C/C++ 编程语言在嵌入式系统编程中占据主导地位，尽管它们有一些缺点。另一方面，Python 有许多优点，使其成为嵌入式系统的优秀语言。让我们看看每种语言的优缺点，以及为什么您应该考虑使用 Python 进行嵌入式编程。
C/C++ 是编译型语言，而 Python 是解释型语言。C/C++ 已经存在很长时间了；C 语言最初于 1969 年开发，C++ 于 1983 年问世。Python 相对年轻，由 Guido van Rossum 于 1989 年创建。从那时起，它已成为最流行的开源编程语言之一。所有 Python 版本都是开源的，可以免费使用和分发，即使是商业项目也是如此。（如果您正在寻找商业级支持和保障，可以使用 ActivePython 等发行版。）
支持 Python 的理由
Python 是美国顶尖计算机科学 (CS) 系最受欢迎的入门编程语言。根据 Barr Group 的一项研究，排名前十的 CS 系中有八个目前使用 Python 教授编码。如果您想讨论它的优点，可以随意辩论，但简单的事实是，在应届毕业生的招聘群体中，最广为人知的语言是 Python。应届毕业生理解如何用 Python 编码的可能性大大高于 C/C++。
业余开发者可能有一些 Python 经验，并且他们精通 Python 的可能性高于 C/C++。由于只有约 40% 的计算机软件工程师和系统分析师拥有计算机科学学位，因此许多行业雇员来自业余背景。但是，当涉及到嵌入式系统时，数字会发生严重反转。Barr Group 的研究表明，超过 95% 的嵌入式系统代码是用 C/C++ 编写的。Python 可能很难克服嵌入式系统的这种遗留问题，但它的属性以及大量使用 Python 编码的人员可能会帮助它在未来超越 C/C++。
Python 不仅是入门 CS 课程中最受欢迎的语言，而且还是嵌入式计算领域增长最快的语言。当您再次扫描数字并意识到它是剩余 5% 的非 C/C++ 嵌入式系统代码中增长最快的语言时，这听起来可能很傻，但在未来几年，Python 将开始更多地蚕食 C/C++ 的垄断地位。迁移到行业且拥有无人机、机器人或其他项目编程经验的业余爱好者通常具有 Arduino 或 Raspberry Pi 背景。他们很可能在那段时间内在某种程度上接触过 Python，而且他们也很可能接触过一些嵌入式系统编程。
虽然 C/C++ 编写速度慢、容易出错且经常难以阅读，但 Python 以其可写性、减少错误和可读性而闻名。可读性的重要性怎么强调都不为过：当您在团队中工作时，可读性对于维护代码至关重要。它必须易于理解，除非您愿意在调试和质量保证上花费更多时间和金钱。Python 的设计重用远远超过 C/C++，而在当今的敏捷环境中，设计重用可能是保持领先或落后于竞争对手的关键。
嵌入式算法正变得越来越复杂。简单的控制循环正在被神经网络和其他高度复杂的过程所取代，这些过程帮助 Python 获得了立足之地。有一些 Python 库（如 Theano）可以优化 Python 代码以用于这些过程。虽然 Theano 主要用 C/C++ 编写，但 Python 用于以用户友好的方式与高性能库交互。Python 库蓬勃发展——PyPI（Python 包索引）拥有超过 80,000 个模块，这些庞大的概要极大地提高了程序员的生产力，使他们可以选择跳过几个步骤并在自己的代码中使用已建立的功能。
支持 C/C++ 的理由
支持 C/C++ 的理由非常明显：它创建了更紧凑、更快的运行时代码，并且它已经是 95% 嵌入式系统代码的首选语言，因此它具有 Python 必须克服的整个遗留问题。然而，当谈到速度时，运行时速度不是开发中唯一要考虑的方面——您还必须考虑开发速度。虽然 Python 在运行时可能不如 C/C++ 高效，但在开发过程中它效率更高。解释器读取代码的每一行，解析它，执行运行时检查并调用例程，以便执行代码中的操作。这比运行 C/C++ 代码要多做很多工作，在 C/C++ 代码中，同一行代码可能会被编译成几个指令。这可能会导致 Python 的运行时速度较慢和能耗较高。
提高 Python 的速度
因此，反对 Python 与 C/C++ 的主要理由是其运行时速度，但有几种方法可以优化代码，使其运行效率更高。除了 Theano 等库之外，还有 Python 的优化扩展，如 Cython，它本质上是具有静态类型和关键字的 Python，可以更快地运行数学运算。由于 Cython 是静态类型的，因此您可以轻松编译为 C/C++ 并以 C/C++ 速度运行。
即时 (JIT) 编译器是提高 Python 运行时速度的另一种好方法。这些编译器与 Python 的解释器并行工作，为循环内的代码生成编译后的机器指令。这使得解释器后续的传递执行速度更快。PyPy JIT 编译器能够将 Python 的执行速度提高近两倍。但是，JIT 编译器应仅在有足够空间的情况下使用，而嵌入式系统通常没有太多空间可用。最好的优化是使用更好的数据结构和算法，但这是软件设计和实现中最困难的任务，因此最好根据您的技能水平利用上述工具之一。
使用 Python 与嵌入式系统通信
当 Python 用作用户和他们正在使用的嵌入式系统之间的通信中间人时，它可能是最强大的。通过 Python 向嵌入式系统发送或从嵌入式系统接收消息，用户可以自动化测试。Python 脚本可以将系统置于不同的状态、设置配置并测试各种真实世界的用例。Python 还可以用于接收嵌入式系统数据，这些数据可以存储以供分析。然后，程序员可以使用 Python 开发参数和其他分析数据的方法。
目前，关于 Python 和 C/C++ 优点的主要争论归结为对您的团队而言，开发速度还是运行时速度更重要。不过，在未来，可能不是 Python 程序员为在嵌入式系统中使用 Python 辩护，而是嵌入式系统设计人员弄清楚如何适应 Python 日益增长的普及程度。
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