问题

为什么人工智能用 Python?

回答
好的,我们来聊聊为什么 Python 在人工智能领域如此吃香,尽量用更自然、不那么“AI范”的语言来阐述。

想想看,我们现在生活中,从推荐你看什么电影,到帮你规划最佳路线,再到你可能正在使用的各种智能设备,背后很多都少不了人工智能的影子。而要实现这些“聪明”的功能,就需要一套好用的工具和语言。Python,就是其中最受欢迎的那一个。

要说清楚为什么,得从几个关键点上聊。

1. 易学易用,上手快,就像你学做一道新菜

想象一下,你想学一道复杂的菜。如果菜谱写得又臭又长,全是看不懂的术语,你可能还没开始就打退堂鼓了。Python 的设计哲学就很不一样,它就像一个很清晰、很直观的菜谱。

语法简单,读起来像英语: Python 的代码非常“干净”,指令清晰,不需要很多花哨的符号,就像我们平时说话一样。这对于初学者来说,入门门槛大大降低。不像有些语言,写几行代码就让你头晕目眩。
开发效率高: 因为语法简单,写同样的功能,用 Python 可能比用其他一些语言写出来的代码要少得多。这就意味着,你花更少的时间写代码,就能更快地看到结果,更快地去验证你的想法。这在需要快速迭代和实验的人工智能领域,简直是天赐的礼物。
社区活跃,资源丰富: 想象一下,你学一道菜,但找不到人请教,也没有现成的视频教程。那多愁苦。Python 社区超级庞大,各种论坛、博客、教程、书籍多到不行。你遇到的任何问题,很可能别人早就遇到并解决了,你只需要搜一下,就能找到答案,甚至有人已经把现成的代码给你准备好了。

2. 强大的库生态,就像一个装备齐全的厨房

人工智能不是凭空变出来的,它需要用到大量的数学、统计、数据处理、算法等等。Python 最大的优势之一,就是它拥有一个无比强大、无比丰富的“工具箱”(也就是库)。

数据科学的基石:NumPy 和 Pandas
NumPy (Numerical Python): 这是处理大量数字和数组的核心库。想象一下,你要处理成千上万个数据点,或者进行复杂的矩阵运算,NumPy 就像一个高效的计算器,能让你轻松地完成这些任务,而且速度很快。
Pandas: 这是一个用来处理和分析数据的“瑞士军刀”。它提供了非常方便的数据结构(比如 DataFrame),让你可以像操作表格一样,轻松地读取、清洗、转换、筛选和合并各种数据。数据预处理是人工智能项目中最耗时的一部分,Pandas 能极大地提高这方面的效率。
机器学习的利器:Scikitlearn
这是机器学习领域最流行、最全能的库之一。它包含了各种经典的机器学习算法,比如分类、回归、聚类、降维等等。而且,它的接口非常统一,学习曲线相对平缓,让你能快速地尝试不同的模型,找到最适合你问题的那个。
深度学习的王者:TensorFlow 和 PyTorch
现在人工智能最火热的领域就是深度学习,而 TensorFlow(谷歌开发)和 PyTorch(Facebook/Meta 开发)就是这个领域的两大巨头。它们提供了构建和训练复杂神经网络所需的各种工具,支持 GPU 加速,能够处理海量数据和复杂的模型结构。有了它们,搭建一个深度学习模型就像搭积木一样,虽然也有复杂度,但远比从零开始要容易得多。
可视化工具:Matplotlib 和 Seaborn
数据可视化是理解数据和模型表现的关键。Matplotlib 提供了基础但强大的绘图功能,你可以用它来画各种图表。Seaborn 则在此基础上,提供了更美观、更易用的高级统计图表,能让你快速地洞察数据中的模式和趋势。

3. 跨平台,哪里都能跑

Python 可以在 Windows、macOS、Linux 等各种操作系统上运行,这意味着你可以在任何你喜欢的环境下进行开发,而不用担心兼容性问题。这对于团队协作和部署项目来说,也是一个很大的便利。

4. “胶水语言”的特性,连接一切

Python 的设计非常灵活,它能很容易地与其他语言(比如 C++、Fortran)编写的高性能代码集成。很多底层的、计算密集型的操作,通常会用 C++ 等语言写好,然后通过 Python 来调用。这就好比,你想用一个非常精密的机器零件,但它不是用你习惯的语言制作的,Python 就能帮你搭一个“翻译器”或者“接口”,让你顺利地使用它。这在追求极致性能的人工智能领域尤为重要。

5. 广泛的应用领域,证明了它的价值

Python 不仅仅在人工智能领域受欢迎,它在 Web 开发(Django, Flask)、自动化脚本、科学计算、数据分析、网络爬虫等等领域都有广泛的应用。这种广泛性意味着,你学会了 Python,打开的不仅仅是人工智能这扇门,还有很多其他机会。

简单总结一下:

Python之所以能成为人工智能的首选语言,是因为它上手快、开发效率高(就像有个清晰易懂的菜谱),并且拥有一个无敌的库生态(就像一个装备齐全的专业厨房),能满足人工智能所需的各种数据处理、算法实现和模型构建的需求,特别是像 TensorFlow、PyTorch 这样的深度学习框架,更是让它在人工智能领域如鱼得水。再加上它的跨平台性和良好的集成能力,让它成为了一个几乎完美的工具。

所以,下次你看到那些“聪明”的应用,不妨想想,背后很可能就有 Python 的身影在默默地工作着。

网友意见

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因为ai深度学习算法需要编程语言有高度的灵活性,所以动态语言编写更合适,而python是动态语言老大。所以不用python用什么呢?

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这属于一种误解,人工智能的核心算法是完全依赖于C/C++的,因为是计算密集型,需要非常精细的优化,还需要GPU、专用硬件之类的接口,这些都只有C/C++能做到。所以某种意义上其实C/C++才是人工智能领域最重要的语言。

Python是这些库的API binding,使用Python是因为CPython的胶水语言特性,要开发一个其他语言到C/C++的跨语言接口,Python是最容易的,比其他语言的ffi门槛要低不少,尤其是使用Cython的时候。其他语言的ffi许多都只能导入C的函数入口点,复杂的数据结构大多只能手工用byte数组拼起来,如果还需要回调函数输入那就无计可施了。而CPython的C API是双向融合的,可以直接对外暴露封装过的Python对象,还可以允许用户通过继承这些自定义对象来引入新特性,甚至可以从C代码当中再调用Python的函数(当然,也有一定的条件限制)。不过这也是PyPy这样的JIT解释器的一个障碍。

而且Python历史上也一直都是科学计算和数据分析的重要工具,有numpy这样的底子,因为行业近似所以选择API binding语言的时候会首选Python,同时复用numpy这样的基础库既减少了开发工作量,也方便从业人员上手。

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