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Jupyter Notebook#xff08;此前被称为 IPython notebook#xff09;是一个交互式笔记本#xff0c;支持运行 40 多种编程语言。
Jupyter Notebook 的本质是一个 Web 应用程序#xff0c;便于创建和共享文学化程序文档#xff0c;支持实时代码#xff0c;数学方程…简介
Jupyter Notebook此前被称为 IPython notebook是一个交互式笔记本支持运行 40 多种编程语言。
Jupyter Notebook 的本质是一个 Web 应用程序便于创建和共享文学化程序文档支持实时代码数学方程可视化和 markdown。 用途包括数据清理和转换数值模拟统计建模机器学习等等
安装与运行
1.使用Anaconda安装
对于小白强烈建议使用Anaconda发行版安装Python和Jupyter其中包括Python、Jupyter Notebook和其他常用的科学计算和数据科学软件包。
首先下载Anaconda。建议下载Anaconda的最新Python 3版本。其次请按照下载页面上的说明安装下载的Anaconda版本。最后安装成功
2.使用pip命令安装
对于有经验的Python用户可以使用Python的包管理器pip而不是Anaconda 来安装Jupyter 。
如果已经安装了Python 3
python3 -m pip install –upgrade pip
pi3 install jupyter
如果已经安装了Python 2
python2 -m pip install –upgrade pip
pip2 install jupyter
但推荐使用Anaconda自带了Numpy、Scipy、Matplotlib等多种python开发包和Jupyter Notebook
3.运行Jupyter Notebook
成功安装Jupyter Notebook后在Terminal (Mac / Linux)或Command Prompt(Windows)中运行以下命令就可打开Jupyter Notebook 输入 jupyter notebook 执行上面命令之后 Jupyter Notebook 将在你的默认浏览器中打开网址为http://localhost:8888/tree
或者在开始菜单页面直接打开 主面板(Notebook Dashboard) 打开Notebook可以看到主面板。在菜单栏中有Files文件、Running运行、Clusters集群、三个选项。用到最多的是Files我们可以在这里完成notebook的新建、重命名、复制等操作。
Files 基本上列出了所有的文件
Running 显示你当前已经打开的终端和Notebooks
Clusters 由 IPython parallel 包提供用于并行计算。
要打开一个新的 Jupyter Notebook请单击页面右侧的“New”选项卡。在这里你有四个选项可供选择
⦁ Python 3
⦁ Text File (文本文件)
⦁ Folder (文件夹)
⦁ Terminal (终端)
在 “Text File” 选项中你会得到一个空白的文档。输入你喜欢的任何字母单词和数字。它基本上是一个文本编辑器类似于 Ubuntu 上的应用程序。你也可以选择一种语言支持非常多的语言然后用该语言来写一个脚本。你还可以查找和替换文件中的单词。
在 “Folder” 选项中 顾名思义它的功能就是创建文件夹。你可以创建一个新文件夹来放入文件重新命名或者删除它。
“Terminal” 的工作方式与你的 Mac 电脑或 Linux 电脑上的终端完全相同或者 Windows 上的 cmd 。它在你的Web浏览器中支持终端会话。在这个终端中输入 python 瞧现在你已经可以开始写 python 脚本了。
创建python文件 从“New”选项中选择 “Python 3” 选项。你会看到如下的截图 代码上方的菜单栏提供了操作单元格的各种选项
insert (添加)edit (编辑)cut (剪切)move cell up/down (上下移动单元格)run cells(在单元格中运行代码)interupt (停止代码)save (保存工作)以及 restart (重新启动内核) 在下拉菜单中如上所示你有四个选项
Code – 这是你输入代码的地方
Markdown – 这是你输入文本的地方。你可以在运行代码后添加结论添加注释等。
Raw NBConvert – 这是一个命令行工具可将你的笔记本转换为另一种格式如 HTML
Heading – 你可以将标题添加到单独的小节并使你的 Notebook 看起来干净整洁。这个选项现在已经集成到 Markdown 选项中。添加一个“##”以确保在你之后输入的内容将被视为标题
编辑界面
一个notebook的编辑界面主要由四部分组成名称、菜单栏、工具条以及单元(Cell)如下图所示 1.在这里我们可以修改notebook的名字直接点击当前名称弹出对话框进行修改 2.菜单栏详解
2.1 File 2.2 Edit 2.3 View 2.4 Insert 2.5 Cell 2.6 Kernel 2.7 Help 3. 工具条 工具条中的功能基本上在菜单中都可以实现这里是为了能更快捷的操作将一些常用按钮放了出来。下图是对各按钮的解释。 4 .单元(Cell)
在单元中我们可以编辑文字、编写代码、绘制图片等等。对于单元的详细内容放在第五节中介绍。
单元(Cell) 1.两种模式与快捷键 对于Notebook中的单元有两种模式命令模式(Command Mode)与编辑模式(Edit Mode)在不同模式下我们可以进行不同的操作 如上图在编辑模式(Edit Mode)下右上角出现一只铅笔的图标单元左侧边框线呈现出绿色点Esc键或运行单元格(ctrl-enter)切换回命令模式。 在命令模式(Command Mode)下铅笔图标消失单元左侧边框线呈现蓝色按Enter键或者双击cell变为编辑状态。
