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机器人常用的编程语言,你认识几种?

核心摘要:这是多想进入机器人工程师行业的人都会考虑的问题,究竟先学哪种编程语言?机器人专家会建议从关键编程语言开始学。常用的编程语言深入探讨它们各自的优缺点以及使用和弃用它们的原因
   选择机器人工程师作为职业生涯时,很多人首先会问的是:究竟先从哪种编程语言开始学起?世界上有1500多种编程语言,都要学的话是太多了,这个最重要的是取决于你想要开发的应用程序和你在使用的系统来考虑。对于机器人专家来说,最重要的事情是开拓你的”编程思维”,而不是精通一种特定的编程语言。从很多方面来说,从哪种编程语言开始学习真的无关紧要。你学习的每种语言提升了你的编程思维,拥有了这种思维,去学习一种新编程语言的时候会容易不少。
 
 
    对于机器人学,每种编程语言有不同的优点。下面介绍一些机器人常用的编程语言,如果没有的你可以在下方留言给我们。
 
1)C/C++
 
  C/C++是最常用的机器人编程语言!许多人认为C和C++对新入行的机器人学家是一个很好的起点。为什么?因为很多硬件库都使用这两种语言。这两种语言允许与低级别的硬件进行交互,允许实时性能,是非常成熟的编程语言。现如今,你可能会使用C++比C多,因为前者具有更多的功能。C++基本上是C的一种延伸。首先学一点C会很有用,特别是当你发现一个硬件库是用C编写的。C/C++并不是像Python或MATLAB那样简单易用。同样用C来实现相同的功能会需要大量时间,也将需要更多行代码。但是,由于机器人非常依赖实时性能,C和C++是最接近我们机器人专家“标准语言”的编程语言。 
 
2)Java   
 
一些计算机科学学位将Java教学作为他们的第一种编程语言。Java从程序员“隐藏”底层的内存功能,这使得它比C更容易编程,但这也意味着你对代码实际做的不太了解。如果您从计算机科学的背景(许多人,特别是在研究中)来到机器人,你可能已经学会了Java。
 
  像C#和MATLAB一样,Java是一种解释语言,这意味着它不会被编译成机器代码。相反,Java虚拟机在运行时解释指令。使用Java的理论是,由于Java虚拟机,您可以在许多不同的机器上使用相同的代码。在实践中,这并不总是奏效,有时会导致代码运行缓慢。然而,Java在机器人的某些部分非常受欢迎,因此你可能需要它。
 
3)Python
 
  近年来,学习Python的人有一个巨大的回潮,特别是在机器人领域。其中一个原因可能是Python(和C++)是ROS中两种主要的编程语言。与Java不同,Python的重点是易用性,Python不需要很多时间来做常规的事情,如定义和强制转换变量类型。这些在编程里面本是很平常的事。另外,Python还有大量的免费库,这意味着当你需要实现一些基本的功能时不必“重新发明轮子”。而且因为Python允许与C/C++代码进行简单的绑定。这就意味着代码繁重部分的性能可以植入这些语言,从而避免性能损失。随着越来越多的电子产品开始支持“开箱即用”Python(与RaspberryPi一道),我们可能会在机器人中看到更多Python。
 
4)C#/.NET
 
  C#是微软提供的专用编程语言。如果你准备用微软机器人开发员工作包(MicrosoftRoboticsDeveloperStudio)这个系统,就必须要用C#。
 
5)Assembly
 
  Assembly让你能在0和1数位上进行编程。基本上这是最底层的编程语言。最底层的电子需要Assembly进行编程。随着Arduino和其它如微控制器的崛起,现在你可以使用C/C++在底层方便地编程了。这意味着Assembly对于大多数机器人专家来说也许会变得更不必要了。
 
6)MATLAB
 
  MATLAB以及和它相关的开源资源,比如Octave,一些机器人工程师特别喜欢,它被用来分析数据和开发控制系统。还有一个非常流行的机器人工具箱——MATLAB。我知道一些仅仅使用MATLAB就能开发出整个机器人系统的专家。如果你想要分析数据,产生高级图像或是实施控制系统,你也许会想学习MATLAB。
 
7)LISP
 
  LISP是世界上第二古老的编程语言(FORTRAN更古老,但只早了一年)。相比今天提到很多其它编程语言,它的应用并不广泛。不过在人工智能编程领域它还是相当重要的。ROS的一部分是用LISP写的,虽然你不需要掌握这个来使用ROS。
 
8)工业机器人编程语言
 
 很多工业机器人制造商都开发了他们自己专有的工业机器人编程语言,这成了工业机器人行业中的一个问题。通过学习Pascal,你会熟悉它们中的一部分。但是每次开始使用新的机器人时,你还得学习一种新的编程语言。
 
  最近几年,ROS行业已经开始提供更标准化的替代语言给程序员。但是如果是一个技术人员,你仍然更可能不得不使用制造商的编程语
 
9)硬件描述语言(HDLs)
 
  硬件描述语言一般是用来描述电气的编程方式。这些语言对于一些机器人专家来说是相当熟悉的,因为他们习惯FPGAs(FieldProgrammableGateArrays)编程。FPGAs能让你开发电子硬件而无需实际生产出一块硅芯片,对于一些开发来说,这是更快更简易的选择。如果你没有开发电子原型产品,你也许永远不会用HDLs。即便如此,还是有必要了解一下这种编程语言,因为它们和其它编程语言差别很大。一个重点:HDLs所有的操作是并发的,而不是基于处理器的编程语言的顺序操作。
 
10.BASIC/Pascal
 
  BASIC和Pascal是我最早学过的两种编程语言。不过这并不是我把它们列在这里的原因。对于几种工业机器人语言,它们是基础,下面说明一下。BASIC是为初学者设计的(BASIC是缩写,BeginnersAll-PurposeSymbolicInstructionCode),它让初学者可以从一种非常简单的编程语言开始学习。Pascal旨在鼓励好的编程习惯,还引入了结构,例如指针,这让Pascal成为从BASIC到更复杂语言的一块“敲门砖”。如今,这两种语言如果要说是好的“日常使用”程序语言,那是有点过时了。不过如果你准备做很多底层编码或是想要熟悉一下其它工业机器人编程语言,学习一下还是有用的。
 
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