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標題: 機器人有哪些熱門編程語言？ [打印本頁]
作者: SLAMTEC思嵐科技    時間: 2019-3-1 14:41
標題: 機器人有哪些熱門編程語言？

5 R5 i) r4 B) t9 @3 k- o# j機器人編程語言最早于20世紀70年代初期問世，到目前為止已有多種編程語言出現(xiàn)，在眾多機器人編程語言中究竟哪種編程語言最好呢？這個問題困擾了很多新手學(xué)者，但遺憾的是，這是一個沒有準確答案的問題，你問不同的人會得到不同的答案，對于機器人學(xué)者來說建立“編程思維“才是最關(guān)鍵的，而不是用一種特定語言去衡量，在很多方面，學(xué)習哪種機器人編程語言并不是最重要的，重要的是通過編程思維來不斷提升自己的技能。3 z! W# H5 E/ g: S% N8 o9 Q
回到本文主題，我們將為大家介紹機器人研發(fā)中比較主流的5種機器人編程語言，并對他們的優(yōu)缺點進行分析。( ?8 ?8 y  t+ Z+ a
" _  p# }' M2 a3 T
一、Python——一種動態(tài)的、面向?qū)ο蟮哪_本語言( |% E) l; @7 t  T* d
在機器人研究領(lǐng)域，Python 占據(jù)了重要地位。其中一個原因很可能是 Python（和C ++）是ROS中的兩種主要編程語言。像JAVA一樣，它是一種解釋性語言。但也不同于JAVA，Python 語言主要集中在可用性上。
1 m* x. i" B& G; T  A% Y1 S5 p! S( d' H3 b2 c  v
Python優(yōu)點：( l! H5 O; D* B# }& U% t7 t
1．更易入門; g8 u$ I* a5 |  I% u) g3 M) e
Python程序簡單易懂，初學(xué)者學(xué)Python更易入門且深入下去可編寫非常復(fù)雜的程序，且開發(fā)效率高，有非常強大的第三方庫。+ T, Y$ }# ?; [- J' X! N
2．高級語言
. V( t# `4 |) A4 l4 b當你用Python語言編寫程序的時候，你無需考慮諸如如何管理你的程序使用的內(nèi)存一類的底層細節(jié)" F/ f7 B6 R1 f- h9 ~  B5 R
3．可移植性
5 r* _. C2 z$ \. i1 B由于它的開源本質(zhì)，Python已經(jīng)被移植在許多平臺上（經(jīng)過改動使它能夠工 作在不同平臺上）。如果你小心地避免使用依賴于系統(tǒng)的特性，那么所有Python程序無需修改就幾乎可以在市場上所有的系統(tǒng)平臺上運行
  ^' |7 }% ^( P5 c( E+ L4．可擴展性
8 @5 m7 k: x1 Q9 a: Y. e如果需要一段關(guān)鍵代碼運行得更快或者希望某些算法不公開，就可將部分程序用C或C++編寫，然后在你的Python程序中使用它們。0 c! K9 `2 f9 ]+ p

2 }+ E( ~1 p- m9 k) Z' L* l" j) `Python缺點：, w5 H, W  m: O5 `% _* m" I
1．運行速度慢
  _/ Q1 q) \* z9 W: @9 JPython的運行速度相比C語言確實慢很多，跟JAVA相比也要慢一些。
& O# w% a* @! Z& U2 H2．線程不能利用多CPU問題
* e1 |1 L' i9 s0 _! }  S  V這是Python被人詬病最多的一個缺點。* ?3 s. g9 i, A* I1 H$ j; z7 U

9 c6 z$ q5 `7 K二、C /C ++——大多數(shù)中國程序員的第一個語言2 f6 r2 B% ^7 i5 x2 H/ U. J- k: F9 G" [
C++語言是從C語言發(fā)展過來的，是一門面向?qū)ο蟮恼Z言，它繼承了C語言的優(yōu)勢。很多人都認為 C 和 C ++ 對機器人科學(xué)家來說是一個很好的開端。因為大部分的硬件庫使用這些語言，允許實時性能，是非常成熟的編程語言。6 {- o; V2 r4 k
