機器人有哪些熱門編程語言？

SLAMTEC思嵐科技

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。
7 P# [! _0 Y# p% Y* A$ G' u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。

0 B) T# U; m; ~( c: a# h1 R一、Python——一種動態(tài)的、面向?qū)ο蟮哪_本語言
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。
3 ^8 a! R# V' Z+ ~  D/ `! U
Python優(yōu)點：
1．更易入門
) W4 \6 I0 J& `2 _- J8 n! hPython程序簡單易懂，初學者學Python更易入門且深入下去可編寫非常復雜的程序，且開發(fā)效率高，有非常強大的第三方庫。
2．高級語言
% L, X3 n4 O9 {0 v; j( E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)
5 W- [+ w5 g6 |7 r, T8 ]! {3．可移植性
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
4．可擴展性
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。
( u+ p$ g5 F. D
- _# f4 k5 E, D* U( g. L9 H' vPython缺點：
1．運行速度慢
Python的運行速度相比C語言確實慢很多，跟JAVA相比也要慢一些。
2．線程不能利用多CPU問題
7 Y+ E; ?+ `0 G" ~這是Python被人詬病最多的一個缺點。
5 a9 y0 ~' g; m
二、C /C ++——大多數(shù)中國程序員的第一個語言
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。

C /C ++優(yōu)點：
1．跨平臺性好
C/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。
2．運行效率高
, E# Q, b$ w8 z2 I0 w$ v' r3 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。
3．語言簡潔，編寫風格自由
' q, @2 _- I1 a! }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。
& q8 V' V: r+ U2 u; M+ }
C/C++缺點：
5 G6 X8 b' i! F( q' @1．無垃圾回收機制
相對于JAVA來說，沒有垃圾回收機制，容易引發(fā)內(nèi)存泄露
2．學習較困難
從應用的角度，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，要求對程序設計更熟練一些。
3．數(shù)據(jù)安全性上有缺陷
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�！�
# L( X4 ^6 H8 v
三、JAVA——世界上使用范圍最廣的語言
4 P) v- l" J. C5 SJAVA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。
# p2 n% [4 v4 c& I8 T7 `; U

JAVA優(yōu)點：
1．更易學習
3 g; c3 r" `1 d4 g' y; u. j由于JAVA語言與C語言和C++語言比較接近，使大多數(shù)程序員學起來更簡單。
% h+ _& p! ?9 J2．支持動態(tài)綁定
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。
) ~4 \) s: R1 h  X3．支持Internet應用開發(fā)
JAVA語言支持Internet應用的開發(fā)，在基本的JAVA應用編程接口中有一個網(wǎng)絡應用編程接口（JAVA.net），它提供了用于網(wǎng)絡應用編程的類庫，包括URL、URLConnection、Socket、ServerSocket等。
4．更安全
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。
+ g+ \) w6 p+ n. s4 d5．具有可移植性
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。

; u0 c, c: m0 u# I, t9 NJAVA缺點：
1．運行需要安裝JAVA虛擬機
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應用程序的使用，基本看不到JAVA的應用程序。
0 V/ u! P  I6 u, y& q9 E' D1 R1 O2．運行成本較高
8 `% A' D" B. l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。

四、C＃/.NET——微軟提供的一種限制性編程語言
C＃/ .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，就必須學習 C＃。
, F* |- m- @" f3 ^$ t

C＃/.NET優(yōu)點：
& ~* o* O. J/ U1．強大的.Net Framework托管代碼集合類
* ?4 h* s, A. N/ [3 u: X,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。
2．較簡單的語言特性
1 [/ R# C( e& b. ?$ R4 z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)務開發(fā)更簡單的功能。
3．Web應用程序開發(fā)速度快
Web應用程序開發(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)絡類庫, windows服務)。
4．和語言平臺無關(guān)的編譯機制及較快的運行速度
9 J) h  ^% O4 X1 ]1 A5 ~* k  o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。
, ^7 c) B1 z3 }+ }. C5．代碼安全性
! w  ]3 R! k9 k! g4 Y: ?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。

  d( J8 a9 ^* F! U# A; CC＃/.NET缺點：
1.底層和高性能不合適
9 V9 {$ H; u: @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)。
2.Windows平臺以外支持有限
- ]5 p2 R5 j4 P2 S. }mono不夠成熟好用，window以外Java,Python等是很強大和同樣優(yōu)秀的。
; ^! E, m, J" a5 N: O
" s% I1 D2 B! E/ U% q五、MATLAB——一種面向數(shù)值計算的高級程序設計語言
% y, Y4 E- B6 w7 Y" U3 bMATLAB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)，那就很可能需要學習MATLAB。
( K, K; X" b+ g8 Q2 x

MATLAB優(yōu)點：
1．編程效率高
0 r) f6 G  `% I2 o2 ^9 L; r& EMATLAB語言為演算紙式科學算法語言，由于它編程簡單，所以編程效率高，易學易懂。
; f) Z" Y* Z0 Y2．高效方便的矩陣和數(shù)組運算
3 V& n3 P( c$ i1 u6 a' sMATLAB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。
" M2 Q7 v' [( U! B( L6 W4 HMATLAB缺點：
  `* \: J; ]' {+ f% l! d1．循環(huán)運算效率低。
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)膹碗s。
2．封裝性不好。
* L5 H* f: G8 m7 g8 ?( ^, g0 o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計用戶界面。
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習，且功能非常強大。
. X' m5 y( V4 _6 n
, Q2 b4 g6 T3 |) C

前景錢

自問自答

KingL

KingL

樓主真厲害

風中不眠的燭火

python感覺不適合新手，只能會用，但不知道為什么，只好轉(zhuǎn)學c++了?

鄧技師

C++和Python吧。

奔跑run

大大的贊，就一個字

咚咚嚨咚嗆

個人比較喜歡Python

jhon891

3 l! y* v5 s$ K! t) W' [, e樓主真厲害