告别头秃!2020 年七大 AI 编程语言全解析

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本文探讨了适用于人工智能编程的顶尖编程语言,AI工程师及相关从业人员可以根据自身项目需求选择合适的语言。你会选择哪一种呢?

作者 | Claire D

译者 | 苏本如,责编 | 伍杏玲

头图 | 视觉中国

出品 | CSDN(ID:CSDNnews)

以下为译文:

人工智能如今已成为我们生活中不可或缺的一部分,它被广泛应用于数百个实际场景中,极大地方便了人们的工作与生活。

近年来,随着人工智能的快速发展,企业得益于底层编程语言的核心改进,得以蓬勃发展。

伴随着人工智能的日益普及以及编程语言的不断进步,市场对于高效且熟练的程序员和工程师的需求激增。尽管有多种编程语言可以帮助你轻松入门人工智能领域,但没有一种能够成为人工智能编程的“万能钥匙”,因为每种语言各有其独特性。不同的目的导致了对编程语言的不同需求。

接下来,我将列举一些最受欢迎的人工智能编程语言,大家一起来看看:

Python

Python是历史上最强大的编程语言。——Pau Dubois

Python于1991年问世。根据一项调查,超过57%的开发人员更倾向于选择Python,而非C++来开发人工智能解决方案。Python的学习曲线相对平缓,为程序员和数据科学家们提供了进入人工智能开发领域的良好途径。

Python是一场关于程序员自由度的实验。过多的自由可能导致代码难以理解;而过少的自由则可能抑制语言的表现力。——Guido van Rossum

采用Python编程,你不仅能享受到强大的社区支持和丰富的库资源,还能体验到这门语言的灵活性。Python的一些显著特性包括:跨平台性以及可应用于深度学习和机器学习的众多框架。

使用Python编程的乐趣在于能够看到简洁且易读的类,这些类通过清晰而简洁的代码(而非冗长无聊的琐碎代码)完成了许多复杂的操作。——Guido van Rossum

以下是Python代码的一个简短示例:

Python代码示例片段

以下是Python中一些最受欢迎的库:

  • TensorFlow,专注于处理机器学习任务和数据集问题。
  • scikit-learn,旨在训练机器学习模型。
  • PyTorch,适用于计算机视觉和自然语言处理。
  • Keras,提供高度复杂的数学计算和操作的代码接口。
  • 最受欢迎的机器学习库与编程语言课程

    • SparkMLlib,这是一款与Apache Spark相似的机器学习库,凭借其算法和实用工具的集合,让机器学习变得更加简单易行。
    • MXNet,作为Apache旗下的另一款库,旨在简化深度学习的工作流程。
    • Theano,专注于定义、优化和评估数学表达式的库。
    • Pybrain,提供强大的机器学习算法支持。

    分析GitHub的贡献数据后,我们发现Python已经超过Java,成为第二大最流行的编程语言。实际上,Stack Overflow也指出,它是“增长速度最快”的主流编程语言。

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    图片

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    Java编程语言

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    一次编写,到处运行。

    Java被誉为全球最佳编程语言之一,这一观点在过去20年中的广泛使用中得到了验证。

    Java语言以其友好的用户体验、灵活性及与平台的独立性,已在人工智能开发中发挥了重要作用。以下是一些具体的例子:

    • TensorFlow

    TensorFlow支持的编程语言中包含带有API的Java,尽管对Java的支持不及其他完全兼容的语言丰富,但这一功能已持续存在,并在迅速改进中。

    • Deep Java Library

    由亚马逊开发,旨在利用Java创建和部署深度学习能力。

    • Kubeflow

    Kubeflow使得在Kubernetes上轻松部署和管理机器学习堆栈,提供现成的机器学习解决方案。

    • OpenNLP

    Apache的OpenNLP是一个专为自然语言处理而设计的机器学习工具。

    • Java机器学习库

    Java ML为开发者提供了多种机器学习算法的实现。

    • Neuroph

    借助Neuroph GUI,Neuroph使得使用Java开源框架设计神经网络变得可行。

    若Java具备真正的垃圾回收功能,许多程序在执行完毕后将自动从内存中清除。——Robert Sewell

    以下是Java代码的示例片段:

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    Java代码示例片段

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    R语言及其应用

    R语言由Ross Ihaka和Robert Gentleman于1995年首次发布,并至今由R开发核心团队负责维护。作为S编程语言的一种实现,它专注于统计分析和图形绘制,广泛应用于统计软件的开发和数据分析。

    在人工智能编程领域,R语言因其独特的优势而受到开发者的青睐,主要体现在以下两个方面:

    • R语言在处理大规模数据时表现出色,相较于Python的NumPy包,它的性能更为优越。
    • 使用R语言时,开发者可以选择多种编程模式,包括函数式编程、矢量计算和面向对象编程。

    以下是R语言中一些常用的人工智能编程包:

    • Gmodels:提供多种模型拟合工具的集合。
    • Tm:为文本挖掘应用提供框架。
    • RODBC:R语言的ODBC接口。
    • OneR:实现One Rule机器学习分类算法,适用于构建机器学习模型。

    由于其多样的特性和功能,R语言在数据挖掘和统计分析领域受到了广泛的欢迎,包括:

