找回密码
 注册会员

QQ登录

只需一步,快速开始

搜索
查看: 3832|回复: 8

机器人有哪些热门编程语言?

[复制链接]
发表于 2019-3-1 14:41:31 | 显示全部楼层 |阅读模式

: S) ]) t3 u1 X* I机器人编程语言最早于20世纪70年代初期问世,到目前为止已有多种编程语言出现,在众多机器人编程语言中究竟哪种编程语言最好呢?这个问题困扰了很多新手学者,但遗憾的是,这是一个没有准确答案的问题,你问不同的人会得到不同的答案,对于机器人学者来说建立“编程思维“才是最关键的,而不是用一种特定语言去衡量,在很多方面,学习哪种机器人编程语言并不是最重要的,重要的是通过编程思维来不断提升自己的技能。
% h- D2 R# X# t7 @5 V1 c7 O回到本文主题,我们将为大家介绍机器人研发中比较主流的5种机器人编程语言,并对他们的优缺点进行分析。* G2 ^' |7 m9 e: i2 z% r4 C
" z; A  s1 C9 [$ f% |" B
一、Python——一种动态的、面向对象的脚本语言( F1 N0 e* H/ ?- [9 ^- c( X( Q
在机器人研究领域,Python 占据了重要地位。其中一个原因很可能是 Python(和C ++)是ROS中的两种主要编程语言。像JAVA一样,它是一种解释性语言。但也不同于JAVA,Python 语言主要集中在可用性上。  T" B. B% z) \7 n9 r5 ]3 f" y
! W& m/ F/ S; _; y  u
Python优点:
8 D' m3 E1 O0 f- h5 S1.更易入门
' @& p; h3 ]- I; g! K( [4 `6 ZPython程序简单易懂,初学者学Python更易入门且深入下去可编写非常复杂的程序,且开发效率高,有非常强大的第三方库。
  ^5 I! @% r8 O9 g* _2.高级语言
: k6 Z$ G; s1 R' b! l' h3 |+ b当你用Python语言编写程序的时候,你无需考虑诸如如何管理你的程序使用的内存一类的底层细节
1 v2 n, k7 p5 |8 |3 }3.可移植性
3 l, H4 G) f) o$ h4 \由于它的开源本质,Python已经被移植在许多平台上(经过改动使它能够工 作在不同平台上)。如果你小心地避免使用依赖于系统的特性,那么所有Python程序无需修改就几乎可以在市场上所有的系统平台上运行
+ P2 m& O" U$ D" A/ S+ U4.可扩展性0 Y$ W8 V. \) \9 f8 V
如果需要一段关键代码运行得更快或者希望某些算法不公开,就可将部分程序用C或C++编写,然后在你的Python程序中使用它们。
$ N4 N) T5 e: K, W% E* \/ n! R- A/ z" a  g5 f
Python缺点:
" R6 P% F2 \) T: t! n1.运行速度慢
3 l6 t/ S" K0 r& v4 n9 R' DPython的运行速度相比C语言确实慢很多,跟JAVA相比也要慢一些。  A9 v& m; O8 u; J6 |
2.线程不能利用多CPU问题
& ^9 R- @9 s* g% b8 c/ E这是Python被人诟病最多的一个缺点。
4 O1 b9 X* G9 p8 z
: b1 y4 r1 q; t* g0 l7 N) ^二、C /C ++——大多数中国程序员的第一个语言
1 p& j4 U5 e# ~" r- H! HC++语言是从C语言发展过来的,是一门面向对象的语言,它继承了C语言的优势。很多人都认为 C 和 C ++ 对机器人科学家来说是一个很好的开端。因为大部分的硬件库使用这些语言,允许实时性能,是非常成熟的编程语言。
( y7 Q7 o+ K8 Y. g: k  t# l
C /C ++优点:
% k" M0 w% y, E/ T$ r1 X! S# z1.跨平台性好
  {- s" S7 T  {: ^5 M+ wC/C++可以潜入任何现代处理器中,几乎所有的操作系统都支持,跨平台性非常好。
  J5 B% m1 n. A. L2.运行效率高
& G$ J  A) v4 XC语言体型小巧,简洁高效并且接近汇编语言,C++功能在C的基础上增加面向对象的特点,代码可读性好,运行效率高。7 S- ^( x) Z. t" ]- X
3.语言简洁,编写风格自由* Q/ {1 |; O" {4 V, `
兼有高级语言与汇编语言的优点,语言简洁、紧凑,使用方便、灵活丰富的运算符和数据类型,能访问内存地址和位操作等硬件底层操作,生成的目标代码质量高。( P6 m% n0 B  R8 B, x) ]7 b
* A- a" Y# r0 \5 c" W: ?1 m7 z$ R) Y
C/C++缺点:
+ Q3 J' Y- ]+ s- z7 k, f1.无垃圾回收机制
( m' j$ j8 g; [! y. R8 U相对于JAVA来说,没有垃圾回收机制,容易引发内存泄露
- T6 _/ r& L. ?; l& ^2 `5 i+ l2 }2.学习较困难; t7 f* Y- f% @# p
从应用的角度,C语言比其他高级语言较难掌握。也就是说,对用C语言的人,要求对程序设计更熟练一些。7 j# Y5 ]( x3 k3 p+ ?/ e! r
3.数据安全性上有缺陷4 L/ i0 z! `/ |+ c& Y( x
C语言的缺点主要表现在数据的封装性上,这一点使得C在数据的安全性上有很大缺陷,这也是C和C++的一大区别。 , o7 x/ |  ]" Y  d2 }
! t2 [! j' f4 |8 h( j4 }2 v; c7 p
三、JAVA——世界上使用范围最广的语言0 x3 j. E% ?5 w+ ^" n
JAVA语法规则和C++类似,从某种意义上来说,JAVA是由C和C++语言转变而来的。像C#和MATLAB一样,JAVA是一种解释性语言,这意味着它不会被合并到机器语言代码中。相反,JAVA虚拟机在运行时解释指令。理论上来说,基于JAVA虚拟机,使用JAVA可以在不同机器上使用类似的代码。但实际上,这并不普遍使用,有时会导致代码运行缓慢,但是JAVA编程语言在机器人研究中非常流行。1 w0 L5 G$ _" a7 O9 O: d
JAVA优点:9 P8 S! ]# @- x
1.更易学习
7 ?2 S9 Q* X' s% _0 n由于JAVA语言与C语言和C++语言比较接近,使大多数程序员学起来更简单。+ l0 D9 v8 u4 v; T$ C; t' n! m* |
2.支持动态绑定, z  b$ j3 z  z) ^6 q+ I% P- v
JAVA语言全面支持动态绑定,而C++语言只对虚函数使用动态绑定。
; Z0 A( d9 v0 B" s$ D3.支持Internet应用开发% C9 b& O6 E0 N3 r) s. i  T& L: m
JAVA语言支持Internet应用的开发,在基本的JAVA应用编程接口中有一个网络应用编程接口(JAVA.net),它提供了用于网络应用编程的类库,包括URL、URLConnection、Socket、ServerSocket等。
