程序设计语言基本概念
一、基本概念
在计算机中，程序设计语言可划分为低级语言和高级语言两大类，与高级语言相比，用低级语言开发的程序，其运行效率高，但开发效率低。与程序设计相关的基本概念如下。
（1）低级语言：又称面向机器语言，它是特定的计算机系统所固有的语言。
（2）汇编语言：是机器语言的一种提升，它使用了一些助记符来表示机器指令中的操作码和操作数。但它仍然是一种和计算机机器语言十分接近的语言，使用起来仍然不太方便。
（3）高级语言：与人们的自然语言比较接近，使用起来很方便，也极大的提高了程序设计效率。
（4）编译程序：也称编译器，将源程序翻译成目标语言程序，然后在计算机上运行目标程序。虽然执行效率高，但编写出来的程序可读性很差，且难以修改和维护。
（5）解释程序：也称解释器，它或者直接解释执行源程序，或者将源程序翻译成某种中间代码后再加以执行。
（6）程序设计语言：程序设计语言的定义都涉及语法、语义和语用等方面。
（7）语法是指由程序语言的基本符号组成程序中的各个语法成分（包括程序）的一组规则，其中由基本字符构成的符号（单词）书写规则称为词法规则，由符号构成语法成分的规则称为语法规则。
（8）语义是程序语言中按语法规则构成的各个语法成分的含义，分为静态语义和动态语义。
（9）语用表示了构成语言的各个记号和使用者的关系，涉及符号的来源、使用和影响。
（10）语境是指理解和实现程序设计语言的环境，包括编译环境和运行环境。
二、程序设计语言的分类
1．命令式程序设计语言
命令式程序设计语言是基于动作的语言，在这种语言中，计算被看成是动作的序列。
结构化程序设计语言属于命令式语言类，其结构特性主要有：一是用自顶向下逐步精化的方法编程，二是按照模块组装的方法编程，三是程序只包含顺序、判定（分支）及循环结构，而且每种构造只允许单入口和单出口。C语言、PASCAl等都是典型的结构化程序设计语言。
2．面向对象程序设计语言
面向对象的程序设计在很大程度上应归功于从模拟领域发展起来的Simula，Simula提出了类和对象的概念。C++、Java和smalltalk是面向对象程序设计语言的代表。
3．函数式程序设计语言
函数式程序设计语言是一类以λ-演算为基础的语言，其概念来自于Lisp，一个在1958年为了人工智能应用而设计的语言。函数是一种对应规则（映射），它使定义域中每个元素和值域中唯一的元素对应。
函数定义1：Square[x]:=x×x
函数定义2：Plustwo[x]:=Plusone[Plusone[x]]
函数定义3：fact[n]:=ifn=0then1elsen×fact[n-1]
4．逻辑型程序设计语言
逻辑型程序设计语言是一类以形式逻辑为基础的语言，其代表是建立在关系理论和一阶谓词理论基础上的Prolog（ProgramminginLogic）。Prolog程序是一系列事实、数据对象或事实间的具体关系和规则的集合。通过查询操作把事实和规则输入数据库。用户通过输入查询来执行程序。在Prolog中，关键操作是模式匹配，通过匹配一组变量与一个预先定义的模式并将该组变量赋给该模式来完成操作。
三、程序设计语言的基本成分
1．数据成分
数据成分指的是一种程序语言的数据类型。
（1）常量和变量
按照程序运行时数据的值能否改变，将数据分为常量和变量。变量具有左值和右值，在程序运行过程中其右值可以改变；常量只有右值，在程序运行过程中不能改变。
（2）全局变量和局部变量
按照数据的作用域范围，可分为全局变量和局部变量。系统为全局变量分配的存储空间在程序运行的过程中一般是不改变的，而为局部变量分配的存储单元是动态改变的。
（3）数据类型
按照数据组织形式不同可将数据分为基本类型、用户定义类型、构造类型和其他类型。
基本类型：整型（int）、字符型（char）、实型（float、double）和布尔类型（bool）。
特殊类型：空类型（void）。
用户定义类型：枚举类型（enum）。
构造类型：数组、结构、联合。
指针类型：type*。
抽象数据类型：类类型。
2．运算成分
程序语言的运算成分指明允许使用的运算符号及运算规则。大多数高级程序语言的基本运算可分成算术运算、关系运算和逻辑运算，有些语言如C（C++）还提供位运算。
3．控制成分
控制成分指明语言允许表述的控制结构。
（1）顺序结构
顺序结构用来表示一个计算操作序列，从第一个操作开始，按顺序依次执行后续的操作，直到最后一个操作，如图2-1所示。（2）选择结构选择结构提供了在两种或多种分支中选择其中一个的逻辑，如图2-2所示。
图2-1顺序结构示意图