C /C ++優(yōu)點：( x1 F( v) g2 H  D
1．跨平臺性好
1 G$ k" C3 }" s% A: z- K% wC/C++可以潛入任何現(xiàn)代處理器中，幾乎所有的操作系統(tǒng)都支持，跨平臺性非常好。+ \. G0 @. r( w3 o) W
2．運行效率高
/ F( Z( w) p7 K$ nC語言體型小巧，簡潔高效并且接近匯編語言，C++功能在C的基礎(chǔ)上增加面向?qū)ο蟮奶攸c，代碼可讀性好，運行效率高。
/ f! E# l! V* K4 G3．語言簡潔，編寫風格自由. S0 X7 t# g5 v  G
兼有高級語言與匯編語言的優(yōu)點，語言簡潔、緊湊，使用方便、靈活豐富的運算符和數(shù)據(jù)類型，能訪問內(nèi)存地址和位操作等硬件底層操作，生成的目標代碼質(zhì)量高。
. [0 L; k' U# |' R  a5 _
  C  {3 r2 b8 h  m: Q7 _2 {; G* ^C/C++缺點：- c. r" |4 v7 b# p
1．無垃圾回收機制
. ?4 y2 l/ j/ B相對于JAVA來說，沒有垃圾回收機制，容易引發(fā)內(nèi)存泄露9 `4 _( [4 S- p6 ^5 ?
2．學(xué)習較困難
, D9 q" O2 m. c4 P" K( Q# G從應(yīng)用的角度，C語言比其他高級語言較難掌握。也就是說，對用C語言的人，要求對程序設(shè)計更熟練一些。, \2 k* w* I" O9 W
3．數(shù)據(jù)安全性上有缺陷) Y# O# n/ z. r7 D. @, Y: d1 j
C語言的缺點主要表現(xiàn)在數(shù)據(jù)的封裝性上，這一點使得C在數(shù)據(jù)的安全性上有很大缺陷，這也是C和C++的一大區(qū)別。　
$ c! C: h3 g' P
+ Y  c. Y$ `+ O2 G% D三、JAVA——世界上使用范圍最廣的語言3 S  C, }8 a! ]) B% l* G$ c
JAVA語法規(guī)則和C++類似，從某種意義上來說，JAVA是由C和C++語言轉(zhuǎn)變而來的。像C＃和MATLAB一樣，JAVA是一種解釋性語言，這意味著它不會被合并到機器語言代碼中。相反，JAVA虛擬機在運行時解釋指令。理論上來說，基于JAVA虛擬機，使用JAVA可以在不同機器上使用類似的代碼。但實際上，這并不普遍使用，有時會導(dǎo)致代碼運行緩慢，但是JAVA編程語言在機器人研究中非常流行。0 ]& h2 m% G" w1 i9 ^5 {
JAVA優(yōu)點：
. U3 t3 l$ t" a& }; n1．更易學(xué)習
6 a5 U/ {9 }2 i% d( `由于JAVA語言與C語言和C++語言比較接近，使大多數(shù)程序員學(xué)起來更簡單。
3 t6 b0 D4 b/ F- _( F& [% ^2．支持動態(tài)綁定
5 ?, P1 B, W" z) k6 ?JAVA語言全面支持動態(tài)綁定，而C++語言只對虛函數(shù)使用動態(tài)綁定。5 j3 w; w) {6 k* `) u' Q: U, N2 F" N
3．支持Internet應(yīng)用開發(fā)# l$ @5 D1 m3 R! w) @1 s
JAVA語言支持Internet應(yīng)用的開發(fā)，在基本的JAVA應(yīng)用編程接口中有一個網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用編程接口（JAVA.net），它提供了用于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用編程的類庫，包括URL、URLConnection、Socket、ServerSocket等。$ ], f3 I* _! l- v$ \3 j3 V6 h
4．更安全
1 \- f. w" @! ^JAVA語言提供了一個安全機制以防止惡意代碼的共計，相對來說更安全。
( s/ O2 G; B) t5 E6 z0 u- A5．具有可移植性" U. k! k6 i& H$ G" V/ R4 {3 U6 d
