作者：SlickViral

流水的編程語言，鐵打的 Java、C/C++。

進行人工智能機器人研發(fā)，應(yīng)該選擇哪種編程語言？

這是很多機器人專家在自身的職業(yè)生涯中都會存在的一個入門級思考。畢竟，在學習一門編程語言時，需要花費大量的時間及精力，如果掌握了這門語言卻又不發(fā)揮其真實的價值，又有什么用呢？但不幸的是，到目前為止，也沒有一個確切而直接的答案出現(xiàn)。

如果你在 Stack Overflow、Quora、Trossen、Reddit 或 Research Gate 等機器人專家或者社區(qū)論壇上提問“機器人最好的編程語言是什么？”，毋庸置疑，你將會收到不同的答案。

電子工程師會給予工業(yè)機器人技術(shù)人員不同的答復。大多數(shù)人都會相信的“最好的入門級編程語言”的答案是“這將取決于哪一領(lǐng)域”。其實最合理的答案，應(yīng)該是它取決于你想開發(fā)什么類型的軟件，以及你正在使用什么樣的系統(tǒng)。且對于機器人科學家來說，最關(guān)鍵的是建立“編程思維”，而不是用一種特定的語言來局限。在很多方面，首先學習哪種編程語言并不重要，重要的是在通過編程思維來不斷提高自身的技能。

而回歸本文主題，對于首選編程語言的選擇，沒有最佳的答案，但本文中，我們將介紹程序員在機器人編程中最流行的十大編程語言，并通過對比其優(yōu)缺點，希望可以給予開發(fā)者提供一定的參考方向，做出自己的最佳選擇。

世界上超過 1500 種編程語言可以學習。以下將會列出機器人中十種最流行的編程語言。每種語言都有不同的優(yōu)勢，本文根據(jù)作者自身的開發(fā)及實踐經(jīng)驗，優(yōu)先級從低到高所列舉了十大編程語言排行榜。

10. BASIC / Pascal

BASIC 和 Pascal 是我曾學過的兩種主要的編程語言，但這并不是我將其列入此排行榜的原因。事實上，它們可以很好地運用于工業(yè)機器人編程上。BASIC 針對初學者而設(shè)計，這使它可以成為開發(fā)者簡單的入門語言。

Pascal 旨在提高編程實踐，還引入了一些類似于指針這樣的構(gòu)建，這使得它成為從 BASIC 晉升到更高級的其他語言的一個奠基石。如今，這兩種語言對“日常應(yīng)用”的程序語言來說有些過時了。但如果你準備進行一定程度的底層編碼，或需要熟悉其他工業(yè)機器人語言時，那么了解它們會對你有所幫助。

9. 工業(yè)機器人語言

實際上，每一個機器人制造商都已經(jīng)建立了自己專有的限制性機器人編程語言，這一直是工業(yè)機器人領(lǐng)域的一個問題。通過學習 Pascal，你會熟悉它們中的一部分。但是，當你開始在另一個機器人平臺編碼時，還需要使用不同的編程語言。

如機械臂領(lǐng)域?qū)嵙妱诺?ABB 公司，用的語言系統(tǒng)叫做 RAPID；來自于德國的 KUKA，語言和公司名字一樣也叫做 KUKA；Comau 利用 PDL2；Yaskawa 利用 Advise 和 Kawasaki 利用 AS。在這一點上，F(xiàn)anuc 機器人利用 Karel，Staubli 機器人利用 VAL3 和 Widespread Robots 利用 URScript。

最近，像 ROS 行業(yè)已經(jīng)開始為程序員提供更加標準化的替代語言選擇。但是如果是一個技術(shù)人員，你仍然更可能不得不使用制造商的編程語言。

8. LISP

LISP 是世界上第二古老的編程語言（FORTRAN 更古老，但只差一年）。相比本文提到很多其它編程語言，它的應(yīng)用并不廣泛。不過在人工智能編程領(lǐng)域它還是相當重要的。ROS 的一部分是用 LISP 寫的，雖然你不需要掌握這個來使用 ROS。

7. 硬件描述語言（HDL）

硬件描述語言一般是用來描述電氣的編程方式。這些語言對于一些機器人專家來說是非常常見，因為他們習慣 FPGAs（FieldProgrammableGateArrays）編程。FPGAs 能讓你開發(fā)電子硬件而無需實際生產(chǎn)出一塊硅芯片，對于一些開發(fā)來說，這是更快更簡易的選擇。如果你沒有開發(fā)電子原型產(chǎn)品，你也許永遠不會用 HDLs。

