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我们必须使用C语言“出于性能原因”。

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在这个多语言时代，似乎每项任务都有合适的编程语言。然而，我在职业生涯中一直与“只有C语言才快”的信条抗争，其中“快”实际上意味着“足够快”。我与非常理性、开明的同事共事，他们喜欢比较数字，而我只有思想和观点。你能帮助我摆脱主观看法，并进入“现实世界”吗？
你能否帮我找到相关研究，了解嵌入式和（Linux）系统编程是否可使用其他编程语言？我很可能在推销一个虚假的假设，因此非常感激有研究结果来证明或否定我的想法。请提供良好数据或链接，以尽量减少“那只是他/她的观点”的评论。
所以，这是我的特殊要求：
- 内存不是严重的限制。 - 可移植性不是严重的问题。 - 这不是实时系统。
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很难找到能证明某些实际上是错误的东西的数字。 - Otávio Décio
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对于过早优化的争论，应保持谨慎。如果处理能力有限，需要在实时或接近实时完成一定量的工作，并且您选择了一种需要比您拥有的更多处理能力的语言进行工作，则您将处于非常被动的境地，因为现在您必须重新选择适合的语言。更多信息请参见http://weblogs.mozillazine.org/roc/archives/2005/11/immature_optimization.html。 - Robert Harvey
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这个问题的语法和内容有些混乱。 - Mark Rogers
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一份写得好的VB程序可以胜过一份写得糟糕的C程序。速度快与否并不取决于编程语言本身（我可以写一个生成极慢代码的C编译器），而在于你如何使用这门语言。 - Skizz
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“过早优化是万恶之源”，但是过早优化和过早悲观之间有一条细微的界限。应该避免后者和前者。例如，在嵌入式系统上尝试使用Python编写光线追踪器已经相当悲观了。使用解释器永远无法实现这样的目标，这是不现实的。 - stinky472
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19个回答
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根据我的经验，在嵌入式和系统编程中使用C语言并不一定是性能问题，而往往是可移植性问题。C语言往往是几乎所有平台上最具可移植性和良好支持的语言，特别是在嵌入式系统平台上。

如果您希望在嵌入式系统中使用其他语言，通常需要确定可用选项，然后确定性能、内存消耗、库支持等是否“足够好”适合您的情况。

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确实。由于嵌入式软件的编写方式多年来一直是采用C语言，因此嵌入式软件工程师比其他任何语言更有可能精通C语言。因此，编译器生产商将选择销售最佳的语言，即C语言和可能的C ++。 - Steve Melnikoff
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当然，Python是用C语言编写的，许多解释型工具也是如此。只要稍加努力，您就可以在许多平台上使用Python。 - Christopher
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没问题 - Python可以做到。我甚至使用过Lua（因为它在开销方面非常小）。对于像Python这样的东西，内存开销和库支持可能是一个问题。 - Reed Copsey
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是的，我完全同意这个观点。在我之前的雇主那里，当然存在一种文化精神，偏向于只支持C语言（和汇编语言），但底线是除了C语言之外，几乎没有任何支持嵌入式系统的专业级工具集。你可能会找到支持C++的工具集，在极为罕见的情况下，也可能有Java的支持。还有一些针对其他语言的垂直堆叠平台（例如Erlang），但是这些平台几乎不可能卖给管理层，特别是对于现有系统而言。 - Ben Collins
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没错，如果性能是您的主要关注点，那么为什么要止步于C语言呢？首先用C语言编写第一版（编译器非常好，这是一个很好的起点），然后手动检查汇编代码。许多系统有一些效率技巧，这些技巧通常不被编译器支持。 - Ken
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“唯有C语言才足够快”是早期优化的一种错误思想，其错误之处和其他早期优化的原因一样。如果你的系统具有足够的复杂性，需要使用除C语言以外的其他语言，则该系统的某些部分必须“足够快”，而其他部分则需求不那么严格。
例如，在编写代码时，如果使用Python可以更快地完成项目，并减少bug，那么您可以使用一些C或汇编代码来加速时间敏感的部分。
即使最终发现必须使用C或汇编语言编写整个代码来满足性能要求，使用Python等语言进行原型设计也有实际好处。您可以使用工作正常的Python原型，逐步将其部分替换为C代码，直到达到所需的性能。
因此，使用能让您正确、快速完成开发工作的工具，然后使用真实数据来确定需要进行优化的部分。有时候C可能是开始的最合适工具，但在嵌入式系统中甚至不总是这样。请注意保留html标记格式。
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最好使用英文（文字）、流程图、数据结构图等进行原型设计，然后再编写应用程序。在任何语言中进行原型设计，知道它将无法满足您的要求是一个非常糟糕的想法。就个人而言，我发现C/C++非常好地混合在一起，并且依靠相同的技能集，而Java、Python等则会产生很多学习干扰，因为它们与C有足够的差异，当你回到C时，C会惩罚你。”练习穿过轮胎的足球运动员擅长穿过轮胎”。 - user1899861
在Python中完成项目会更快，但它的运行速度可能会慢100倍，并且很可能会消耗大量资源，导致程序在大多数运行时应用程序上出现故障和延迟。如果您关心性能，Python绝对不是一个好选择，即使是在非生产代码中使用Python也只是一个好的选择，如果您想要在生产代码中使用Python，请至少包含一个C框架... - Yunfei Chen
你可以使用工作中的Python原型，逐步替换部分C代码，直到达到所需的性能。通常情况下，混合语言格式会使代码更难调试而不是更容易。如果我要求他们维护带有Python代码片段的C代码，我的大多数同事都会抱怨... - Yunfei Chen
有时候，C语言可能是开始编程的最合适工具，但并非总是如此，即使在嵌入式系统中也是如此。在嵌入式系统中，有4种语言可以满足性能要求，其中两种是相当新的，分别是C、C++、Rust和Go语言。当然，这忽略了古老的语言，如汇编语言、机器语言、Fortran和Lisp。 - Yunfei Chen
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使用 C 语言进行嵌入式系统开发有很多好处，其中 "性能" 只是其中一个较小的原因。嵌入式系统与硬件非常接近，您需要手动管理内存地址以与硬件通信。大多数 API 和 SDK 都适用于 C 语言。