5 d" }7 z# L) y1 D5 g4.更安全
  M9 E; d+ T8 I* u$ cJAVA语言提供了一个安全机制以防止恶意代码的共计,相对来说更安全。
7 P( y7 [$ x5 F/ S! o5.具有可移植性! u1 N3 t. P5 a  Z0 ^
JAVA语言是可移植的,这种可移植性来源于体系结构中立性,另外,JAVA还严格规定了各个基本数据类型的长度。
/ n5 w  ~# y$ M5 e: P# F
0 {, j$ C* Y" l1 z- P4 @/ p  BJAVA缺点:3 x* ^% G2 W7 H' R/ k. I4 h
1.运行需要安装JAVA虚拟机
6 y7 X7 W; ~% `1 A! P9 G& HJAVA语言最大的缺点就是运行JAVA程序需要装JAVA虚拟机,就这一条严重的影响了JAVA应用程序的使用,基本看不到JAVA的应用程序。
  l, v& \) S" B) {+ s% K2.运行成本较高' s$ m; e) u* K. [( _% `
另外JAVA程序的运行成本比较高,过去机器配置不够高的时候,JAVA显得很慢现在随着JAVA本身的版本升级和电脑性能的强化这条基本已经不是问题了。
, `* ?$ s- N  Q/ X
& L+ D( f' N9 m9 \, ~四、C#/.NET——微软提供的一种限制性编程语言
. @7 k* K0 L: T7 `' I* q0 {C#/ .NET很大程度上是为微软机器人工程师工作室提供的,微软机器人工程师工作室将其作为基本语言。如果使用这个框架,就必须学习 C#。
* j, g. d  H: K# A. Q
C#/.NET优点:# D! _8 @) M! v  x: ~0 g
1.强大的.Net Framework托管代码集合类
+ N# x5 ^9 ]) [8 k% [& ~8 h,封装了大多数windows上使用的技术组件类, 文件系统,UI界面,数据源访问,网络访问,COM互操作(图形图像多媒体,WPF图形系统),没有的可以通过.net的平台调用win API函数来得到。
% H. ?# g3 U5 t6 v  h- F2.较简单的语言特性8 u/ r' R0 ]- l% Y+ g
自动内存管理, 单继承,支持事件、委托、属性、Linq等一系列让业务开发更简单的功能。
% I; H9 }: |' w( I/ Y' p3.Web应用程序开发速度快
8 G# G; e, A/ W: n0 X4 K7 T# wWeb应用程序开发速度快(.net框架的支持,控件可以拖拉(UI方便编辑和定位),添加事件(跳转到控制逻辑层),ADO.net数据源访问, xml 网络类库, windows服务)。
3 `; m( M, P5 g6 [% ~( n) y& Y) [6 s4.和语言平台无关的编译机制及较快的运行速度" c2 Z/ A: h( g! ^) O/ q
和语言平台无关的编译机制,及较快的运行速度(ms不推荐, mono的 Xamarin, Unity还不错):编译成IL中间语言,CLR公共语言运行库托管代码,CLR根据运行时程序需要将IL中间语言用JIT即时编译方式编译为内部机器代码,对编译好的机器代码缓存起来,提高了程序速度。
1 i3 g  ?+ Y( ?5.代码安全性0 M0 Y6 v, ~, c- S+ t; N6 |& y: G
window是基于角色的安全机制,.net提供了基于代码的安全机制,由于中间语言提供了类型安全性,CLR在运行前检查代码,确定是否有需要的安全权限,CLR没有权限则不能执行该代码。
  J8 L8 ]( Q2 m$ m
" x- K4 A" A; ]2 S% e' XC#/.NET缺点:0 r7 k2 B5 g" v
1.底层和高性能不合适& W7 q* A2 y2 w1 F: e3 S, S
不合适做时间性能很高(高速算法)或空间性能很灵活(内存立即释放)的程序,因为中间语言和编译过程,比C/C++Native类型的语言会慢一些,内存自动回收难以立即释放不需要的内存,不采用内联函数和析构函数(不建议)。
  d5 C5 ?' a. R6 k& @# L2.Windows平台以外支持有限( f4 W$ y3 V9 p0 z
mono不够成熟好用,window以外Java,Python等是很强大和同样优秀的。
) L! g; }: a# Y' \7 T, c8 ]  g. D# f' H7 }
五、MATLAB——一种面向数值计算的高级程序设计语言
0 g* L1 e* S9 z( R8 fMATLAB和它的开源亲戚(例如Octave)在一些机器人专家中非常有名,是他们负责调查数据和创建控制系统常用的语言。还有一个非常有名的MATLAB机器人工具箱。使用MATLAB单独创建整个机器人系统的人员。如需要分解数据,创建高级图表或执行控制系统,那就很可能需要学习MATLAB。* U7 u9 x  e# u+ N7 K$ m
MATLAB优点:. ^9 _; l' \& m' L7 m* |% f
1.编程效率高& y  G9 _1 ?* U+ g
MATLAB语言为演算纸式科学算法语言,由于它编程简单,所以编程效率高,易学易懂。0 a! c1 ^/ U* j' H+ h
2.高效方便的矩阵和数组运算2 r% g) G2 d* ~
MATLAB语言像BASIC、C语言一样规定了矩阵的算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、条件运算符及赋值运算符,而且这些运算符大部分可以毫无改变的照搬到数组建的运算中。/ r4 q* K$ C, F7 a3 F+ d$ X
MATLAB缺点:
' \- @' a* O# i, H* ~/ y7 d, }/ U1.循环运算效率低。0 [0 d9 ~: e) d3 l6 i
MATLAB中所有的变量均为向量形式,这样一方面在对向量进行整体的计算时,表现出其他语言难以表现出的高效率,但是对于向量中的单个元素,或是将向量作为单个的循环变量来处理时,其处理过程相当的复杂。
" y/ t4 d/ \; Q' Y! h, E* d) ?1 |6 N2.封装性不好。
, M; z/ c0 ^$ l, U一方面,所有的变量均保存在公共工作区中,任何语句都可以调用。另一方面,作为一个完备的软件,而不是实现算法的程序,编程人员在使用MATLAB时需要花相当多的时间考虑如何设计用户界面。
0 v: m3 b8 N( y. N' U; M本文为大家列举了机器人编程比较热门的5种语言,但这并不意味着需要全部掌握,对于开发者来说,发现一种对自身来说很自然的语言更为重要,且适合你的机器人硬件,使你能快速上手。在这里建议先学习Python,Python是一门相对简单易懂的语言,有许多有效的库可供学习,且功能非常强大。4 A! y+ N- o! m
& g, X1 M1 H& v* ?