即便如此，還是有必要了解一下這種編程語言，因為它們和其它編程語言差別很大。一個重點：HDLs 所有的操作是并發(fā)的，而不是基于處理器的編程語言的順序操作。

6.Assembly

Assembly 使你能夠在“1 和 0 級”程序中進行編程。 這是最底層的編程語言。在過去，大多數(shù)底層硬件需要在 Assembly 中進行編程。 隨著 Arduino 和其他類似微控制器的興起，你現(xiàn)在可以利用 C / C ++ 在底層進行有效的編程，這意味著 Assembly 對于一般的機器人科學家來說，顯然已不太重要。

5. MATLAB

MATLAB、及其相關(guān)的開源語言（例如 Octave），是一些著名的機器人科學家用于調(diào)查數(shù)據(jù)和創(chuàng)建控制系統(tǒng)常用的語言。

此外，還有一個非常有名的 MATLAB 機器人工具箱。如果你需要分析數(shù)據(jù)，創(chuàng)建高級圖表或執(zhí)行控制系統(tǒng)，那就需要學習 MATLAB。

4. C＃/ .NET

C＃ 是微軟提供的一種限制性編程語言。這很大程度上是由微軟機器人工程師工作室（Microsoft Robotics Studio Studio）提供的，微軟機器人工程師工作室將其作為其基本語言。如果你使用這個框架，就必須學習 C＃。盡管如此，想要長期地提高自身的編碼能力，首先學習 C / C ++ 不失為一個好的選擇。

3. Java

作為一個電子工程師，我經(jīng)常驚訝于一些軟件工程課程將 Java 作為他們的第一編程語言。

Java 對程序員“掩蓋”底層存儲功能，這使得 Java 對程序的要求要比 C 語言對程序的要求更低一些，但這意味著你對底層代碼的運行邏輯了解比較少。從軟件工程的基礎(chǔ)到探索機器人技術(shù)的未來，你很可能已經(jīng)學習了 Java。

像 C＃ 和 MATLAB 一樣，Java 是一種解釋性語言，這意味著它不會被編譯成機器代碼。相反，Java 虛擬機在運行時解釋指令。使用 Java，理論上讓你可以在不同的機器上運行相同的代碼，這得感謝 Java 虛擬機。在實踐中，這不總是可行的，有時會導致代碼運行緩慢。但是 Java 在一部分機器人學中非常流行，因此你也許需要它。

2. Python

近來，尤其是在機器人領(lǐng)域，Python 已經(jīng)有了翻天覆地的變化。其中一個原因是Python（和 C ++）是 ROS 中的兩種主要編程語言。

如同 Java 一樣，它也是一種解釋性語言。但與 Java 不同的是，Python 的重點是易用性。Python 不需要很多時間來做常規(guī)的事情，如定義和強制轉(zhuǎn)換變量類型。這些在編程里面本是很平常的事。另外，Python 還有大量的免費庫，這意味著當你需要實現(xiàn)一些基本的功能時不必“重新發(fā)明輪子”。而且由于它與 C / C ++ 代碼之間可以進行簡單的綁定，這就意味著代碼繁重部分的性能可以植入這些語言，從而避免性能損失。

隨著越來越多的電子產(chǎn)品開始支持“開箱即用”Python（與 RaspberryPi 一道），我們可能會在機器人中看到更多 Python。

1. C / C ++

機器人第一編程語言——C/C++！很多人都認為 C 和 C ++ 對新的機器人科學家來說是一個良好的開端。

為什么呢？

其主要原因是如今有大量的硬件庫都使用這兩種語言。它們適用于低級別的硬件，允許實時性能，是非常成熟的編程語言。現(xiàn)在，你可能會使用 C++ 遠超過 C，因為 C++ 具有更大的實用性。C ++ 是 C 語言的擴展，從基礎(chǔ)的 C 學起，你也會收獲很多，特別是當你發(fā)現(xiàn)一個硬件庫是用 C 編寫的。但是 C / C ++ 編寫的硬件庫不像 Python 或 MATLAB 那樣簡單易用。使用 C 來執(zhí)行類似的功能，可能需要相當長的時間，并且需要更多的代碼行。盡管如此，由于機器人極其依賴實時性能，所以 C 和 C ++ 是最接近機器人科學家心目中“標準語言”的編程語言。

總結(jié)

本文列舉了機器人十大熱門編程語言，但這并不意味著你需要全部掌握每一門。對于每位開發(fā)者而言，最重要的是要發(fā)現(xiàn)一種對自身來說很自然的語言，且適合你的機器人硬件。也需要一種語言，使你能夠快速而有效地創(chuàng)建程序。

我的個人建議先學習 Python。因為 Python 是一門非常簡單易懂的語言，有許多有效的庫可供學習，而且功能非常強大。我聽過也看過很多（官方經(jīng)驗豐富的）程序員可以在幾天內(nèi)學習會 Python，并且很快就應(yīng)用到大部分編程需求中。當你能明智地使用 Python 之后，我會建議學習 C，由 C ++ 來牽引。因為你需要將它與機器人硬件驅(qū)動程序的巨大主導接口進行交互。

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