随着人工智能和人类生活融为一体,人工智能语言也引起了人们的广泛关注,那么常用的人工智能开发语言有哪些呢?比如,Python是近年来数据科学和算法领域最流行的语言。主要原因是它的使用门槛低,启动容易,工具生态系统完整,各种平台都很好地支持。C++和Java也是AI项目的一个很好的选择,专注于提供AI项目上所需的高级功能。
1.Python语言
Python是荷兰人吉多·范·罗苏姆(Guido van Rossum)在1989年圣诞节期间为了打发圣诞节的无趣而编写的一个脚本解释程序。其是ABC语言的一种继承。IEEE发布的2017年编程语言排行榜显示,Python高居首位,已经成为全球程序员和一些公司最受欢迎的语言,而C语言和Java语言却分别位居第二和第三位。近年来,Python语言异常火爆,被广泛应用于各个领域,尤其是在Web和Internet开发、科学计算和统计、人工智能、机器学习、数据分析等领域的表现更为突出。
(1)Python的特点
Python是一种解释型的脚本语言,解释型是指Python代码是通过Python解释器来将源代码“解释”为计算机硬件能够执行的芯片语言,但是由于Python直接运行源程序,所以对源代码加密有着一定的难度。Python的特点如图4-1所示。
①开源。
由于吉多·范·罗苏姆认为ABC语言的失败是其不开源导致的,所以他在开发Python语言时就贯彻了开源的思想。开源性为Python带来了许多人才,这些人才为Python的测试和改进做出了巨大的贡献,同时也让Python的社区更有活力,让适用于各种应用的程序库也越来越丰富。
②可移植性。
在研发Python的标准库及模块时,吉多的团队也尽可能地考虑到了跨平台的可移植性。Python程序可以将源代码自动解释成可移植的字节码,这种字节码在已经安装了兼容版本的Python平台上的运行结果是一样的,所以Python程序的核心语言和标准库可以在Linux、Windows及其他带有Python解释器的平台上无差别地运行。
③面向对象。
Python的面向对象的特点使其具有易维护、质量高、效率高、易扩展的优点,使Python的开发效率大幅提高,但是同时也带来了程序处理效率低的缺点。
④可扩展性。
Python的可扩展性体现在它的模块上,Python具有脚本语言中最强大且和谐丰富的类库。当需要一段关键的代码运行效率更高时,可以使用其他语言来编写,然后在Python程序中使用它们。这些类库包含了文件I/O、GUI、网络编程、数据库访问、文本操作等绝大部分应用场景。
⑤类库庞大。
类库是Python提供给用户的用于完成一种功能的代码集合。Python提供了大量且强大的标准库,而且基于Python的良好的开源社区,Python也有非常丰富且优秀的第三方类库。
⑥可读性强。
Python作为一款相对简单的语言,它的编程思维几乎与现实生活中的思维习惯相同,尽管它是用C语言编写的,但它摒弃了C语言中复杂烦琐的语法,使得新手或是不懂程序的人也能对代码进行简单的阅读。
(2)Python的应用领域
目前,Python已经全面普及,可以应用于众多领域,例如网络服务、图像处理、数据分析、组件集成、数值计算和科学计算等。目前业内所有大中型互联网企业都在使用Python,例如Youtube、Dropbox、BT、Quora(中国知乎)、豆瓣、知乎、Google、Yahoo、Facebook、NASA、百度、腾讯、汽车之家、美团等。互联网公司广泛使用Python实现以下功能:自动化运维、自动化测试、大数据分析、爬虫、Web等。Python的就业方向可以是Web开发、人工智能、爬虫、数据分析及运维和测试等,如图4-2所示。
2.C++语言
C++从最初的C with class,经历了从C++98、C++03、C++11、C++14到C++17的多次标准化改造,功能得到了极大的丰富,已经演变为一门集面向过程、面向对象、函数式、泛型和元编程等多种编程范式的复杂编程语言。
图4-1 Python的特点
图4-2 Python的就业方向
(1)C++语言的特点
C++语言是C语言的传承,C++语言既可以进行C语言的过程化编程,又可以用于以抽象数据类型为特点的基于对象的程序设计,同时还可以用于以继承和多态为特点的面向对象的程序设计,如图4-3所示。
①运行速度快。
由于C++语言是C语言的扩展版本,因此它的C语言部分非常底层,这极大地提高了程序的运行速度,这是Python和Java等高级语言无法提供的。
②静态类型。
由于C++语言是一种静态类型的编程语言,因此它不允许编译器对数据类型进行假设。例如,10与“10”不同,必须明确声明。由于这些是在编译时确定的,因此有助于编译器在程序执行之前捕获错误。
③多范式编程语言。
