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機械社區
標題:
機器人有哪些熱門編程語言？
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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？
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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，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。
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回到本文主題，我們將為大家介紹機器人研發中比較主流的5種機器人編程語言，并對他們的優缺點進行分析。
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一、Python——一種動態的、面向對象的腳本語言
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在機器人研究領域，Python 占據了重要地位。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。
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Python優點：
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1．更易入門
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Python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，且開發效率高，有非常強大的第三方庫。
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2．高級語言
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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存一類的底層細節
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3．可移植性
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由于它的開源本質，Python已經被移植在許多平臺上（經過改動使它能夠工 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平臺上運行
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4．可擴展性
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如果需要一段關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。
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Python缺點：
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1．運行速度慢
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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。
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2．線程不能利用多CPU問題
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這是Python被人詬病最多的一個缺點。
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二、C /C ++——大多數中國程序員的第一個語言
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C++語言是從C語言發展過來的，是一門面向對象的語言，它繼承了C語言的優勢。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。
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C /C ++優點：
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1．跨平臺性好
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C/C++可以潛入任何現代處理器中，幾乎所有的操作系統都支持，跨平臺性非常好。
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2．運行效率高
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C語言體型小巧，簡潔高效并且接近匯編語言，C++功能在C的基礎上增加面向對象的特點，代碼可讀性好，運行效率高。
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3．語言簡潔，編寫風格自由
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兼有高級語言與匯編語言的優點，語言簡潔、緊湊，使用方便、靈活豐富的運算符和數據類型，能訪問內存地址和位操作等硬件底層操作，生成的目標代碼質量高。
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C/C++缺點：
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1．無垃圾回收機制
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相對于JAVA來說，沒有垃圾回收機制，容易引發內存泄露
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2．學習較困難
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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。
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3．數據安全性上有缺陷
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C語言的缺點主要表現在數據的封裝性上，這一點使得C在數據的安全性上有很大缺陷，這也是C和C++的一大區別。
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三、JAVA——世界上使用范圍最廣的語言
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JAVA語法規則和C++類似，從某種意義上來說，JAVA是由C和C++語言轉變而來的。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。
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JAVA優點：
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1．更易學習
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由于JAVA語言與C語言和C++語言比較接近，使大多數程序員學起來更簡單。
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2．支持動態綁定
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JAVA語言全面支持動態綁定，而C++語言只對虛函數使用動態綁定。
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3．支持Internet應用開發
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JAVA語言支持Internet應用的開發，在基本的JAVA應用編程接口中有一個網絡應用編程接口（JAVA.net），它提供了用于網絡應用編程的類庫，包括URL、URLConnection、Socket、ServerSocket等。
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4．更安全
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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。
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5．具有可移植性
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JAVA語言是可移植的，這種可移植性來源于體系結構中立性，另外，JAVA還嚴格規定了各個基本數據類型的長度。
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JAVA缺點：
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1．運行需要安裝JAVA虛擬機
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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。
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2．運行成本較高
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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不是問題了。
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四、C＃/.NET——微軟提供的一種限制性編程語言
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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＃。
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C＃/.NET優點：
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1．強大的.Net Framework托管代碼集合類
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,封裝了大多數windows上使用的技術組件類, 文件系統，UI界面，數據源訪問，網絡訪問，COM互操作(圖形圖像多媒體,WPF圖形系統)，沒有的可以通過.net的平臺調用win API函數來得到。
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2．較簡單的語言特性
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自動內存管理, 單繼承，支持事件、委托、屬性、Linq等一系列讓業務開發更簡單的功能。
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3．Web應用程序開發速度快
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Web應用程序開發速度快(.net框架的支持，控件可以拖拉(UI方便編輯和定位)，添加事件(跳轉到控制邏輯層),ADO.net數據源訪問, xml 網絡類庫, windows服務)。
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4．和語言平臺無關的編譯機制及較快的運行速度
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和語言平臺無關的編譯機制，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。
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5．代碼安全性
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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限，CLR沒有權限則不能執行該代碼。
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C＃/.NET缺點：
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1.底層和高性能不合適
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不合適做時間性能很高(高速算法)或空間性能很靈活(內存立即釋放)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，內存自動回收難以立即釋放不需要的內存，不采用內聯函數和析構函數(不建議)。
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2.Windows平臺以外支持有限
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mono不夠成熟好用，window以外Java,Python等是很強大和同樣優秀的。
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五、MATLAB——一種面向數值計算的高級程序設計語言
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MATLAB和它的開源親戚（例如Octave）在一些機器人專家中非常有名，是他們負責調查數據和創建控制系統常用的語言。還有一個非常有名的MATLAB機器人工具箱。使用MATLAB單獨創建整個機器人系統的人員。如需要分解數據，創建高級圖表或執行控制系統，那就很可能需要學習MATLAB。
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MATLAB優點：
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1．編程效率高
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MATLAB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。
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2．高效方便的矩陣和數組運算
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MATLAB語言像BASIC、C語言一樣規定了矩陣的算術運算符、關系運算符、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組建的運算中。
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MATLAB缺點：
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1．循環運算效率低。
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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，表現出其他語言難以表現出的高效率，但是對于向量中的單個元素，或是將向量作為單個的循環變量來處理時，其處理過程相當的復雜。
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2．封裝性不好。
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一方面，所有的變量均保存在公共工作區中，任何語句都可以調用。另一方面，作為一個完備的軟件，而不是實現算法的程序，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。
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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，對于開發者來說，發現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。
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作者:
前景錢
時間:
2019-3-1 16:59
自問自答
作者:
KingL
時間:
2019-3-7 21:31
作者:
KingL
時間:
2019-3-7 21:31
樓主真厲害
作者:
風中不眠的燭火
時間:
2019-3-14 10:44
python感覺不適合新手，只能會用，但不知道為什么，只好轉學c++了?
作者:
鄧技師
時間:
2019-4-22 12:24
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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樓主真厲害
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