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出色语言。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++ 已经存在很长时间了；C 最早于 1969 年开发，C++ 于 1983 年问世。Python 则相对年轻，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赔偿，可以使用 ActivePython 等发行版。）
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 来教授编程。如果您想讨论它的优点，可以随意，但一个简单的事实是，在应届毕业生的招聘池中，最广为人知的语言是 Python。应届毕业生更可能理解如何用 Python 而不是 C/C++ 编写代码。
业余开发者可能有一些 Python 经验，而且他们更可能精通 Python 而不是 C/C++。由于只有大约 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，数字会发生很大的变化。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上的这种传统，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，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，而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时间和金钱进行调试和质量保证。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区别。
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 站稳了脚跟。有一些 Python 库（如 Theano）可以优化 Python 代码以用于这些流程。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 库正在蓬勃发展——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，因为它们使程序员可以选择跳过一些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：它可以创建更紧凑、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，因此它拥有 Python 必须克服的全部传统。然而，当谈到速度时，运行时速度不是唯一需要考虑的开发方面——您还必须考虑开发速度。虽然 Python 在运行时可能不如 C/C++ 效率高，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++ 代码要多得多活动，在 C/C++ 代码中，同一行代码可能被编译成几个指令。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，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，只有当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用。最佳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，Python 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实际用例。Python 还可以用于接收可以存储以进行分析的嵌入式系统数据。然后，程序员可以使用 Python 来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。然而，在未来，可能不再是由 Python 程序员来证明其在嵌入式系统中的用途，而是由嵌入式系统设计人员来考虑如何适应 Python 不断增长的普及度。
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