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5种最佳机器学习(AI)编程语言

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评估机器学习语言时,应将其视为一个生态系统的一部分:库、部署目标、数值性能、开发工具和团队现有的技能比单纯的语法更重要。大多数生产系统在研究、训练、服务和应用程序集成方面使用多种语言。

此列表优先考虑具有活跃机器学习生态系统和当前项目实际角色的语言。Python仍然是默认的起点,但R、Julia、C++和Java每种语言都能解决Python单独可能无法很好解决的问题。

机器学习编程语言比较

AI 工具最适合功能
Python最广泛的机器学习生态系统PyTorch、TensorFlow、scikit-learn、数据工具、笔记本、部署库
R统计、分析和研究报告统计建模、tidyverse、可视化、可重复报告、领域包
Julia高性能数值和科学机器学习多重派发、原生速度、可微分编程、科学计算、GPU支持
C++低延迟推理和机器学习系统原生性能、内存控制、嵌入式部署、CUDA集成、推理运行时
Java企业和JVM基于的机器学习集成JVM部署、成熟服务、Spark集成、并发、生产监控

5种最佳机器学习编程语言

1. Python

Python是现代机器学习的标准接口,因为它将可读的代码与数据准备、建模、评估、可视化和服务的深度库相结合。研究人员可以在不改变概念工作流的情况下,从笔记本移动到面向生产的API。

其运行时并不是每个任务的最快,但性能关键的操作通常在Python下面的编译库中实现。更大的风险是依赖关系和环境复杂性,这需要有纪律的包装、测试和版本控制。

优点和缺点

  • 最大的通用机器学习和AI生态系统
  • 易于使用的语法和强大的学习资源
  • 适用于实验、数据工程和部署
  • 环境和依赖管理可能变得复杂
  • 纯Python不适合延迟关键的内核

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2. R

R特别适合统计分析、探索性建模和可重复的研究。其包生态系统涵盖了经典统计、预测、生物统计和专用分析方法,而笔记本和报告工具有助于将代码连接到可审计的叙述中。

它不常被选为应用程序后端或大型生产服务的主要语言。团队通常将R与Python、SQL或服务层配对,当模型需要从分析转移到运营产品时。

优点和缺点

  • 优秀的统计和可视化生态系统
  • 强大的可重复研究和报告工作流
  • 丰富的学术和监管领域包
  • 在一般软件工程中的影响较小
  • 生产集成可能需要额外的基础设施

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3. Julia

Julia旨在将交互式、高级编程与接近编译语言的性能相结合。它适合科学机器学习、优化、模拟和自定义数值方法,研究人员希望直接表达算法,而无需在另一种语言中重写热路径。

其生态系统比Python小,包的成熟度因领域而异。它最适合采用时其性能模型或科学工具提供了具体优势,而不是简单地作为成熟堆栈的替代品。

优点和缺点

  • 高数值性能和富有表现力的语法
  • 适合科学计算和优化
  • 减少了对单独原型和内核语言的需求
  • 比Python小的包和招聘生态系统
  • 一些库和集成不够成熟

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4. C++

C++是许多机器学习框架基础设施的核心,也是低延迟推理、嵌入式系统、机器人和自定义运算符的实用选择。它提供了对内存、并发和硬件接口的直接控制,当可预测的性能很重要时。

这种控制增加了开发和安全成本。大多数团队不应在C++中构建常规实验;它最适合性能敏感的组件,需要严格的测试和更高级别的接口供研究人员或应用程序开发人员使用。

优点和缺点

  • 可预测的原生性能和硬件控制
  • 适合嵌入式和实时推理
  • 与主要运行时和加速器工具链集成
  • 更高的开发复杂性和内存安全风险
  • 探索性模型工作的迭代速度较慢

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5. Java

Java在机器学习必须适应现有的JVM环境时仍然相关。它支持成熟的服务架构、强大的工具、可预测的部署和与Apache Spark和企业数据系统等平台的紧密集成。

模型研究的前沿通常首先出现在Python中,因此Java团队通常在其他地方进行训练,并使用导出的模型或推理服务。它最适合作为生产集成语言,而不是实验新架构的默认环境。

优点和缺点

  • 成熟的企业工具和部署实践
  • 强大的并发和服务生态系统
  • 与现有的JVM和Spark环境自然集成
  • 比Python少的第一类研究库
  • 新模型技术通常较晚到达Java

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关于机器学习编程语言的最终想法

Python是大多数团队的最佳默认选择,因为其生态系统涵盖了数据工作、模型开发和部署。 R是更强大的统计工作空间,而 Julia对于科学和数值工作负载很有吸引力。

选择 C++ 当延迟、内存或硬件控制证明了增加的工程负担时,以及 Java 当模型必须与以JVM为中心的生产环境无缝集成时。正确的架构通常使用两种或两种以上的语言,而不是强迫一种语言适用于每个层次。

Alex McFarland 是一名人工智能记者和作家,探索最新的人工智能发展。他曾与世界各地的众多人工智能初创公司和出版物合作。