你知道,就像,机器学习的世界基本上可以说是永远的Python天下。它庞大的库集合——TensorFlow、PyTorch、Scikit-learn等——让它成为了数据科学家和机器学习从业者的默认选择。但是……有没有可能有一种隐藏在角落里的语言,能像Python一样做这些事情但性能却更好呢?🤔 好吧,这种语言可能是Go。本文基本上会探索Go在机器学习中能做什么,为什么你可能要考虑使用它,以及如何开始使用Go进行机器学习。
一个隐藏利器:机器学习中的 Go 🏓通过GIPHY (这个链接)
Go,如果你愿意可以叫它 Golang,听上去更高端一些。它注重简洁、高效以及同时处理大量任务(这就是并发的部分)。但说实话,它不像 Python 那样拥有大量专门的机器学习库。但是,这可是个大大的但是,Go 的生态系统正在迅速扩展,越来越多的工具正在出现,用于支持机器学习任务。
以下是一些使 Go 成为强有力的竞争者的重要特点:
- 性能: 🚀 Go 的编译特性使得执行速度显著加快,这对于计算密集型的机器学习来说是一个巨大的优势。
- 并发: 🤝 内置的 goroutine 和 channel 可以实现高效的并行处理,非常适合处理大规模数据集。
- 静态类型: ✅ 可以尽早发现错误,从而写出更健壮和易于维护的代码(更少的麻烦!)。
- 可扩展性: ⚙️ 高效的资源管理和并发处理使得扩展机器学习应用更为简单。
- 不断增长的生态系统: 🌱 Go 机器学习社区充满活力,并且正在快速开发新的工具和库,社区充满活力。
说真的,Python 已经取得了巨大的领先优势,短时间内也很难改变现状。但在某些特定情况下,选择 Go 进行你的机器学习项目确实更有道理。Go 在这些方面确实表现突出:
- 高吞吐量预测系统: 🏭 想象一下,你正在构建一个每秒需要进行百万次预测的系统——比如欺诈检测、广告实时竞价或高频交易。Python的GIL(全局解释器锁)和解释器的额外开销可能成为瓶颈。Go的高速和并发特性允许你用更少的资源处理更高的吞吐量。
- 大规模数据预处理管道: ➿ 在你训练模型之前,通常需要清理、转换和准备大规模的数据集。这可能涉及高度并行化的复杂操作。Go的goroutine和channel使得构建这些数据管道变得非常高效,相比Python,这极大地减少了处理时间。
- 资源受限的环境: 📱 考虑到嵌入式系统、边缘设备,甚至只是想尽量减少云计算成本。与Python程序相比,Go更小的内存占用和更快的启动时间在这些情况下具有显著优势。
- 构建自定义高性能ML组件: 🛠️ 如果你正在从头开始构建一个专门的机器学习系统,或者需要优化特定组件以达到最佳性能,Go提供了细粒度的控制。你不必受限于现有的Python库。这就是为什么像Gorgonia这样的库会派上用场。
- 长期可维护性很重要 👨💻: 静态类型的Go比Python更容易维护,尤其是在大型项目中。在大型项目中,尤其是在机器学习项目中,静态类型可以在早期捕获错误,并帮助开发者更快地理解代码流程。
- 你已经在使用Go: ➡️ 这可能显而易见,但如果你的团队或公司已经在基础设施的其他部分大量使用Go,用Go来进行机器学习可以简化技术栈,并减少管理多种语言的需求。
- 易于学习 🧑🎓: Go专注于简单和精简的设计,使其更容易被新开发者掌握。这使得社区能够快速发展,创建新的库,并扩大支持范围。
Go 并不总是比 Python 更好。而是要承认 Go 在机器学习相关领域的特定用例和场景中提供了有说服力的优势。
動手做做看:來試試Go的機器學習庫吧 🏊那么,我们如何在机器学习中使用 Go 的魔法呢?让我们深入了解库的种类。这次我们不仅限于计算机视觉。
Go语言的机器学习库简介:一次比较 🗺️与其关注单一的任务,让我们来看看一些重要的 Go 库的表现。
- Gorgonia: ✨ 可以看作是 Go 语言中的 TensorFlow 或 PyTorch,但侧重于符号计算及其微分。它非常适合从底层构建复杂的神经网络结构。它提供了较低层次的原语,赋予你更多的控制,但相比之下,使用 Python 中的 Keras 等库时,需要进行更多的手动工作。当需要对模型架构和训练过程进行细致控制时,Gorgonia 表现得尤为出色。
通过GitHub访问
- GoLearn: 📈 如果你在 Python 中使用 Scikit-learn,那么在 Go 中你可能会从 GoLearn 开始。GoLearn 是一个更通用的机器学习库,提供了分类、回归、聚类和数据预处理等工具。它设计得易于使用和上手,类似于 Scikit-learn 的理念。如果你的任务不需要深度学习,那么这会是一个很好的选择。
- GoMind: 🧠 GoMind 专注于神经网络,目标是简单易用。如果你希望以简单的方式创建和训练神经网络,而不想深入了解像 Gorgonia 这样复杂的库,那么 GoMind 是一个不错的选择。