    • 丰富的库和包,用于功能扩展。
    • 活跃的社区支持。
    • 能够与C、C++与FORTRAN等语言协同工作。
    • 多个软件包提供的功能扩展。
    • 生成高质量图形的能力。

    一个有趣的应用实例是使用R语言制作2019年新冠肺炎(Covid-19)的交互式地图,详细信息可以访问以下链接:

    交互式地图链接

    Prolog语言概述

    Prolog是“Programming in Logic”的缩写,作为逻辑编程语言,它始于1972年。Prolog为人工智能的开发,特别是在自然语言处理方面提供了强大的工具,最适合用于创建聊天机器人,其中第一个成功的聊天机器人ELIZA就是用Prolog编写的。

    理解Prolog需要掌握一些基本术语:

    • Facts(事实):定义真实的陈述。
    • Rules(规则):定义带有条件的陈述。
    • Goals(目标):确定依据知识库生成报告的位置。
    • Queries(查询):定义如何验证陈述的真实性,以及对事实和规则进行分析的方式。

    Prolog为实现人工智能提供了两种方法,这两种方法在数据科学家和研究人员中都得到了广泛应用。

    • 符号方法:涵盖规则基础的专家系统、定理证明以及约束方法。
    • 统计方法:涉及神经网络、数据挖掘和机器学习等领域。

    Lisp编程语言

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    以下是用于构建具有N维输入和M个输出单元的单层感知器的Lisp代码示例。

    Lisp是“列表处理”的缩写,作为仅次于Fortran的第二古老编程语言,它在历史上占据了重要地位。此语言被公认为人工智能领域的奠基石之一,约翰·麦卡锡于1958年首次提出了Lisp。

    Lisp是一种能够实现他人认为不可能之事的语言。——Kent Pitman

    作为一门专注于数学符号处理的编程语言,Lisp迅速成为人工智能开发者的首选。其独特的特性使其在机器学习和人工智能项目中表现出色:

    • 迅速的原型开发
    • 灵活的对象生成
    • 自动垃圾回收机制
    • 高度的灵活性

    随着其他编程语言的不断进步,Lisp的一些独特特性也逐渐被其他语言所吸纳。诸如Reddit和HackerNews等知名项目均是基于Lisp开发的。

    在我看来,Lisp是世界上最优美的编程语言,至少在Haskell出现之前是如此。——Larry Wall

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    Haskell编程语言

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    官方网站

    Haskell于1990年问世,以著名数学家Haskell Brooks Curry命名。它是一种纯粹的函数式编程语言,具有强大的静态类型特征,常常与延迟计算和精简代码相结合使用。

    Haskell被视为一种极为安全的编程语言,提供了相较于其他语言更为灵活的错误处理机制。错误在Haskell中极少出现,即使发生,绝大多数非语法错误都是在编译时捕获,而非运行时。Haskell的一些显著特点包括:

    • 卓越的抽象能力
    • 内建的内存管理系统
    • 代码的重用性
    • 容易理解的语法

    正如Philip Greenspun所言:“SQL、Lisp和Haskell是我所见过的,思考所占时间远超过编码的语言。”

    • Philip Greenspun

    Haskell的这些特性在提升开发效率方面发挥了重要作用。尽管与其他编程语言相比,它的使用者相对小众,但Haskell同样适用于人工智能开发,并且越来越受到开发社区的青睐。

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    Julia编程语言

    探索Julia:高效的动态编程语言在人工智能中的应用

    Julia是一种具备卓越性能和广泛适用性的动态编程语言,适合开发几乎所有类型的应用,尤其在数据分析和计算科学领域表现尤为突出。与Julia兼容的工具种类繁多,包括:

    • 流行的文本编辑器,例如Vim和Emacs。
    • 综合开发环境,如Juno和Visual Studio。

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    Julia的源代码目录结构

    该语言所具备的多项特性,使其在人工智能开发、机器学习、统计分析以及数据建模等领域成为不可或缺的选择。具体特性包括:

    • 动态类型系统
    • 内置的包管理工具
    • 支持并行和分布式计算能力
    • 宏和元编程的灵活性
    • 多种调度方式的支持
    • 直接调用C语言函数的能力

    Julia旨在克服其他编程语言的不足,能够与TensorFlow.jl、MLBase.jl及MXNet.jl等工具无缝集成,为机器学习应用的开发提供便利,这些工具充分利用了Julia的可扩展性。

    下图展示了Google Trend上Julia用户数量的变化趋势:

    告别头秃!2020 年七大 AI 编程语言全解析

    图源:Google Trends

    告别头秃!2020 年七大 AI 编程语言全解析

    2019年Julia开发大会的宣传视频:
    https://www.youtube.com/user/JuliaLanguage

    在众多人工智能编程语言中,工程师和科学家可以根据项目需求选择最合适的语言。每种编程语言都有其独特的优势和不足。

    随着这些语言的持续演进,人工智能的开发将变得愈加轻松高效,更多人才将涌入这一创新领域。良好的社区支持为新手们提供了便利,而社区对扩展项目的贡献则使每位开发者的工作变得更加顺畅。

    原文地址:
    https://towardsdatascience.com/top-programming-languages-for-ai-engineers-in-2020-33a9f16a80b0

    本文由CSDN翻译,转载请注明来源。

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来源:今日头条
原文标题:又要头秃?2020 年七大 AI 编程语言大盘点 – 今日头条
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小智
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