JAVA語言是可移植的，這種可移植性來源于體系結(jié)構(gòu)中立性，另外，JAVA還嚴格規(guī)定了各個基本數(shù)據(jù)類型的長度。* r$ t& u! W$ I
. ~% o) i; L$ n- q5 W
JAVA缺點：
( Y. B1 }1 m5 x1 c& {* L8 q9 `  h1．運行需要安裝JAVA虛擬機9 d/ _3 v1 j( i* j& M
JAVA語言最大的缺點就是運行JAVA程序需要裝JAVA虛擬機，就這一條嚴重的影響了JAVA應(yīng)用程序的使用，基本看不到JAVA的應(yīng)用程序。
. c$ p% c- ^9 m# N2．運行成本較高
' p3 Q. J& V# s8 y3 w; s另外JAVA程序的運行成本比較高，過去機器配置不夠高的時候，JAVA顯得很慢現(xiàn)在隨著JAVA本身的版本升級和電腦性能的強化這條基本已經(jīng)不是問題了。; W  |' [( |% W8 Y1 m, C+ z
! _! \: G8 Z0 P
四、C＃/.NET——微軟提供的一種限制性編程語言
0 Z0 L+ a9 C, o* kC＃/ .NET很大程度上是為微軟機器人工程師工作室提供的，微軟機器人工程師工作室將其作為基本語言。如果使用這個框架，就必須學(xué)習 C＃。6 e, t4 Q2 u) ^* t8 }- m
C＃/.NET優(yōu)點：/ v1 \1 l. z0 ?( z8 k4 C
1．強大的.Net Framework托管代碼集合類/ }: O7 F  ^( D: m2 E/ l, G, {  x+ ?- J
,封裝了大多數(shù)windows上使用的技術(shù)組件類, 文件系統(tǒng)，UI界面，數(shù)據(jù)源訪問，網(wǎng)絡(luò)訪問，COM互操作(圖形圖像多媒體,WPF圖形系統(tǒng))，沒有的可以通過.net的平臺調(diào)用win API函數(shù)來得到。" t: \) y8 x7 g/ @) m$ v; t+ H
2．較簡單的語言特性
2 p: E" ^, E6 j自動內(nèi)存管理, 單繼承，支持事件、委托、屬性、Linq等一系列讓業(yè)務(wù)開發(fā)更簡單的功能。
. r; S# b- C3 i9 s5 C5 T* u3．Web應(yīng)用程序開發(fā)速度快! N/ b, K/ e0 [, c8 D- S
Web應(yīng)用程序開發(fā)速度快(.net框架的支持，控件可以拖拉(UI方便編輯和定位)，添加事件(跳轉(zhuǎn)到控制邏輯層),ADO.net數(shù)據(jù)源訪問, xml 網(wǎng)絡(luò)類庫, windows服務(wù))。; M* a6 O; b. K* s3 Y: o. l0 h7 f& B
4．和語言平臺無關(guān)的編譯機制及較快的運行速度
$ A7 b4 P7 P6 j* h; S, y和語言平臺無關(guān)的編譯機制，及較快的運行速度(ms不推薦, mono的 Xamarin, Unity還不錯)：編譯成IL中間語言，CLR公共語言運行庫托管代碼，CLR根據(jù)運行時程序需要將IL中間語言用JIT即時編譯方式編譯為內(nèi)部機器代碼，對編譯好的機器代碼緩存起來，提高了程序速度。3 F. ~* ~6 M- g+ U, n) _0 L6 C; x
5．代碼安全性. {/ M' T8 o4 e6 B
window是基于角色的安全機制，.net提供了基于代碼的安全機制，由于中間語言提供了類型安全性，CLR在運行前檢查代碼，確定是否有需要的安全權(quán)限，CLR沒有權(quán)限則不能執(zhí)行該代碼。' u6 z: l' j/ R; [8 O) g

7 _. O# s( q3 W0 {. G1 SC＃/.NET缺點：5 S% ^) @2 q& `' L
1.底層和高性能不合適
$ q+ m! c# D4 S7 }( f不合適做時間性能很高(高速算法)或空間性能很靈活(內(nèi)存立即釋放)的程序，因為中間語言和編譯過程，比C/C++Native類型的語言會慢一些，內(nèi)存自動回收難以立即釋放不需要的內(nèi)存，不采用內(nèi)聯(lián)函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)(不建議)。  w& f' c  N  x
