C/C++ 编程语言在嵌入式系统编程中占据主导地位，但它们也有一些缺点。另一方面，Python 有许多优点，使其成为嵌入式系统的优秀语言。让我们来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++ 已经存在很久了；C 最早于 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，可以自由使用和分发，甚至用于商业项目。（如果您正在寻找商业级支持和赔偿，可以使用像 ActivePython 这样的发行版。）
Python 的优势
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 来教授编码。如果您想讨论它的优点，但简单的事实是，在应届毕业生的招聘群体中，最广泛理解的语言是 Python。应届毕业生理解如何使用 Python 编码的可能性远高于 C/C++。
业余开发者很可能有一些 Python 经验，而且他们精通 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，因此许多行业招聘都来自业余背景。但当涉及到嵌入式系统时，数字会发生非常大的变化。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传统，但它的属性和大量使用 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 课程最受欢迎的语言，也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。迁移到行业且具有无人机、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以某种程度接触过 Python，并且他们也很可能遇到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，除非您愿意花费更多的时间和金钱在调试和质量保证上。Python 的设计重用远远优于 C/C++，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深度参与的流程所取代，这些流程帮助 Python 获得了立足之地。有一些 Python 库（如 Theano）可以优化 Python 代码以适应这些流程。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函数。
C/C++ 的优势
C/C++ 的优势非常明显：它创建了更紧凑、更快的运行时代码，并且它已经是 95% 的嵌入式系统代码的首选语言，因此 Python 必须克服整个传统。然而，在速度方面，运行时速度并不是开发中唯一需要考虑的方面——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++ 代码要多得多，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，使其运行更高效。除了像 Theano 这样的库之外，还有像 Cython 这样的 Python 优化扩展，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，您可以轻松地编译为 C/C++ 并以 C/C++ 速度运行。
即时 (JIT) 编译器是另一种提高 Python 运行时速度的好方法。这些编译器与 Python 解释器并行工作，为循环内的代码生成编译后的机器指令。这允许解释器后续的传递执行得更快。PyPy JIT 编译器能够将 Python 的执行速度提高近两倍。但是，只有在有足够的空间时才应使用 JIT 编译器，而嵌入式系统通常没有太多空间可供使用。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 向嵌入式系统发送消息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 还可以用于接收可以存储以供分析的嵌入式系统数据。然后，程序员可以使用 Python 开发参数和其他分析该数据的方法。
目前，关于 Python 和 C/C++ 优点的主要争论归结为对您的团队来说什么更重要：开发速度还是运行时速度。不过，未来，可能不是由 Python 程序员来证明其在嵌入式系统中的使用是合理的，而是由嵌入式系统设计人员来弄清楚如何适应 Python 不断增长的普及程度。
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