- GoCV: 🖼️ 是的,我们提到了它,但它确实与计算机视觉有关!GoCV 提供了 OpenCV 的绑定。虽然 GoCV 确实专注于计算机视觉,但记住计算机视觉通常与机器学习相关(例如物体检测、图像分类)。因此,虽然它不是一个通用的机器学习库,但在你的工作中涉及图像或视频时,它是一个至关重要的部分。
- gonum/mat (来自 Gonum): ➕ 这并不是严格意义上的“ML”库,但 Gonum 的
mat
包是必不可少的。它提供了矩阵操作,这是几乎所有机器学习算法的基础。它可以被视为 Go 的 NumPy。没有高效的矩阵操作,你将很难在机器学习中做很多事情。
几个关键点和考虑点:
- 成熟度: Python 的库通常更成熟,具有更庞大的社区和更详尽的文档。Go 的库虽然较年轻,但正在迅速迎头赶上。
- 抽象层次: Go 的库倾向于提供比一些 Python 库更低的抽象层次。这意味着你需要自己编写更多的代码,但你也会对过程有更大的控制权。(Gorgonia 和 Keras 是很好的例子)。
- 性能: 正如我们强调的,Go 的编译型语言特性使其库在计算密集型任务中具有显著的性能优势。
- 社区规模: 截至 2025 年 3 月,Go 的机器学习社区规模仍然不及 Python,这意味着你可以找到的社区支持相对较少。
让我们用GoLearn来训练一个简单的线性回归模型。
package main
import (
"fmt"
"log"
"github.com/sjwhitworth/golearn/base"
"github.com/sjwhitworth/golearn/linear_models"
)
func main() {
// 从CSV文件(你需要先创建这个文件)加载数据
rawData, err := base.ParseCSVToInstances("data.csv", true) // true 表示文件有标题行
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
// 将数据分为训练集和测试集
trainData, testData := base.InstancesTrainTestSplit(rawData, 0.8) // 80% 用于训练
// 创建一个新的线性回归模型实例
model := linear_models.NewLinearRegression()
// 训练这个模型
err = model.Fit(trainData)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
// 对测试数据进行预测
predictions, err := model.Predict(testData)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
// 一个非常基础的检查方法:
fmt.Println(predictions)
// 评估模型(通常会使用像 R-squared 这样的指标)
// (GoLearn 提供了评估指标,但这里我们保持了简单性)
// ...
}
无具体内容
- 导入包件: 📦 我们导入GoLearn的
base
包用于数据处理和linear_models
包用于回归模型。 - 加载数据: 📂 我们从CSV文件中加载数据(你需要创建包含你数据的
data.csv
文件,这个文件应该有表头)。true
参数表示CSV文件包含表头。 - 拆分数据: ➗ 我们将数据拆分为80%训练集和20%测试集。
- 创建模型: ➕ 我们创建一个新的
LinearRegression
模型。 - 训练模型: 💪 我们使用
Fit
方法,用训练数据来训练模型。 - 进行预测: 🔮 我们使用训练好的模型对测试数据进行预测。
- 打印: 我们打印预测结果(在实际应用中,你应该使用适当的评估指标来评估模型)
这展示了如何使用GoLearn来进行基本的机器学习任务。这相对简单,类似于在Python中使用Scikit-learn一样。
一个目标:未来是围棋!🎯Go 在机器学习领域是一个非常严肃的竞争对手,即使 Python 仍然是王者(至少目前是这样)。Go 以其速度、并发性和可扩展性著称。尽管 Python 的生态系统更大,但 Go 的生态系统正在迅速增长,并且已经在生产环境中表现出色。所以,对于下一个机器学习项目,确实值得考虑使用 Go。这种转变可能不会一夜间发生,但潜在的好处?它们是巨大的(巨大的英文原文为 HUGE,表明原文强调这一点)。了解 Go 的强大和高效,并可能发现一些新奇的机器学习可能性!
咱们来聊聊 Go 和 ML 吧!📣你是否在考虑用 Go 来做你的机器学习项目?或者你已经在用 Go 了?在下面评论区分享一下你的使用体验吧!让我们聊聊 Go 在 ML 世界中的未来吧!我很想听听你们的想法。
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