/ l' ]$ l* [. w4 Y( }' L
回复

使用道具 举报

发表于 2019-3-1 16:59:20 | 显示全部楼层
自问自答
回复

使用道具 举报

发表于 2019-3-7 21:31:21 | 显示全部楼层
回复

使用道具 举报

发表于 2019-3-7 21:31:59 | 显示全部楼层
楼主真厉害
发表于 2019-3-14 10:44:53 | 显示全部楼层
python感觉不适合新手,只能会用,但不知道为什么,只好转学c++了?
发表于 2019-4-22 12:24:56 | 显示全部楼层
C++和Python吧。
发表于 2019-4-23 18:02:18 | 显示全部楼层
大大的赞,就一个字
发表于 2019-4-24 13:52:24 | 显示全部楼层
个人比较喜欢Python
发表于 2019-4-25 18:39:02 | 显示全部楼层
3 E1 S: x2 {' |& v& _% J0 O$ E
楼主真厉害
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册会员

本版积分规则

Archiver|手机版|小黑屋|机械社区 ( 京ICP备10217105号-1,京ICP证050210号,浙公网安备33038202004372号 )

GMT+8, 2025-6-19 10:28 , Processed in 0.067902 second(s), 15 queries , Gzip On.

Powered by Discuz! X3.5 Licensed

© 2001-2025 Discuz! Team.

快速回复 返回顶部 返回列表