图2-2选择结构示意图（3）循环结构
循环结构描述了重复计算的过程，通常由三部分组成：初始化、循环体和循环条件。主要有两种形式：while型循环结构和do-while型循环结构，如图2-3所示。
（4）C（C++）语言提供的控制语句
①复合语句
复合语句用于描述顺序控制结构。复合语句是一个整体，要么全部执行，要么一条语句也不执行。
②if语句和switch语句
if语句实现的是双分支的选择结构，其一般形式为：
if（表达式）语句1；else语句2；需要注意的是if和else的匹配关系。
switch语句描述了多分支的选择结构，其一般形式为：switch（表达式）{case常量表达式1：语句1；case常量表达式2：语句2；
…case常量表达式n：语句n；default：语句n+1;
}③循环语句主要指while语句、do-while语句和for语句。while语句描述了先判断条件再执行循环体的控制结构，其一般形式为：while（条件表达式）{
循环体语句；
}do-while语句描述了先执行循环再判断条件的控制结构，其一般格式是：do
循环体语句；while（条件表达式）；for语句的基本格式是：
for（表达式1；表达式2；表达式3；）循环体语句；可用while语句等价地表示为：表达式1；while（表达式2）{循环体语句；表达式3；}4．函数
函数是程序模块的主要成分，它是一段具有独立功能的程序。函数的使用涉及三个概念：函数定义、函数声明和函数调用。
①函数定义
函数定义包括两部分：函数首部和函数体。函数定义描述了函数做什么和怎么做。其一般格式是：返回值类型函数名（形参表）{函数体；}②函数声明
函数应该先声明后引用。如果程序中对一个函数的调用在该函数的定义之前进行，则应该在调用前对被调用函数进行声明。函数原型用于声明函数。函数声明的一般形式为：
返回值类型函数名（形参表）；③函数调用
当在一个函数（称为主调函数）中需要使用另一个函数（称为被调函数）实现的功能时，便以名字进行调用，称为函数调用。函数调用的一般形式为：
函数名（实参表）；四、值调用和引用调用
在C程序的执行过程中，通过函数调用实现了函数定义时描述的功能。函数体中若调用自己，则称为递归调用。C和C++通过传值方式将实参传递给形参。
调用函数和被调用函数之间交换信息的方法主要有两种：一种是由被调函数把返回值返回给主调函数，另一种是通过参数带回信息。函数调用时实参与形参间交换信息的方法有值调用和引用调用两种。
（1）传值调用（CallbyValue）
若实现函数调用时实参向形式参数传递相应类型的值（副本），则称为是传值调用。
C语言采用的是传值调用的方式。传值调用最显著的特征是被调用的函数内部对形参的修改不影响实参的值。传值调用的参数传递和被调用函数内对参数的使用主要按下述原则：函数定义时形参被当作局部变量看待，在函数被调用时为形参分配存储单元；调用函数前，首先计算实参的值，调用时将实参的值放入形参的存储单元；被调用函数内部对形参单元中的数据进行直接访问。
（2）引用调用（CallbyReference）引用是C++中增加的数据类型，当形式参数为引用类型时，形参名实际上是实参的别名，函数中对形参的访问和修改实际上就是针对相应实际参数所作的访问和改变。
实际上，引用调用是将实参的地址传递给形参，使得形参的地址就是对应实参的地址。引用调用的参数传递和被调用函数内对参数的使用主要按下述原则处理：函数定义时形参被当作局部变量看待，在函数被调用时为形参分配存储单元；调用时将实参的地址放入形参的存储单元；被调用函数内部对形参单元中的数据（地址）进行间接访问。
怎么考
【试题2-1】2011年11月真题20
若C程序的表达式中引用了未赋初值的变量，则（20）。
（20）A.编译时一定会报告错误信息，该程序不能允许
B.可以通过编译并运行，但运行时一定会报告异常
C.可以通过编译，但链接时一定会报告错误而不能运行
D.可以通过编译并运行，但运行结果不一定是期望的结果
分析：全局变量和静态局部变量在定义时如果没有初始化，编译时会自动初始化为0；而普通的局部变量，如果没有初始化，则其值是一个随机数。在C程序表达式中，只要引用的变量定义了，就可以通过编译并运行，但运行结果不一定是期望的结果。【答案：d】
【试题2-2】2011年11月真题49、50
函数t、f的定义如下所示，其中，a是整型全局变量。设调用函数t前a的值为5，则在函数中以传值调用（callbyvalue）方式调用函数f时，输出为（49）；在函数t中以引用调用（callbyreference）方式调用函数时，输出为（50）。