只有少数平台可以运行 Java 或 Mono 的虚拟机，这部分是由于性能影响，也由于实现成本较高的原因。

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除了性能之外，还有另一个考虑因素：你很可能要处理设计为在C或C++中使用的低级API。
如果你不能使用某些SDK，那么使用高级语言进行开发将会让你陷入麻烦而不是节省时间。至少，你最终会重新做一堆函数声明和常量定义。
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对于C语言：

  • C语言通常是处理器编译器唯一支持的语言。
  • 大多数库和示例代码也可能是用C语言编写的。
  • 大多数嵌入式开发人员有多年的C语言经验，但很少接触其他语言。
  • 允许直接硬件接口和手动内存管理。
  • 易于与汇编语言集成。

C语言将在未来许多年内继续存在。在嵌入式开发中，它是一种垄断性语言，扼杀了任何改变的尝试。像Java或Lua这样需要虚拟机的语言永远不会在嵌入式环境中流行。如果编译语言提供比C语言更具吸引力的新功能，则可能有机会成为主流。

eLua在嵌入式设备的荒野中相当常用。 - Kamiccolo
数据库具有ACID属性，FAT已被故障安全的ext4、HFS+和NTFS所取代，同样地，C语言也必须逐步淘汰。也许不是完全淘汰，就像FAT总是在附近，但不在敏感的地方。使用C语言会推迟进展。 - OCTAGRAM
@OCTAGRAM: 为什么要踩？ext4是用C语言编写的。从您的例子中可以看出，使用C语言编写似乎带来了进步。是的，C并不是到处都适用，但对于嵌入式和操作系统环境来说，它是一个很好的匹配。 - Gerhard
C必须首先与Ada、Modula-2和Pascal进行比较。你提到了Java和Lua，那是一个稻草人谬误，非常危险。关于编译器的可用性，Ada和SPARK可用于AVR、MIPS和ARM，涵盖了大多数嵌入式需求。进展是ext4本身，但它的实现语言是一场悲剧。 - OCTAGRAM
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网络上有很多关于不同编程语言之间的基准测试。大部分情况下，你会发现C或C++实现位居榜首，因为它们可以给你更多的控制权来真正优化程序。

例如：计算机语言基准测试游戏。

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很难反驳在嵌入式领域使用C语言（或其他过程语言，如Pascal、Modula-2、Ada）和汇编语言的优势。这些语言有着较长时间的成功历史。一般来说，您希望排除未知风险。在我看来，尝试使用除C或汇编外的任何语言都是未知的。话虽如此，使用转到C的某些Scheme，或Python或Lua或JavaScript作为脚本语言的混合模型也没有问题。
您需要的是能够快速轻松地转到C语言的能力。
如果您说服团队选择他们不熟悉的东西，那么项目就成了你的饼干。如果它崩溃了，很可能会被视为您的错。
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有些情况下，尤其是在嵌入式系统中，您需要实时性能。此外，您还有严格的内存限制。像C这样的语言可以让您更好地控制执行时间和执行空间。因此，根据您所做的事情，C可能会更“好”或更合适。
请查看以下文章：
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www.pythononachip.org 是一个项目，它在没有操作系统、没有内存管理单元和仅有8 KB RAM的微控制器上运行PyMite虚拟机。 - dwhall
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Ada是一种专为嵌入式系统和关键任务系统设计的高级编程语言。

它是一种快速和安全的语言，到处都内置了数据检查。这就是飞机自动驾驶员所编程的语言。

在此链接上，您可以比较Ada和C语言。

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我曾经使用过ADA，现在仍想使用它，但我找不到一个能够在我2K ROM/256字节RAM环境下运行的版本。 - uɐɪ
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这篇文章（作者Michael Barr）谈论了在嵌入式系统中使用C、C++、汇编和其他语言，并包含了一个显示每种语言相对使用情况的图表。

还有一篇文章，恰如其名，拒绝使用C++的不充分理由。

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可以查看英文原文，
原文链接