2 .Cell的四种功能 Cell有四种功能Code、Markdown、Raw NBConvert、Heading这四种功能可以互相切换。Code用于写代码Markdown用于文本编辑Raw NBConvert中的文字或代码等都不会被运行Heading是用于设置标题的这个功能已经包含在Markdown中了。四种功能的切换可以使用快捷键或者工具条
Markdown用于编辑文本给出常用的Markdown用法 快捷键
一旦进入命令模式即没有活动单元格就可以尝试以下快捷键
A 键将在选中单元格上方插入新单元格B 键将在选中单元格下方插入一个单元格
要删除单元格请连续按两次 D 键
要撤消已删除的单元格请按 Z 键
Y 键将当前的选中单元格变成代码单元格
按住 Shift 向上或向下箭头键可以选择多个单元格。在多选模式下按 Shift M 会合并选中的单元格
F 键会弹出 “查找和替换” 菜单
处于编辑模式时在命令模式下按 Enter 键进入编辑模式你会发现以下快捷键非常好用
Ctrl Home 转到单元格的开头
Ctrl S 会保存你的工作
和上面提过的一样Ctrl Enter 将运行你的整个单元格
Alt Enter 不仅会运行你的单元格它还会在下方添加一个新的单元格
Ctrl Shift F 打开命令选项板 其他
按tab键查看提示信息或者补全命令
在一个库、方法或变量前加上 ?就可以获得它的一个快速语法说明
使用分号可以阻止该行函数的结果输出
有用的 Jupyter Notebooks 扩展 扩展可以有效提高你的 Jupyter Notebooks 的生产力。安装和使用扩展的最佳工具之一是 Nbextensions。它需要两个简单的步骤来安装也有其他方法但我发现这是最方便的
第1步用 pip 来安装它
pip install jupyter_contrib_nbextensions
第2步安装关联的 JavaScript 和 CSS 文件
jupyter contrib nbextension install –user
完成此操作后你会在 Jupyter Notebook 主页顶部看到一个 Nbextensions 选项卡。这里面有很多非常棒的扩展供你使用 要启用一个扩展只需点击它来激活。我在下面提到了4个我认为最有用的扩展
Code prettify重新格式化和美化代码块的内容
Printview这个扩展添加了一个工具栏按钮来调用当前 Notebook 的 jupyter nbconvert并可选择在新的浏览器标签中显示转换后的文件
Scratchpad这个扩展增加一个便捷单元格它可以让你运行你的代码而不必修改你的 Notebook。这是一个非常方便的扩展特别是当你想要测试你的代码但不想在你的活动Notebook上做这件事。
Table of Contents (2)这个扩展可以收集你的 Notebook 中的所有标题并将它们显示在一个浮动窗口中
保存和共享你的 Notebook
这是 Jupyter Notebook 中最重要和最棒的功能之一。当我需要写博客文章但我的代码和注释都保存在 Jupyter 文件中时我需要先将它们转换为另一种格式。请记住这些 Notebooks 采用 json 格式在共享它时这并不是很有帮助。我无法在电子邮件或博客上发布不同的单元格或代码块对吧
进入 Files 菜单你会看到一个 Download As 选项 你可以将你的 Notebook 保存为 7 个选项中的任何一个。最常用的是 .ipynb 文件这样其他人就可以在自己的机器上复制代码或者保存为 .html 文件 这样会打开一个网页当你想要保存嵌入在 Notebook 中的图像时这会派上用场
你也可以使用 nbconvert 选项手动将你的 Notebook 转换为不同的格式如 HTML 或 PDF。
你还可以使用 jupyterhub它允许你在其服务器上托管 Notebooks 并与多个用户共享。许多顶尖的研究项目都使用这个功能用于协作。
最佳实践 虽然单独工作可能很有趣 但大多数时候你会发现自己是在一个团队中工作。在这种情况下遵循指导方针和最佳实践非常重要这样可以确保你的代码和 Jupyter Notebooks 被正确标注以便与你的团队成员保持一致。下面我列出了一些最佳实践指南你在 Jupyter Notebooks 上工作时一定要遵循以下指南
对于任何程序员来说最重要的事情之一始终确保为代码添加合适的注释
确保你有代码所需的文档。
考虑一个命名方案并坚持在所有代码中使用以确保一致性。这样其他人更容易读懂你的代码。
无论你需要什么库在 Notebooks 开始时导入它们并在它们旁边添加注释说明导入它们的目的。
确保代码中行与行之间有适当间隔不要把循环和函数放在同一行中。
有时候你会发现你的文件变得非常繁重。看看有没有方法隐藏你认为对于以后参考不太重要的代码。 Notebooks 看起来整洁干净 让人赏心悦目也非常重要。
Matplotlib 可以很漂亮整洁地展示你的 Notebook看看怎么使用它
地址http://nbviewer.jupyter.org/github/jrjohansson/scientific-python-lectures/blob/master/Lecture-4-Matplotlib.ipynb
另一个提示 当你想创建演示文稿时首先想到的工具是 PowerPoint 和 Google Slides。其实你的 Jupyter Notebooks 也可以创建幻灯片还记得我说它超级灵活吗 我一点都没有夸大。
要将你的 Notebooks 转换为幻灯片请转到 View - Cell Toolbar然后单击 Slideshow。看现在每个代码块都在右侧显示一个 Slide Type 的下拉选项。它提供了以下 5 个选项 好好试一试每一个选项以更好地理解它它会改变你呈现你的代码的方式