（49）A.12B.16C.20D.24
（50）A.12B.16C.20D.24
分析：本题主要考查函数调用时参数的传递方式。如果采用传值方式调用，则形参值的变化不会影响实参；而采用引用方式调用，则形参值的变化直接反映到实参。
本题中如果在函数t中采用传值方式调用函数f，a的值传给形参r，在函数f中，a的值变为6，r的值为10并返回赋给变量x，由于a是全局变量，退出函数f后a的值依然为6，所以函数t的输出结果为16。如果函数t采用传值方式调用函数f，则形参r就是对实参a的引用，对r的修改就是对a的修改，在执行a=r+1时，a和r的值都变为6，执行r=r*2，a和r的值都变为12，并将r的值返回给x，因此函数t的输出结果为24。
【答案：（49）B（50）D】
【试题2-3】2011年11月真题57
在KMP模式匹配算法中，需要求解模式串p的next函数值，其定义如下（其中，j为模式串字符的序号）。对于模式串“abaabaca”，其next函数值序列为（57）。
（57）A.01111111B.01122341C.01234567D.01122334
分析：模式串“abaabaca”的next函数值序列如下。
当j=1时，next[1]=0；当j=2时，k不存在，next[2]=1；当j=3时，不存在满足条件的k，next[3]=1；当j=4时，p1=p3=a，存在k=2，使得’p1p2Lpk.1’=’pj.k+1pj.k+2Lpj.1’，故next[4]=2；当j=5时，存在k=2，使得’p1p2Lpk.1’=’pj.k+1pj.k+2Lpj.1’，即p1=p4=a，故next[5]=2；当j=6时，存在k=3，使得’p1p2’=’p4p5’，故next[6]=3；当j=7时，存在k=4，使得’p1p2p3’=’p4p5p6’，故next[7]=4；当j=8时，不存在满足条件的k值，故next[8]=1。【答案：B】
【试题2-4】2011年5月真题22
若一种程序设计语言规定其程序中的数据必须具有类型，则有利于（22）。
①在翻译程序的过程中为数据合理分配存储单元
②对参与表达式计算的数据对象进行检查
③定义和应用动态数据结构
④规定数据对象的取值范围及能够进行的运算
⑤对数据进行强制类型转换
（22）A．①②③B．①②④C．②④⑤D．③④⑤
分析：数据是程序操作的对象，类型说明数据占用的内存和存放形式。数据类型不仅可用于在基础机器中完成对值得布局，还可以用于检查表达式中对运算的应用是否正确。【答案：B】
【试题2-5】2011年5月真题48
以下关于高级程序设计语言翻译的叙述中，正确的是（48）。
（48）A．可以先进行语法分析，再进行词法分析
B．在语法分析阶段可以发现程序中的所有错误
C．语义分析阶段的工作与目标机器的体系结构密切相关
D．目标代码生成阶段的工作与目标机器的体系结构密切相关
分析：对于高级程序设计语言，编译程序会把编写的源程序翻译成与之等价的目标程序。编译程序的工作过程分为：词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化、目标代码生成。语法分析要在词法分析的基础上，根据语言的语法规则将单词符号序列分解成各类语法单位。可见，要先进行词法分析，然后进行语法分析，故选项A错误。在语法分析阶段能发现语法错误，但不能发现语义错误，因此选项B错误。语义分析阶段主要检查源程序是否包含静态语义错误，并收集类型信息供后面的代码生成阶段使用，可见，语义分析阶段工作与与目标机器的体系结构关联不大，选项C错误。目标代码生成阶段的任务是把中间代码变化成特定机器上的绝对指令代码、可重定位的指令代码或汇编指令代码，这个阶段的工作与具体的机器密切相关。【答案：D】
【试题2-6】2011年5月真题50
传值与传地址是函数调用时常采用的信息传递方式，（50）。
（50）A．在传值方式下，是将形参的值传给实参
B．在传值方式下，形参可以是任意形式的表达式
C．在传地址方式下，是将实参的地址传给形参
D．在传地址方式下，实参可以是任意形式的表达式分析：在传值方式下，是将实参的值传给形参，形参不能向实际参数传递信息；实参可以是表达式或常量，也可以是变量或数组元素。
在传地址方式下，是将实参的地址传给形参，实参和形参都指向同一个对象，被调用函数中对形式参数的修改实际上就是对实际参数的修改，可以实现数据的双向传递。实参必须是变量地址、数组名，不能是表达式或常量。
形参就是形式参数，用一个变量来代表，不能是表达式。【答案：C】