2.Windows平臺以外支持有限
+ u5 c) J* w2 m& j* K  ymono不夠成熟好用，window以外Java,Python等是很強大和同樣優(yōu)秀的。
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五、MATLAB——一種面向數(shù)值計算的高級程序設(shè)計語言
) \. X5 k. P- c( x/ pMATLAB和它的開源親戚（例如Octave）在一些機器人專家中非常有名，是他們負責調(diào)查數(shù)據(jù)和創(chuàng)建控制系統(tǒng)常用的語言。還有一個非常有名的MATLAB機器人工具箱。使用MATLAB單獨創(chuàng)建整個機器人系統(tǒng)的人員。如需要分解數(shù)據(jù)，創(chuàng)建高級圖表或執(zhí)行控制系統(tǒng)，那就很可能需要學(xué)習MATLAB。
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MATLAB優(yōu)點：* u6 F% i- I8 c6 a. \: i) a) j
1．編程效率高
2 p. E6 ~$ t: n2 ~5 y( M: w" QMATLAB語言為演算紙式科學(xué)算法語言，由于它編程簡單，所以編程效率高，易學(xué)易懂。
* T7 p, d6 }% d( f$ O2 ^! v: w9 f2．高效方便的矩陣和數(shù)組運算
1 y; e4 |0 P( ~' y* F/ iMATLAB語言像BASIC、C語言一樣規(guī)定了矩陣的算術(shù)運算符、關(guān)系運算符、邏輯運算符、條件運算符及賦值運算符，而且這些運算符大部分可以毫無改變的照搬到數(shù)組建的運算中。
( f2 {; |  I2 K! nMATLAB缺點：
( V" B  I7 L# r1 r6 t( V1．循環(huán)運算效率低。% p) m  r  ]  _/ B' T
MATLAB中所有的變量均為向量形式，這樣一方面在對向量進行整體的計算時，表現(xiàn)出其他語言難以表現(xiàn)出的高效率，但是對于向量中的單個元素，或是將向量作為單個的循環(huán)變量來處理時，其處理過程相當?shù)膹?fù)雜。! d: \3 u9 l. S: n% y! {/ {
2．封裝性不好。
7 X/ j( M) U; @; K0 _一方面，所有的變量均保存在公共工作區(qū)中，任何語句都可以調(diào)用。另一方面，作為一個完備的軟件，而不是實現(xiàn)算法的程序，編程人員在使用MATLAB時需要花相當多的時間考慮如何設(shè)計用戶界面。1 D/ a9 w' M  R8 K7 c( _
本文為大家列舉了機器人編程比較熱門的5種語言，但這并不意味著需要全部掌握，對于開發(fā)者來說，發(fā)現(xiàn)一種對自身來說很自然的語言更為重要，且適合你的機器人硬件，使你能快速上手。在這里建議先學(xué)習Python，Python是一門相對簡單易懂的語言，有許多有效的庫可供學(xué)習，且功能非常強大。# @, c' I- j. }/ m
* H8 z2 U4 h) t( j2 q
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python感覺不適合新手，只能會用，但不知道為什么，只好轉(zhuǎn)學(xué)c++了?
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C++和Python吧。
作者: 奔跑run    時間: 2019-4-23 18:02
大大的贊，就一個字
作者: 咚咚嚨咚嗆    時間: 2019-4-24 13:52
個人比較喜歡Python
作者: jhon891    時間: 2019-4-25 18:39

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