例来说,我们比较了(撰写本文时)Stack Overflow 上活跃问题的数量:R 约有 47 万个,而 Julia 仅约 1.1 万个。这反映出两种语言的用户规模差异显著。

不过,如今关于 Julia 的资源也已相当丰富,且随着用户群与知名度的增长不断增加。Julia 社区也非常活跃,并欢迎新手加入。这一点可从目前 Stack Overflow 上未回答问题的比例看出:R 约为 26%,而 Julia 仅为 15%。

R 与 Julia 对比表

我们将两种语言的信息汇总成表格,帮助您把握关键的相似点与差异点:

特性

Julia

R

IDE 与笔记本

VSCode,Pluto 笔记本(响应式与交互式)

R-Studio,R Markdown 笔记本

语法

多分派,无需向量化

单分派,需要向量化

软件包

注册表中超过 7,400 个包

CRAN 上近 19,000 个包

资源与支持

强大的在线社区与文档

强大的在线社区与深厚历史积淀

知名特性

高速性能

包数量庞大、通用性强

与其他语言的互操作性

可调用其他语言的函数,包括 R 与 Python

可调用其他语言的函数,包括 Julia 与 Python

该表格提供了 Julia 与 R 之间主要差异的高层概览。需要注意的是,这并非穷尽两种语言全部差异的清单;在为特定项目选择 Julia 或 R 时,可能还需考虑其他因素。

Julia 与 R 的就业市场

R 在学术界与商业领域的采用远高于 Julia,因此如果您能证明自己熟练使用 R,相对更容易找到相关工作。

尽管目前较少有企业在数据科学与分析项目中使用 Julia,但 Julia 正在逐步走红。我们有一篇博文探讨Julia 编程的应用场景。如果您想了解当今 Julia 的用途,请查看。企业已开始认识到使用 Julia 来解决业务问题的巨大价值,尤其是在生产环境中运行 Julia 代码所带来的潜在成本节约,这得益于 Julia 惊人的速度与性能。

为了解这两项技能的就业前景,我们比较了美国(按 LinkedIn 统计)以 R 和 Julia 为技能要求的职位空缺。目前 R 的在招职位超过 150,000 个,而 Julia 仅约 1,190 个。

结论

数据科学与数据分析是不断演进的领域,您需要使用并基于不止一种工具或语言开发解决方案。因此,在开启数据职业生涯之初,您需要先选择一门语言学习——可以是 R、Julia、Python、MATLAB、SAS,甚至 C。

然而,最重要的是尽快做出选择并开始行动。最终,您需要扩展技能组合,强烈建议学习第二门编程语言。您也可能在此过程中掌握多种工具——例如 Power BI 和 Tableau 等数据可视化工具。您还可以通过 DataCamp 的学习路径学习使用 R 进行数据可视化。

基于 R 的流行度以及当今商业领域的大量职位空缺,R 会是数据科学及相关领域初学者的绝佳首选。但如果您已在与数据相关的岗位工作了几年,不妨考虑拓展到 Julia,它可能为您当前或未来的雇主带来显著收益。

Julia 与 R 常见问题

Julia 比 R 更快吗?

Julia 以其快速性能著称,尤其在数值与科学计算方面表现突出。R 的速度不及 Julia,但其拥有大量软件包且通用性强,在某些项目中可能更适合作为首选。

我可以在同一个项目中同时使用 R 和 Julia 吗?

是的,R 与 Julia 之间可以互相调用函数,也可以调用其他语言(如 Python)的函数。如果您希望在同一项目中同时发挥两种语言的优势,这会非常有用。

两种语言能否使用相同的工具与资源?

R 与 Julia 都可配合 Jupyter Notebooks 使用,并且都拥有强大的在线社区与文档。不过,每种语言也有各自的专用工具与资源,例如 R 的 R-Studio 与 Julia 的 Pluto 笔记本。

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