【试题2-7】2010年11月真题50
以下关于汇编语言的叙述中，错误的是（50）。
（50）A．汇编语言源程序中的指令语句将被翻译成机器代码
B．汇编程序先将源程序中的伪指令翻译成机器代码，然后再翻译指令语句
C．汇编程序以汇编语言源程序为输入，以机器语言表示的目标程序为输出
D．汇编语言的指令语句必须具有操作码字段，可以没有操作数字段
分析：汇编程序的功能是将会变语言所编写的源程序翻译成机器指令程序。汇编语言源程序语句可分为指令语句、伪指令语句和宏指令语句。指令语句汇编后产生相应的机器代码；伪指令语句指示汇编程序在汇编源程序时完成某些操作，汇编后不产生机器代码。【答案：B】
【试题2-8】2010年11月真题64
下面C程序段中count++语句执行的次数为（64）。
for(inti=1;i
人工智能程序设计(Visual Prolog) 学习笔记
VisualProlog支持基于网络的开发、数据库、多媒体、与C语言集成等。具有模式匹配、递归、回溯、对象机制、事实数据库和谓词库等强大功能。非常适合于专家系统、规划和其他AI相关问题的求解。
Ch1Prolog基础
目标子句（goalclause）、事实（facts）、规则（rules）合起来称为Horn子句，因而得名Horn子句逻辑。
Prolog可以作为专家系统来使用，但它本身却是作为一种程序设计语言而设计出来的。把Horn子句逻辑变为一种程序设计语言的2个重要因素：
（1） 严格的搜索顺序或程序控制；
（2） 副效应。
1. 程序控制
Prolog不使用随机搜索策略，而总是使用同一种策略。系统保持一个当前目标，始终从左到右进行求解。当求解一个特定子目标时，当前目标中待求解的那个子目标将被其规则右边的那些子目标所代替。所谓的“谓词”，就是相当于其他编程语言中的过程或者子例程。它们之间的区别在于一个Prolog谓词对于一个单个提问可以返回多个结果或者没有结果（即失败）。
例：
parent(Person,Parent):-mother(Person,Parent).
parent(Person,Parent):-father(Person,Parent).
sibling(Person,Sibling):-mother(Person,Mother),mother(Sibling,Mother).
sibling(Person,Sibling):-father(Person,Father),father(Sibling,Father).
fullBolodeSibling(Person,Sibling):-
mother(Person,Mother),
mother(Sibling,Mother),
father(Person,Father),
father(Sibling,Father).
1.1 失败（fail）
如果目标失败了，则说明定理中完全不存在针对该目标的解。
1.2 回溯
1.3 改进家庭定理
问题在于：选择了一个不好的方式来形式化这个定理。原因是从考虑实体间的关系开始的。如果首先考虑实体本身呢？
person("Bill","male").
person("John","male").
person("pam","female").
parent("Bill","John").
parent("Pam","Bill").
father(Person,Father):-person(Father,"male"),parent(Person,Father).
1.4 递归
如何定义“祖先”关系？
ancestor(Person,Ancestor):-parent(Person,Ancestor).
ancestor(Person,Ancestor):-parent(Person,P1),ancestor(P1,Ancestor).
递归具有非常强大的功能，但也有一点难于控制。使用递归时，要记住：
（1） 递归必须能够前进；
（2） 递归必须能够终止。
1.5 副效应（sideeffects）
例：
ancestor("Pam",X),write("AncestorofPam:",X),nl().
AncestorofPam:Bill
X=Bill
AncestorofPam:John
X=John
2Solutions
PIE给出的结果和自己给出的结果混在一起，怎么办？一个简单的办法是确保该目标没有解，例如：
ancestor("Pam",X),write("AncestorofPam:",X),nl(),fail.