C++语言支持至少7种不同的编程风格,并为开发人员提供了选择的自由。与Java不同,除非必要,否则不需要使用对象来解决所有任务。
④面向对象。
C++语言支持面向对象的程序设计,为程序提供了清晰的模块化结构,将这些复杂的问题分成较小的集合。
⑤标准库。
可以使用C++语言包含的标准库来进一步扩展其使用。这些库包含有效的算法,在编写自己的项目时,可以方便地使用这些算法。这样可以节省大量的编程工作,否则会浪费大量的时间。
图4-3 C++语言的特点(www.xing528.com)
(2)C++语言的应用领域
C++语言涉及的领域很多,从大型的项目工程到小型的应用程序,C++语言都可以开发,例如操作系统、大部分游戏、图形图像处理、科学计算、嵌入式系统、驱动程序、没有界面或只有简单界面的服务程序、军工、工业实时监控软件系统、虚拟机、高端服务器程序、语音识别处理等。可以说,掌握了C++语言,就掌握了整个软件工业的开发技能。
C++语言的优点吸引了很多程序将其作为开发的语言,用C++语言开发的优秀作品数不胜数。下面列出一些著名的用C++语言编写的软件产品。
•办公应用
Microsoft公司的Office系列软件。
•图像处理
Adobe公司的所有主要应用程序都是使用C++语言开发而成的,图像处理利器Photoshop就是其中之一。
•网络应用
例如,百度网站的Web搜索引擎。
•网络即时通信
例如,目前国内使用最广泛的聊天软件之一——QQ。
•手机操作系统
之前在智能手机中应用最广泛的Symbian操作系统也是用C++语言编写的。
•游戏开发方面
由于C++语言在工程性、运行效率及维护性上都有很大优势,所以大部分网络游戏和单机游戏都是用C++语言编写的。单机版的游戏,例如Windows自带的游戏,都是采用C++语言编写。
C++语言的相关就业方向可以是客户端开发、服务器端开发、游戏领域、嵌入式平台开发、测试开发等,如图4-4所示。
3.Java语言
图4-4 C++语言的就业方向
图4-5 Java语言的特点
面向对象的Java语言具备“一次编程,处处使用”的能力,使其成为服务提供商和系统集成商用于多种操作系统和硬件平台的首选语言。Java作为软件开发的一种革命性的技术,其地位已被确定。如今,Java技术已被列为当今世界信息技术的主流开发语言之一。
(1)Java语言的特点
Java是一种多线程的动态语言,具有简单性、面向对象、分布式、健壮性、安全性、体系结构中立、可移植性、多线程和解释执行等多种特性,如图4-5所示。
①简单性。Java中摒弃了一些烦琐的操作,如指针和内存管理、使用IP协议的API,使得Java在引用应用程序时可以凭借URL访问网络上的对象。
②面向对象。
面向对象编程是Java语言的核心,Java对对象中的类、对象、继承、封装、多态、接口、包等均有很好的支持,同时也得到了面向对象的诸多好处,如代码扩展、代码复用等。
③分布式。
Java的网络非常强大,而且使用起来十分方便。Java提供了支持HTTP和FTP等基于TCP的Servlet技术,使Web服务器的Java处理变得非常简单和高效。
④安全性。
由于Java摒弃了指针和内存管理操作,因此避免了指针和释放内存等非法内存操作。另外,Java语言在机器上执行前,会经过多次测试,以防止恶意代码对本地计算机资源的访问。
⑤可移植性。
具备了Java解释器和运行环境的计算机系统上就可以运行Java应用程序,这使得Java应用程序有了方便移植的基础。只要系统中有Java的运行环境,就可以在该系统上运行Java代码。现在Java运行系统有Solaris、Linux、Windows等。
⑥多线程。
Java提供的多线程功能使得在一个程序中可以同时执行多个小任务。多线程带来的更大好处是更好的交互性能和实时控制性能
(2)Java的应用领域
Java开发人员负责使用编程语言Java开发应用程序和软件。Java开发人员是一种专门类型的程序员,他们可以与Web开发人员及软件工程师合作,将Java集成到商业应用程序、软件和网站中。对于Java的应用领域,最有名例子就是电子商务交易平台阿里巴巴、淘宝、京东等大型网站;移动、联通、电信、网通、银行、证券公司、互联网金融等主要的信息化系统;大型企业管理系统,如CRM系统、ERP系统等。此外,电子政务方面、游戏开发、无线手持设备、通信终端、医疗设备、信息家电(如数字电视、机顶盒、电冰箱)、汽车电子设备等,也是比较热门的Java应用领域;最主流的大数据框架Hadoop的应用主要使用Java开发,目前很多的大数据架构都是通过Java来完成的。
目前主流的Java就业方向有大数据、服务器开发、网站开发、游戏开发、嵌入式开发、软件开发及科学应用等,如图4-6所示。
图4-6 Java的就业方向
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