2021-011 🥚格子語言

「人人都能創作程式，說說非人類語言」，漸漸成為有趣的現象，2021全球程式設計師總量超過兩千三百萬人，差不多「剛剛好」填滿整個臺灣。

看起來好像嚇嚇叫，然而會操作 Excel 試算表的使用者有多少呢？7.5億人，天啊，這是什麼概念？把日本+韓國+美國全部總人口加起來，還不到 7.5 億人。可見，寫程式，這件事，仍然有很大的進步空間，說到底，「非人類語言」這種跟電腦溝通的東西，還是有一些些門檻。

我們有個信念，「人人都能創作程式」，而且並不是寫寫 Hello World 跟世界打招呼而已喔，而是能夠製作出價值創造，可以解放奔放創意，讓整個網路世界跟著我們的思維嘰哩咕嚕轉起來的那種，很好玩的東西。

有兩種很有趣的途徑有機會辦到這樣的設計，第一種是直接跟 AI 人工智慧交談，透過對談就可以把程式碼寫出來，完成許多重複性的任務。這種人工智慧的對談，最理想是能先限定某種專業領域，這樣電腦比較容易完成有限範圍的程式創作。我的八歲女兒兔兔，如果可以這樣用講話來寫程式，實在也是一種很有趣的思維訓練。這種能夠與人類透過交談寫程式的 AI 難度稍高一些，我們放在比較後面來發明好了。

另外還有一種比較簡單的途徑，是運用這 7.5 億人口已經學會的 Excel 試算表，進行程式創作，消弭程式設計的幾項困擾：

001 從無到有寫程式很難，但複製已經能跑的模板來修修改改，會相對輕鬆很多

002 初學者對於指令很難背誦，填空題很難，但指令若改為限定範圍的選擇題，好多了

003 領域專家很容易利用試算表發明自己的專屬描述語言，但需要能編譯為高效能執行碼

我們發現第三點尤其重要，我們的工作當中經常碰到環境工程領域的專家，可以非常精確的描述各種空氣污染物種的生成關聯性，有物理知識，也有化學知識。但碰到寫程式，就得仰賴程式設計師翻譯為資料科學的預測程式碼，這樣的翻譯溝通過程非常冗長，而且因為有很多試錯的合作往返過程，要是環境工程專家自己就有能力用試算表編寫一些專屬語言，許許多多預測演算法的創意，還有特徵工程調參數的靈感，就可以讓領域專家自己來超高速迭代執行。

講這麼多，不如我們直接來發明「🥚格子語言」，讓各種專業領域的夥伴，都可以輕鬆上手用試算表寫程式吧。

上面的格子語言，是直接用試算表來讓使用者簡單編輯，然後透過格子語言編譯器 grid2julia，就可以轉換為以下的 Julia 程式碼 source code 進一步跑出執行結果，未來我們還希望發展所見即所得的IDE編輯環境。

using HTTP       

function 抓檔案(檔案網址,輸出路徑與檔名)

  download(檔案網址,輸出路徑與檔名)

end

抓檔案("https://ci.taiwan.gov.tw/dsp/history/epa_erdb/EPA_OD_202007.zip","/results/data.zip")

function 解壓縮(來源檔名)

  run(`unzip $(來源檔名) -d /results`)

end

解壓縮(
data.zip)

using CSV

using DataFrames

function 讀CSV(來源檔名)

  return CSV.File(來源檔名) |> DataFrame

end

function 只取欄位等於某字串的資料(來源檔名,欄位名稱,值等於哪個字串才取資料,輸出檔名)

  df=讀CSV(來源檔名)

  df_out=filter(x -> x[Symbol(欄位名稱)] == 值等於哪個字串才取資料,df)

  CSV.write(輸出檔名,df_out)

end

只取欄位等於某字串的資料(
EPA_OD_202007.csv,"SiteName","新店","/results/output.csv")

using Plots

function 畫圖表(來源檔名,橫軸欄位,縱軸欄位)

  df=讀CSV(來源檔名)

  y = df[Symbol(縱軸欄位)]; x = df[Symbol(橫軸欄位)];

  plot(x, y)

end

畫圖表(
output.csv,"PublishTime","PM2.5")

格子語言的未來發展，在網路世代可以與 serverless function 做呼應，也可以與OpenAPI 結合（提供預設參數並且預覽執行結果的文件介面）。

如果是 Julia 或 Python 格子函式所在的伺服器，全世界都能透過 REST API 輕易呼叫（應該要像現在的 CDN 可以到處下載 .js 檔案一樣方便）。透過超大共用 OpenAPI 目錄來註冊彙整格子函式指令集，並允許動態下載 serverless function source code 到本地執行。

如果是採用 JavaScript 實作的格子函式，甚至可以直接在使用者電腦瀏覽器執行，運用個人電腦或手機的高速CPU GPU與記憶體。JavaScript速度仍嫌不夠快的話，也能再以 RUST、WebAssembly 技術以 .wasm 格式來加速。

格子語言的 IDE 編輯工具，除了可以是Excel、Google Sheet之外，或許也會漸漸有自己便利的所見即所得工具出現。

我們期待格子語言的幾個發展特色如下：

. 指令可跨人類語言：允許中文、英文、日文

. 允許別名：抓檔案、抓網路檔案，都可以運作順暢

. 瀏覽器客戶端執行：用 JavaScript 或 RUST wasm 技術撰寫的格子函式，可在瀏覽器跑

. 伺服器端執行：Julia、Python、JavaScript 撰寫的格子函式，循 OpenAPI 規格呼叫

. 全球統一註冊目錄：可重用函式不需自己再寫過，直接引用大家寫好的

. 模板可重用：視覺呈現也好，清資料也好，都有大量模板可直接拿來修改

. 所填即所得：填格子立刻就會有視覺回饋呈現，方面除錯與加速設計

. 可測試的預設參數：預設參數本身就有說明作用，輸入與執行輸出結果都能當文件

. 跨程式語言：同一個格子函式可以有多種語言以及多種版本，不同效能的實作品