AncestorofPam:Bill
AncestorofPam:John
Nosolutions
Fail是一个预先定义的谓词，它总是失败，没有解。
注意：
（1） 目标本身不存在单一的解，从而使想要的全部解都作为副效应形式给出；
（2） 副效应在失败计算中也存在。
建议：
将计算性代码与执行输入输出的代码分开。
2. Prolog算符
2.1 算符
简单论域（simpledomains）：字符串、数、符号、字符。
复合论域（compounddomains）：简单论域的一个集合。
例如：person(Name,Gender)
注意上面的式子既不是事实，也不是谓词。person就是所谓的算符。
例：
father(person("Bill","male"),person("John","male")).
father(person("Pam","male"),person("Bill","male")).
grandFather(Person,GrandFather):-father(Father,GrandFather),father(Person,Father).
>grandFather(X,Y).
X=person(Pam,male),Y=person(John,male)
1Solution
2.2深入理解算符
算符的一个重要特性：一个算符的多个参数可以通过常见的Prolog变量和绑定值被分离和检查。
例：
parent(person("Bill","male"),person("John","male")).
parent(person("Pam","female"),person("Bill","male")).
parent(person("Pam","female"),person("Jane","female")).
parent(person("Jane","female"),person("Joe","male")).
grandFather(Person,TheGrandFather):-
parent(Person,ParentOfPerson),
father(ParentOfPerson,TheGrandFather).
father(P,person(Name,"male")):-
parent(P,person(Name,"male")).
>grandFather(person("Pam","female"),W).
W=person(John,male)
W=person(Joe,male)
2Solutions
2.3算符和谓词
从技术角度上讲，一个算符代表一个将多个论域绑定到一块的逻辑功能。即，算符是一种使Prolog推理机把数据的各个部分放在一起的一种机制，它有效的把数据的各部分放在一个通用的盒子中。它只是一份数据，一个在很大程度上可以像一个字符串或数一样操作的数据。它不能够进行运算，它只不过简单的代表复合论域，并把自身的参数集成在一起。
使用算符最大的好处在于：修改代码时可以自由的改变算符的内部参数，而对使用该算符的谓词无需做大的改动。
2.4算符作为参数
可以把一个算符作为另一个算符的参数。
2.5算符递归
例：
ancestor(Person,Ancestor):-parent(Person,Ancestor).
ancestor(Person,Ancestor):-parent(Person,P1),ancestor(P1,Ancestor).
parent(person("Bill","male"),person("John","male")).
parent(person("Pam","female"),person("Bill","male")).
>P=person("Pam","female"),ancestor(P,Who)
P=person(Pam,female),WHO=person(Bill,male)
P=person(Pam,female),WHO=person(John,male)
2Solutions
2.6算符使用策略
Prolog的好处在于：它可以使用一种内部代码能够高效使用的形式来描述客观数据。
Ch2类和对象
1.对象模型
语义实体是对象、对象类型和类。语法概念是接口、类的声明和实现。接口是一组命名的谓词声明。接口描述了对象之间的“界面”。接口描述了对象类型。对象由类产生。一个类包含了类声明和类实现。
2.类实体
一个类也有为这个类的所有对象共享的实体。注意：公共可访问类谓词在类声明中进行声明，而公共可访问对象谓词在接口中声明。这个规则没有例外。不可能在类声明中声明对象谓词，也不可能在一个接口中声明类谓词。
在声明类实体时，在相关的声明前加关键词class。
在构造函数中，有两处赋值形式相同，但一个是更新对象状态的，另一个是更新类的状态的。
3. 模块
类的一种特殊变体，根本不可能产生对象，一个非构造的对象类（或者直接称为模块）在声明中略去对象的类型。
4. 创建和访问对象
例：
goal
P=person_class::new(“John”),
Name=P:getName(),
io::write(Name).
