四大機器學習編程語言對比：R、Python、MATLAB、Octave

作者：機器之心編譯 2018-11-06 10:53:10

本文作者是一位機器學習工程師，他比較了四種機器學習編程語言(工具)：R、Python、MATLAB 和 OCTAVE。作者列出了這些語言(工具)的優(yōu)缺點，希望對想開始學習它們的人有用。

圖源：Pixabay.com

GitHub 地址：https://github.com/mjbahmani/10-steps-to-become-a-data-scientist

R語言

R 是一種用于統(tǒng)計計算和圖的語言及環(huán)境。它是一個 GNU 項目，與貝爾實驗室的 John Chambers 及其同事開發(fā)的 S 語言及環(huán)境類似。R 可以視為 S 的一種不同實現(xiàn)。二者存在一些重要差異，但使用 S 寫的很多代碼在 R 下運行時無需修改。

優(yōu)點：

端到端開發(fā)到執(zhí)行(一些 brokers package 允許執(zhí)行，IB)
開發(fā)速度快(比 Python 的代碼少 60%)
開源包多
成熟的量化交易包(quantstrat、quantmod、performanceanalyitics、xts)
社區(qū)最大
使用 rcpp 可以整合 R 和 C++/C

缺點：

比 Python 慢，尤其是在迭代循環(huán)和非向量化函數(shù)中
比 Matlab 繪圖差，難以實現(xiàn)交互式圖表
創(chuàng)建獨立應用程序的能力有限

Python

Python 是一種用于通用編程的解釋型高級編程語言，由 Guido van Rossum 創(chuàng)建并于 1991 年首次發(fā)布。Python 的設計強調代碼可讀性，使用了大量空格。它的結構使其在大規(guī)模和小規(guī)模編程中都能清晰明了。

優(yōu)點：

端到端開發(fā)到執(zhí)行(一些 brokers package 允許執(zhí)行，IB)
開源包(Pandas、Numpy、scipy)
交易包(zipline、pybacktest、pyalgotrade)
最適合一般編程和應用程序開發(fā)
可連接 R、C++ 和其他語言的「膠水」語言
總體速度最快，尤其是在迭代循環(huán)中

缺點：

有一些不成熟的包，尤其是交易包
有些包與其他包不兼容或包含重疊
在金融領域的社區(qū)比 R 小
與 R 或 Matlab 相比，相同操作需要更多代碼
追蹤靜默錯誤(silent error)可能需要很長時間(即使使用可視化調試器/IDE)

MATLAB

MATLAB(matrix laboratory)是一種多范型數(shù)值計算環(huán)境。作為 MathWorks 開發(fā)的一種專用編程語言，MATLAB 允許矩陣運算、函數(shù)和數(shù)據(jù)繪圖、算法實現(xiàn)、用戶界面創(chuàng)建，以及與用其他語言(包括 C、C++、C#、Java、Fortran、Python)寫成的程序進行交互。

盡管 MATLAB 的設計初衷是數(shù)值計算，但其中的可選工具箱使用 MuPAD symbolic engine，具備符號計算能力。額外的包 Simulink 添加了圖多領域模擬和針對動態(tài)和嵌入系統(tǒng)的基于模型的設計。

優(yōu)點：

最快的數(shù)學和計算平臺，尤其是向量化運算/線性矩陣代數(shù)。
適合所有數(shù)學和交易領域的商業(yè)級軟件。
腳本簡短，但高度集成了所有包。
擁有圖和交互式圖表的最佳可視化
具備良好測試和支持。
易于管理多線程支持和垃圾收集
最好的調試器

缺點：

無法執(zhí)行，必須轉換成另一種語言。
昂貴：每個 license 大約 1000 美元，每添加一個包需要額外支付 50+ 美元。
無法與其他語言很好地集成。
很難檢測出交易系統(tǒng)中的偏差(它是為數(shù)學和工程模擬而構建的)，因此可能需要廣泛的測試。
糟糕的迭代循環(huán)性能。
無法開發(fā)單獨的應用。

Octave

Octave 可以看作是商業(yè)語言 MATLAB 的 GNU 版本，它是一種腳本矩陣語言(scripting matrix language)，其語法有大約 95% 可與 MATLAB 兼容。Octave 由工程師設計，因此預裝了工程師常用的程序，其中很多時間序列分析程序、統(tǒng)計程序、文件命令和繪圖命令與 MATLAB 語言相同。

優(yōu)點：

首先，目前沒有可用的魯棒性 Octave 編譯器，且沒有必要有，因為該軟件可以免費安裝。
Octave 和 Matlab 的語言元素相同，除了一些個例，如嵌套函數(shù)。Octave 仍然處于積極開發(fā)的狀態(tài)，每一個偏離 Matlab 語法之處都被視為 bug 或者至少是待解決問題。
Octave 有很多可用工具箱，只要程序不要求圖輸出，那么在不進行大量更改的前提下，使用 Octave 運行和使用 Matlab 運行差不多。
圖方面的能力是 Matlab 的優(yōu)勢。Matlab 最新版本包括 GUI 設計器，包含大量很棒的可視化特征。
Octave 使用 GNU Plot 或 JHandles 作為圖程序包，JHandles 與 Matlab 中的圖程序包更接近一些。但是，Octave 不具備類似 GUI 設計器的組件，其可視化機制很受限且不與 Matlab 兼容。
集成開發(fā)環(huán)境也是類似的情況：Octave 有一個 QTOctave 項目，但仍處于早期階段。
Octave 社區(qū)的合作很可能幫助該軟件很快提供更好、更兼容的圖以及 GUI 能力。

缺點：

它只是 MATLAB 的免費開源版本，無法帶給用戶新的東西。