在所有編程語言里,Python并不算萌新,從1991年發布第一個版本,至今已經快30年了。
最近幾年,隨著人工智能概念的火爆,Python迅速升溫,成為眾多AI從業者的首選語言。
根據數據平臺 Kaggle發布的2017年機器學習及數據科學調查報告,在工具語言使用方面,Python是數據科學家和人工智能從業者使用最多的語言(見下圖)。
IEEE綜覽(IEEE Spectrum)發布的2017最受歡迎編程語言列表中,Python同樣位列第一(見下圖)。
為什么?
原因1:Python是一種說人話的語言
所謂“說人話”,是指這種語言:
開發者不需要關注底層
語法簡單直觀
表達形式一致
我們先來看幾個代碼的例子:
C 語言Hello World 代碼:
intmain(){printf("Hello, World!");return0;}
Java 語言Hello World 代碼:
publicclassHelloWorld{ publicstaticvoidmain(String[] args){ System.out.println("Hello World!"); }}
Python 語言Hello World代碼:
print("Hello World!")
僅僅是一個Hello World程序,就能看出區別了,是不是?
編譯 VS 解釋
當然,僅僅是一個Hello World的話,C和Java的代碼也多不了幾行。
可是不要忘了,C和Java的代碼要運行,都必須先經過編譯的環節。
對于C語言來說,在不同的操作系統上使用什么樣的編譯器,也是一個需要斟酌的問題。一旦代碼被copy到新的機器,運行環境和之前不同,還需要重新編譯,而那臺機器上有沒有編譯器還是一個問題,安裝上編譯器后,也許和之前最初的編譯器有所區別,還得修改源代碼來滿足編譯環境的需求……
我到底做錯了什么?我只是想運行一個別人寫的程序而已[淚目]
而Python則不用編譯,直接運行。而且都可以不用寫文件,一條條語句可以直接作為命令行運行。不要太方便咯。
語言語法
和Python比,Java的語法更“啰嗦”。
從上面的例子已經可以看出,創建一個鏈表,Java還需要聲明和逐個插入節點,而Python則可一行代碼完成從鏈表創建到插入節點及賦值的全部操作。
這還只是一個例子。在真正的使用中就會發現,對于很多非常簡單基礎的操作,Java非讓你很別扭地寫好幾行,Python直接一句搞定。
這樣的結果就是,Python寫起來省事,讀起來也方便。可讀性遠超Java。
表達風格
在10年或者更久遠之前,Python經常被用來和Perl相提并論。畢竟在那個時候,C是系統級語言,Java是面向對象語言,而Python & Perl則是腳本語言的雙子星。
Python和Perl在設計層面有一個非常大的區別:
Python力求讓不同的人在撰寫同樣功能實現的代碼時,所用的表達形式盡量一致;
而Perl則是故意追求表達的千姿百態,讓同一個人在不同地方寫同樣功能時所用具體形式都不同。
從哲學層面講,Perl的追求更加自由主義,更利于釋放人類的多樣化天性。也確實有很多Geek范兒程序員因為這一點推崇毫無限制的Perl,鄙視到處設限的Python。
然而,Perl寫的程序——那叫一個亂七八糟!
當你想遇到問題,想在網上找點實例代碼看看的時候,搜到的Perl example千姿百態,很難找到一種“大眾”的解法。而不同寫法之間,還很難保證相容。
這個問題其實在Python vs Java上也有,只不過程度要低得多。
Java語言本身并沒有想要把自己變成書寫代碼詩歌的載體。但是因為它長年大量地被應用在企業級軟件的后臺開發,夾雜進了太多并非語言本身卻又與其使用不可分割的東西,進一步加劇了Java的繁雜。
如果不是想成為代碼詩人,或者語言大師,只是想用盡量簡單直接的方法,把事情做了,首選語言確實是Python。
原因2:強大的AI支持庫
矩陣運算
NumPy由數據科學家Travis Oliphant創作,支持維度數組與矩陣運算。結合Python內置的math和random庫,堪稱AI數據神器!有了它們,就可以放心大膽玩矩陣了!
大家知道,不管是Machine Learning,還是Deep Learning,模型、算法、網絡結構都可以用現成的,但數據是要自己負責I/O并傳遞給算法的。
而各種算法,實際上處理的都是矩陣和向量。
使用NumPy,矩陣的轉置、求逆、求和、叉乘、點乘……都可以輕松地用一行代碼搞定,行、列可以輕易抽取,矩陣分解也不過是幾行代碼的問題。
而且,NumPy在實現層對矩陣運算做了大量的并行化處理,通過數學運算的精巧,而不是讓用戶自己寫多線程程序,來提升程序效率。
有了Python這種:語法簡潔明了、風格統一;不需要關注底層實現;連矩陣元素都可以像在紙上寫公式一樣;寫完公式還能自動計算出結果的編程語言,開發者就可以把工作重心放在模型和算法上了。
ML模型
用Python實現大多數經典模型,幾十上百行代碼就夠了。
當然,對于普通用戶,也可以連算法都不用管,只是調用Scikit-Learn的接口就可以了。
比如,訓練和使用一個logistic Regression模型,只需要下面幾行代碼就可以了:
#import the LogisticRegression from sklearn.linear_model import LogisticRegression #Use default parametersclassifier = LogisticRegression() #train modelclassifier.fit(train_set, target) #dotesty_hat = classifier.predict(test_set) #printouttestresultsprint y_hat
支持圖表
Python還有許多圖標方面的支持庫。用來生成dashboard上的各種圖形表格,是非常簡單的事情。
比如使用Plotly圖形庫,下面這些炫彩的圖形,就隨便用啦:
原因3:規模效應
語言簡單易學,支持庫豐富強大,這兩大支柱從早期就奠定了Python的江湖地位。
根據以高收入國家Stack Overflow問題閱讀量為基礎的主要編程語言趨勢統計,可以看出,近年來,Python已然力壓Java和Javascript,成為目前發達國家增長最快的編程語言(見下圖)。
由圖可見,2012年之后,對于Python相關問題的瀏覽量迅速增長,從時間上看,這一趨勢正好和近幾年人工智能的發展重合。
技術的普及推廣就像滾雪球,早期的積累相對緩慢,一旦過了臨界點,就是大爆發。
別的不說,就說現在tensorflow,caffe之類的深度學習框架,主體都是用Python來實現,提供的原生接口也是Python。
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原文標題:為什么Python是入行人工智能的首選語言?
文章出處:【微信號:jingzhenglizixun,微信公眾號:機器人博覽】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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