注意：
（1）引用类中的名字时要用“：：”，引用对象谓词时要用“：”。
（2）尽管构造函数并不像一般函数那样声明，但它们返回对象的函数：返回类型包含在类声明中。
5. 接口对象模型
按照字面意义来讲，在用到非对象类型的地方是可以用接口的。
6. 多重实现
可以创建多个完全不同的类，创建同一对象。
7. 包容多态性（subsumptionpolymorphism）
无论同一种类型的对象的实现有多大区别，它们都可以用在同一个场合里。包容：只要两个对象都是那段上下文需要的类型，那么由这个类构造的对象或者那个类构造的对象一样可用。
8. Support类型扩展
一个接口可以支持多个其他的接口，也就是说：
（1） 该种类型的对象必须提供在被支持（直接或者间接）的接口中的全部谓词；
（2） 该种类型的对象同样具有所有其他（直接或者间接）的类型。
这种支持产生了子类型层次。
9. Object超类型
一个接口并不明确支持其他任何接口，却隐含的支持object接口。Object是一种没有内容（谓词）的接口，称object为所有对象类型的超类型。
10．继承（inherits）
支持多重继承。
11.对象体系的其他特点
（1）对象支持实现中的更多的接口；
（2）存储器回收生效的确定者（finalizer）
（3）可以与C#中的委派无缝配对的对象谓词值。
12.VP5与VP6的差异
12.1句点（dots）
所有的声明（常量、论域、谓词、事实）均以句点（“.”）终止。
12.2谓词（predicates）
12.3谓词论域（predicatesdomains）
12.4引用论域（referencedomains）
不能引用一个非引用型的用户论域。
12.5函数子句（functionclauses）
返回值放在子句头的等号后。
12.6常量（constans）
必须是一个确定类型的值。
12.7事实（facts）
（1）可以为single、determ、nondeterm。
（2）只能用在一个类的实现内部。
12.8事实变量（factvariables）
12.9嵌套表达式与函数（nestedexpressionsandfunctions）
12.10编译器命令（compilerdirectives）
以“＃”开始，@表示转义序列不再使用。
12.11条件编译（conditionalcompilation）
只适用于VP6中的段（sections）。
12.12输入输出及特殊论域
特殊论域指file论域和db_selector论域。引入论域只考虑向后的兼容性，新的风格是使用对象进行代替。流谓词使用匿名（anonymous）参数类型和省略（ellipsis）符号。
12.13省略和匿名参数类型
“…”：代表“任意类型的0个或多个参数”。
12.14库支持
描述了VP5和VP6之间名字的等价性。新的程序不应使用5xVip库。
Ch3VisualProlog编程
1.VisualProlog基础
1.1程序结构
（1）声明（declaration）和定义（definition）
在Prolog中，当需要使用一个谓词（或者复合论域）的时候，就可以直接使用，无需事先向Prolog推理机做任何的通告。
（2）关键字
1.2目标
goal
1.3文件考虑
1.4作用域访问
（1）class::
（2）open
1.5面向对象
PFC：ProlgFoundationClasses
处理数据的机制是标准的回溯和递归机制。
2.GUI编程
3.逻辑层
（1）代码被分成3段。
（2）一些谓词和论域被声明在.i文件中。
（3）所有的实现被放在.pro文件中。
（4）.cl文件包含特殊谓词constructor的声明。
4.数据层
注：其余内容可以参考visualprolog自带的help文档。
适合人工智能的编程语言有哪些
人工智能早在20世纪50年代就已经出现，尽管如此，直到最近10年，软件开发人员才能如愿以偿地将AI构建到应用程序中。编程语言是人工智能开发项目的支柱，有了它的帮助，软件开发人员才可以在不用通晓仅用于科学家相互交流的高度专业化语言的情况下而创建出新的AI解决方案。
那么，人工智能在全球各行业中的使用率如何？
AI在各行业的使用率资料来源：Statista
目录1) Python2) R语言3)Java4)LISP5)Prolog6)C++7)Haskell8）JavaScript9)Julia2021年常用编程语言极其占比表本文中，我们将介绍一些最适合AI的编程语言，以及这些语言所具备的优势。
