# Mojo

#### Python-совместимый язык с производительностью Си — от Криса Лэттнера

2 мая 2023 года Modular (одна из компаний-лидеров в сфере AI-инфраструктуры) анонсировала язык программирования Mojo, обещающий полную совместимость с Python в сочетании со сверх-высокой производительностью.

В компании утверждают, что автоматическое низкоуровневое распараллеливание, возможности строгой типизации и статической компиляции уже на самых ранних этапах развития языка позволяют достичь скорости, превосходящей Python в 35 000 раз!

### А авторы кто?
Прежде всего возникает подозрение: а не проходной ли это проект на волне популярности вокруг ИИ?

Здесь, конечно, время всё расставит на свои места, однако создатели у языка ещё какие:

![ ](Letner.jpg)

Крис Лэттнер (со основатель и директор Modular)

В прошлом — один из ключевых разработчиков языка Swift, компилятора Clang, а также технологий LLVM и MLIR. До основания Modular AI работал в Google, Tesla, Apple.

![ ](davis.jpg)

Тим Дэвис (со основатель и руководитель продукта)

Привнёс значительный вклад в разработку и масштабирование Google Brain проектов, а также TensorFlow.

... и множество других опытных разработчиков.

### Так что же нам обещают?
Синтаксис Питона с минимальными изменениями
Даже нововведения в Mojo разработчики постарались сделать максимально схожими с Python:

![ ](pr1.jpg)
##### Пример кода на Mojo.

### Доступ к библиотекам Python
Честно, доступ есть ещё далеко не ко всем, но к нескольким самым известным (Numpy, Matplotlob) разработчики его всё-таки наладили.

![ ](pr2.jpg)
##### Пример доступа к pyplot через импорт модулей



В целом, это работает следующим образом: сначала импортируется любой модуль Python, затем его можно использовать как угодно.

![ ](pr3.jpg)
##### Пример с NumPy

К сожалению, сейчас имеется возможность импорта только модуля целиком (выхватить только парочку функций не выйдет).

Можно даже импортировать собственные модули:

![ ](pr4.jpg)
##### питоновский print тоже придётся импортировать

### И прочие громкие слова
Благодаря такой гибкости по отношению к Питону, Mojo будет возможно точечно встраивать в уже готовые модели, переопределять операции с его помощью, пользоваться супер-быстрыми реализациями многих алгоритмов, и т.п.

Обо всех подробностях низкоуровневых усовершенствований, распараллеливания, статической компиляции и прочих фишках, влияющих на производительность, подробно рассказано в документации.

Утверждается, например, что на алгоритме вычисления и построения множества Мандельброта Mojo справляется быстрее Питона в 35 000 (!) раз:

![ ](pr5.jpg)
##### этот алгоритм, кстати, лежит у них здесь

### Немного о синтаксисе
Довольно об особенностях, давайте перейдём к конкретике и рассмотрим несколько основных особенностей кода языка Mojo.

Здесь будет приведено лишь краткое описание нескольких основных программных нововведений в синтаксис Питона — всё это, и ещё больше, в подробнейшем виде расписано в документации.

#### let и var
Mojo позволяет объявлять переменные среды с ограниченной областью.

* let — неизменяемая переменная,

* var — изменяемая.

Такой синтаксис также поддерживает спецификаторы типа и отложенную инициализацию:
![ ](pr6.jpg)
###### стоит заметить, что "неявные" переменные из Питона также поддерживаются


### struct как замена class
struct в Mojo, как и class в Питоне, может содержать методы, поля, декораторы, перегрузку операторов — но есть существенное различие.

* Классы в Питоне динамические — они допускают добавление и подмену методов и значений в рантайме, жертвуя при этом производительностью.

* Структуры в Mojo статические — они формируются во время компиляции, не позволяя вносить изменения в рантайме. Помимо лучшей безопасности, такой подход позволяет выигрывать в производительности.

![ ](pr7.jpg)
##### простейший пример структуры

Важно также заметить, что структура обязывает объявлять поля в ней через let или var.

### Строгая типизация
Mojo позволяет пользоваться гибкой системой типов Питона, но также предоставляет систему типов и механизм для контроля операций с ними.

Простейший способ использовать эту систему контроля — просто писать код в структурах (как уже говорилось, это связывает переменные с их типами во время компиляции), что не позволит случиться подобным ситуациям:

![ ](pr8.jpg)
##### пример попытки применения несовместимого оператора

 Кстати, почему Int, а не int?

Дело в том, что питоновский int "отягощён" множеством дополнительных возможностей, как работа с большими числами или сравнение значений. Тип Int в Mojo наоборот очень простой и лёгкий, что позволяет значительно повысить скорость работы с ним.

#### fn как строгая версия def
В Mojo есть свой вариант синтаксиса функции — fn. Он полностью взаимозаменяем с def, однако накладывает ряд ограничений:

Значения аргументов по умолчанию неизменяемы в теле функции, что исключает случайные изменения и позволяет использовать неизменяемые типы в качестве аргументов.

Для всех аргументов (кроме self) и для возвращаемого значения требуется указать тип.

Все локальные переменные должны быть объявлены явно (ой, тавтология).
### В заключение
Хоть этот, безусловно, интересный язык сейчас находится в версии 0.1, не поддерживает многие концепции Питона и был анонсирован несколько дней назад, он уже показывает себя достаточно серьёзным.

## Литература
https://habr.com/ru/articles/734318/