机械社区

 找回密码
 注册会员

QQ登录

只需一步,快速开始

搜索
查看: 2951|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
9 I2 Y8 a+ z  y: U. h+ \$ u
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。% j* K1 N8 g+ F2 ?
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。
% w: _8 e4 A4 k0 D) N2 S
' E9 L1 Q: L( f$ F. e一、Python——一种动态的、面向对象的脚本语言3 z& r  B5 W1 M+ w' j' z
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。. O9 C  M* J6 m6 C, P& ~

2 G6 l2 d3 c6 V3 V( x9 ]+ ]) j0 iPython优点:- I* v9 x7 Q! p3 N" F+ ]' p; K* W' c' D
1.更易入门) ~- q* T6 i' z* G+ G" y6 n3 r& y
Python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。1 T4 Y" `0 f. C1 {5 L5 Q1 l
2.高级语言
, E' m* ?% b* N9 R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
- N; k; n, L8 {1 |7 Y3.可移植性$ u1 b6 L/ b9 b; A% f' |0 p
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3 O2 t* i' F- n; N) Z' S) p
4.可扩展性
" A; w) h  Z. b1 B: x" h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。
  x. [) E+ L9 M
6 B. d# l. b0 A; L1 Y! q* O' yPython缺点:" ?/ ~5 l5 @/ ?! B
1.运行速度慢* f7 {& \% m. @: a$ D: d
Python的运行速度相比C语言确实慢很多,跟JAVA相比也要慢一些。2 M% b; n/ O, x
2.线程不能利用多CPU问题: Q: O7 E! l. ]5 p- }4 i# B8 `
这是Python被人诟病最多的一个缺点。. ^3 A  \' D, S1 `) `7 i
& s/ M0 e) [! B) b( h/ n- Q2 v
二、C /C ++——大多数中国程序员的第一个语言4 ^# J1 R! x5 _3 q8 [
C++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。
4 q+ ^2 M& {6 s* n( Y' w- Y- }# o
C /C ++优点:2 _5 B! Z: w0 M) r9 I, e( b' U
1.跨平台性好- P: x6 `2 v- ?4 N8 s, Y4 K
C/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。
# ]( h5 _. l7 K8 |) s5 |2.运行效率高1 F* F0 r: ?9 e* w
C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。
/ x& n( _3 S& V4 d3.语言简洁,编写风格自由3 A# x1 A; c' s. `- {
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。; E! s+ j0 E2 P( f4 U

$ W4 s( L/ V) `4 S$ f$ s6 z% }* {C/C++缺点:  a; D# d4 v( N  ~4 U6 k) n! D
1.无垃圾回收机制3 L) t& s; W' {9 B; D
相对于JAVA来说,没有垃圾回收机制,容易引发内存泄露" A5 p6 I# g9 u. p7 v
2.学习较困难
( C. L; }: ~1 s1 D/ S# S) G1 f3 k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。- T7 A: g* W+ N9 s- E
3.数据安全性上有缺陷
5 b, l/ O. U7 S3 |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。 0 c5 F6 J1 H1 [4 m3 }6 J$ q