1) PythonPython非常适合人工智能，因为它具有强大的数据科学和机器学习能力。它的计算能力之快、可读性之强使其成为数据科学家的首选。借助Python，数据科学家可以分析大量复杂的数据集，同时不必担心计算速度。
Python拥有大量与人工智能相关的软件包列表，例如PyBrain、NeuralTalk2和PyTorch。虽然TensorFlow现在比PyTorch的使用范围更广，但由于PyTorch最近发布了一些独特功能，几年内它的受欢迎程度可能会与TensorFlow持平。
这些独特功能除了用于深度学习网络的GPU加速之外，还包括可变精度，最新版本的PyTorch还支持多设备。这也使得Python比C++或Java学起来更容易（因此受到初学者的青睐）。Python也是专业人士使用的最流行的语言之一。
由于开发人员不断地添加新库或升级现有库，因此Python在开发方面并不落后于其他语言。如果你了解C++或Java，但不太熟悉神经网络或深度学习方法，在这种情况下，你可以借助Numpy库中的830多个类，轻松选择所需的内容。
在AI中使用Python的好处
Python有许多可用的库，可以通过机器学习简化编程。如果你正在做一个基于AI的项目，那Python库可以满足你所有的需求。作为一名新开发人员，学习Python会更为合适，因为它与大多数编程语言相比，学习曲线更为简单，学起来更容易。它有一个强大的机器学习框架PyBrain，并拥有一个活跃的用户社区，开发员可以随时提出问题并得到相关解答。2) R语言R语言是一种开源编程语言，支持统计分析和科学计算。R编程语言可以帮助我们生成交互式图形和其他高级的可视化图形。它可以处理所有类型的数据分析，从简单的线性回归到复杂的3D模拟。而且任何人都可以使用R语言。
作为一种编程语言，R语言的使用范围很广，从统计计算到机器学习技术。R语言面向对象编程，具有高度可扩展性、可以不间断地进行高效能计算，同时它功能全面，拥有庞大的用户群，被广泛用于预测。
在AI中使用R语言的好处
R语言在处理大量数据时表现的计算能力极为强大。R语言应用数学函数的能力也使它在创建具有复杂决策过程的程序时更受欢迎。R语言作为一种开源工具，在为我们提供同等功能的同时还不收取任何费用。R语言擅长在大数据集中寻找新模式。重大风险公司需要分析客户信息并将这些信息用于商业营销和运营中，R语言的这一特征尤其受到风险公司的欢迎。3)JavaJava被评为当今最受欢迎的编程语言之一。凭借其面向对象的特性，Java可以让我们毫不费力地快速完成任务；在Java中很容易使用线程和多线程功能，因为它内置了对并发的支持。
许多编程语言（例如RubyonRails、Python和Node.js）都能与Java结合使用，因为它们都提供了与之配合使用的综合框架。
在AI中使用Java的好处
Java编程语言有几个特点，使其特别适合开发AI程序。Java是一种高级的、面向对象的编程语言。Java可读性高，当开发人员经常与许多其他团队成员在不同时区以不同速度一起完成一个大型项目时，这一特征变得极为重要。它是一种5级编程语言，可确保程序员得到多种好处。由于人工智能应用程序使用机器学习算法，从零开始编写代码(而不是预先制作好的库)的编译时间比Java代码要长。4)LISPLISP最初创建于1958年，是一种函数式编程语言，这也意味着LISP中的一切都是一个表达式。换句话说，每一行代码都做特定的事。一开始听起来可能有点复杂，但是你可以编写一个函数来做任何你想做的事情，所以了解并构建LISP语法比从头开始学习一门全新的语言更简单。
因此，如果你有任何一种编程经验，即便是是Python或C++，那么学习LISP对你来说都不费吹灰之力。
在AI中使用LISP的好处
几乎所有主要的深度学习框架的核心操作都依赖于LISP，在选择库或工具时这为我们提供了很大的灵活性。代码快速执行，无需考虑环境细节。它非常适合抽象操作：使用更简单的模型来解释更深层次的模型，因此程序员无需了解单个组件的工作原理。如果基于初始模型的预测结果是错误的，使用LISP可以在后面帮我们节省时间，因此重写模型会变得相对简单，也不会过多影响工作进展。5)PrologProlog是一种声明式编程语言，我们可以在其中描述要实现的目标而不用写出具体的实现方法。在Prolog中，知识由事实和规则表示。事实是关于对象的陈述，例如迪丽热巴长得很漂亮或张怡宁打乒乓球天下无敌。
规则描述如何从现有事实推断出新事实，例如，如果说一个人有很多孩子，那么推断出的新事实将是这个人至少有2个孩子。这是一种人工智能方法，可以让程序员将更少的时间花在算法上，而将更多的时间花在思考目标上。