# Y# O0 b8 M5 Z) d: f7 N三、JAVA——世界上使用范围最广的语言% x2 u  @( x, `$ X5 H% U- }) v; e
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。7 C5 N" Y" X9 ?% k1 T: s- r8 \& K/ M
JAVA优点:% k0 q. [, \  z
1.更易学习4 P6 r: S6 B9 v
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。
* }3 R/ Y. N$ U2.支持动态绑定
5 E# X3 E5 N8 p" t2 G! |& ^5 p; NJAVA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。
( d0 p6 e% r! v& u. k4 `9 J3.支持Internet应用开发1 w- ~: Y% I- [$ V! S
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。
! j5 m8 }0 A& q) a6 \  j! c$ ?1 v9 v0 w4.更安全
  b2 K/ _& i! E' RJAVA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。
. L! y5 }% p, C5.具有可移植性
6 @1 i3 M: z( X5 _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。
2 K6 {5 b: q  h8 O! S* `( a# H% k( \  w% @
JAVA缺点:1 g8 S. d& ^$ h* |7 J% o2 f- ]
1.运行需要安装JAVA虚拟机: s, q6 O9 _2 P- h4 }
JAVA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。0 \+ v% h1 X' T) `5 i) y
2.运行成本较高
$ J8 l" r6 E4 M, D" s) ], |# X; V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。
+ o: l% b! e- k$ B- u! R7 V" B: ^% b) A! F
四、C#/.NET——微软提供的一种限制性编程语言  N+ u& Z  d; ^3 ^' ~; f/ x
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#。
* u: d9 H. F# r* e- m- J8 s* t. f+ @
C#/.NET优点:
+ S3 t* V: ^( d6 U) b/ l  y1.强大的.Net Framework托管代码集合类: C3 T; L$ m5 S# [* t) D5 l
,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. J3 ]/ j: C( a. \5 q  N  f# O
2.较简单的语言特性) N' R$ U& n: ]) `- x
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。- a2 C/ E' H! P* p. B- `  M
3.Web应用程序开发速度快7 E" S" V/ ~+ ^
Web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)。
( Z" t* T+ Z+ L' x4.和语言平台无关的编译机制及较快的运行速度
+ P4 W! t% E; u( [, d- F" o  R! j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。
6 s9 q1 a, ~/ y& w# a, k5.代码安全性
$ Q, f1 g, n$ n/ `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。
  R/ d- z# A& T
3 f3 ]! r  o. C# B- B5 hC#/.NET缺点:& q4 l1 r  V* ^5 V+ H" k
1.底层和高性能不合适' [- p; p( j1 q9 n6 @- A6 t2 u# }
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)。
  v7 g+ R7 |/ f5 F, Y1 l2.Windows平台以外支持有限4 y* H$ o3 D, F# e
mono不够成熟好用,window以外Java,Python等是很强大和同样优秀的。, T6 W6 b3 Y6 A! Y" K- }7 W

. ^5 M6 T! N0 O: k. i' @. r: T五、MATLAB——一种面向数值计算的高级程序设计语言
3 ?) I4 q9 k5 c( R& ^MATLAB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。% N/ t/ `7 Q- d7 Q9 X0 o
MATLAB优点:
2 N" k  l/ r4 f. f! G5 ~" x  h1.编程效率高1 F0 H+ Z; P+ G* C
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。
; t- F# t, \/ b. \3 r. h2.高效方便的矩阵和数组运算/ T# `7 {/ W3 s  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。  v% y: x# _# |, o! T5 m4 t" U  Z
MATLAB缺点:, {  ~: `4 o% {: r: h) O' [" _& U
1.循环运算效率低。3 J; o' Y5 q& M- @. Z
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。, z7 _# y3 d# a
2.封装性不好。, z  {7 k% S! E: V$ E+ @
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。
3 w6 V) I3 |9 h3 @4 @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。& ?. t$ l/ F5 P+ f
: e9 g, L4 }8 Y5 e/ d0 O& H. Y0 e

& d( b& _3 k) N
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
回复 支持 反对

使用道具 举报

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?
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2019-4-22 12:24:56 | 显示全部楼层
C++和Python吧。
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2019-4-23 18:02:18 | 显示全部楼层
大大的赞,就一个字
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2019-4-24 13:52:24 | 显示全部楼层
个人比较喜欢Python
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2019-4-25 18:39:02 | 显示全部楼层

$ Q. `. |$ ]! R, L楼主真厉害
回复 支持 反对

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册会员

本版积分规则

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

GMT+8, 2024-3-28 20:29 , Processed in 0.054177 second(s), 15 queries , Gzip On.

Powered by Discuz! X3.4 Licensed

© 2001-2017 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表