在AI中使用Prolog的好处
Prolog可以快速处理大量数据。Prolog的语句享有盛誉，使用它的人通常比普通程序员更聪明。Prolog有助于提高这些项目的速度和准确性。如果你希望自己的程序随着时间的推移变得有感知力（就像天网一样），那么Prolog可能正是你要找的！因为它能够修改你的程序从而显著提高程序的能力。6)C++C++是一种流行的通用编程语言。它是一种高级语言，由贝尔实验室的BjarneStroustrup所领导的计算机科学家团队开发。它可以在Windows、Linux、MacOSX操作系统以及智能手机和平板电脑等移动设备上运行。C++已被用于开发游戏、应用程序和图形程序。
C++能够帮助我们创建许多其他软件程序，包括那些设计用于人工智能技术的软件程序。但是，由于其复杂性和缓慢的开发速度，它不适用于GUI（图形用户界面）设计或快速原型设计等任务。
在AI中使用C++的好处
C++有助于机器学习的原型设计和生产，因为它能够帮我们轻松快速地将复杂的模型加载到内存中。它还可以让我们快速试验新模型或重新设计现有模型，而无需过多的加载时间或牺牲处理能力。在开发需要快速访问许多数据存储空间的高性能代码时，C++是最佳选择之一。如果我们需要用到某种算法或者我们使用的应用程序需要尚未内置在语言中的功能，而其他人可能已经编写了我们需要的东西，大多数情况下，这些模块都是开源的，也就是说我们可以直接使用或修改别人写好的东西。7)HaskellHaskell是一种纯粹基于函数的语言，这也就导致Haskell的所有表达式都只产生一个值。由于没有变量，Haskell极度依赖递归来创建代码，但是也有一些可变类型，特别是列表和数组。
有一些复杂算法需要多步操作才能达到最终想要的结果，在这种情况下，Haskell就成为一个理想的选项。而它更为吸引人的一个特征是它的类型系统，Haskell没有空值，你不能在变量中存储任何东西，也不能传递任何参数。
在AI中使用Haskell的好处
Haskell包含一个健全的类型系统，以避免代码中出现多种类型的错误。虽然其他语言不容易帮我们写出简洁的代码，但Haskell却可以做到。因此，对于涉及大量数据的项目来说，使用Haskell是个不错的选择。Haskell的简洁性还有助于我们同时处理多个项目。使用Haskell的一个明显优势是它的速度。用Haskell编写的程序通常比用其他编程语言编写的程序运行得更快，因为它非常简单。8）JavaScriptJavaScript是一种广泛使用的编程语言，对人工智能至关重要，它可以帮助我们构建从聊天机器人到计算机视觉的所有内容。凭借其灵活性和强大的开发人员社区，JavaScript已迅速成为人工智能最受欢迎的语言之一。
自1995年JavaScript创建以来，我们已经用它编写了许多类似人类的行为，例如面部识别和艺术生成程序。虽然企业会逐渐淘汰一些过时的系统，JavaScript仍将是任何想要深入人工智能领域的开发人员所必备的基本技能。
在AI中使用JavaScript的好处
JS的高度灵活性使其可以与开发人员正在使用的各种操作系统、浏览器和虚拟机一起使用。JS不必从一个系统移植到另一个系统，因为许多系统都可以在类似的架构上运行。JS可以广泛应用于任何领域。JS基于网络或浏览器，编码相对来说属于轻量级的，没有太多的技术要求。9)JuliaAI是一个热门的研究领域，而Julia在这一领域中占有有利位置。JeffBezanson,StefanKarpinski,ViralB.Shah和他们的团队基于数值性能从无到有构建了这门语言。Julia几乎可以在任何操作系统上运行，此外，它使用了许多我们已经掌握的通用编码概念，如循环和条件语句，所以学起来也很容易。
Julia的开发环境目前并不理想（需要做一些开发工具的工作），但随着时间的推移，越来越多的人围绕编程语言构建工具，Julia的开发环境会变得更好。
在AI中使用Julia的好处
它是一种专为科学计算而设计的高级、高性能的编程语言。Julia的语句美观简洁，这样，你可以专注于解决问题本身而不是编写新代码。使用Julia，你可以在节省时间的同时生成更清晰、速度更快、错误更少的代码。Julia一个最大的优势是它是开源、免费的，这意味着任何人都可以访问其代码。总结
综上所述，我们可以使用多种编程语言来开发人工智能。没有一种语言是十全十美的，有的专注于开发速度，有的具备概率模型的天然优势，而另外一些则能与现有软件无缝衔接。究竟使用哪种编程语言，最终还是要看我们的实际需求。文章最后为大家分享一份2021年常用编程语言极其占比信息。
2021年常用编程语言极其占比表