Python笔记神器入门——Jupyter Notebooks
文章目录
- 1.Jupyter Notebooks简单介绍
- 2.Jupyter Notebook的简单安装
- 3.Jupyter Notebook的简单使用
- 3.1 Jupyter Notebook的启动
- 3.2 Jupyter Notebook的基本使用
- 3.2.1 notebook的界面
- 3.2.2 notebook的功能
- 3.3 Notebook的保存和导出
- 4.Jupyter Notebooks 扩展工具安装
- 参考资料
1.Jupyter Notebooks简单介绍
Jupyter Notebooks 是一款开源的网络应用，我们可以将其用于创建和共享代码与文档。
其提供了一个环境，你无需离开这个环境，就可以在其中编写你的代码、运行代码、查看输出、可视化数据并查看结果。因此，这是一款可执行端到端的数据科学工作流程的便捷工具，其中包括数据清理、统计建模、构建和训练机器学习模型、可视化数据等等。
Jupyter Notebooks中代码是按
独立单元的形式编写的，而且这些单元是独立执行的。这让用户可以测试一个项目中的特定代码块，而无需从项目开始处执行代码。
2.Jupyter Notebook的简单安装
首先需要在自己的机器上安装Python,Pyton 2.x 或者 Python 3.x 都可以。
2.1 Anaconda
对于像我们这种新用户而言，推荐使用Anaconda 发行版来安装 Python 和 Jupyter Notebooks。Anaconda 会同时安装这两个工具，并且还包含相当多数据科学和机器学习社区常用的软件包。So convenient !
2.2 pip 方法
如果因为某些原因不愿意使用 Anaconda，那么你需要确保你的机器运行着最新版的 pip。
如果你已经安装了 Python，那么就已经有 pip 了。你可以使用以下代码升级到最新版的 pip：
#Linux and OSX
pip install -U pip setuptools
#Windows
python -m pip install -U pip setuptools
pip 安装好之后，继续安装 Jupyter：
#For Python2
pip install jupyter
#For Python3
pip3 install jupyter
官方的 Jupyter 安装文档：https://jupyter.readthedocs.io/en/latest/install.html
3.Jupyter Notebook的简单使用
3.1 Jupyter Notebook的启动
- 在命令行输入以下命令:
jupyter notebook
完成之后，Jupyter Notebooks 就会在你的默认网络浏览器打开，地址是：
http://localhost:8888/tree - 或者在Windows的开始菜单里找到
Jupyter Notebook的快捷方式打开 - 打开笔记本后，会在你
开启 notebook 的文件夹中启动 Jupyter 主界面
此时，在顶部看到三个选项卡:Files、Running 和 Clusters。
其中，
- Files 基本上就是列出所有文件
- Running 是展示你当前打开的终端和笔记本
- Clusters 是由 IPython 并行提供的
3.2 Jupyter Notebook的基本使用
要想新建一个notebook,只需要点击New按钮，选择希望启动的 notebook 类型即可。
这里，我们会看到四个需要选择的选项:
- Text File
- Folder
- Terminal
- Python 3
1.选择 Text File，会得到一个空面板。
你可以添加任何字母、单词和数字，其基本上可以看作是一个文本编辑器（类似于 Ubuntu 的文本编辑器）。你可以在其中选择语言（有很多语言选项），也可以选择编辑器(Vim和Emacs等),所以你可以在这里编写脚本,同时可以查找和替换该文件中的词。
2.选择 Folder 选项时，你会创建一个新的文件夹。
你可以在其中放入文件，重命名或删除它。各种操作都可以。
3.Terminal 完全类似于在 Mac 或 Linux 机器上的终端（或 Windows 上的 cmd）。
其能在你的网络浏览器内执行一些支持终端会话的工作。在这个终端输入 python，你就可以开始写你的 Python 脚本了！
4.但在本文中，我们重点关注的是笔记本，所以我们从 New 选项中选择 Python 3。你会看到下面的屏幕：(有多个python的原因，是我的机器上有多种python环境)
然后，你就可以写你的Python代码。
3.2.1 notebook的界面
notebook的界面由以下几个部分组成:
1.notebook的名称
2.主工具栏，提供了添加、编辑、剪切、向上和向下移动单元、运行单元内的代码、停止代码、保存工作以及重启 kernel等选项
3.下拉菜单
在下图所示的下拉菜单中，你还有 4 个选项：
Code——不言而喻，就是写代码的地方。
Markdown——这是写文本的地方。你可以在运行一段代码后添加你的结论、添加注释等。
Raw NBConvert——这是一个可将你的笔记本转换成另一种格式（比如 HTML）的命令行工具。
Heading——这是你添加标题的地方，这样你可以将不同的章节分开，让你的笔记本看起来更整齐更清晰。（利用Markdown标题语法实现）
4.编辑区域
下面的主要区域，由被称为单元格(cell)的部分组成，每个notebook由多个单元格组成，每个单元格又可以有不的用途。
3.2.2 notebook的功能
1.Jupyter Notebooks 的神奇功能
Jupyter Notebooks 的开发者已经在其中内置了一些预定义的神奇功能，使得工作更具有交互性。
可以运行下面的命令来查看功能列（注：% 符号通常不需要，因为自动补齐功能通常是开启的）：:
%lsmagic
输出结果:
神奇功能可以以两种方式运行:
- 逐行模式(line magics)
- 逐单元模式(cell magics)
顾名思义，逐行方式是执行单行的命令，而逐单元方式则是执行不止一行的命令，而是执行整个单元中的整个代码块。
例如下面两条命令:(测试代码的运行时间)
2.notebook单元格的编辑
2.1 快捷键
我们可以在上述所提到的下拉框中来选择我们单元格的输入模式(code,markdown)，同时利用快捷键Ctrl + Enter 或者Shift+Enter可以快速执行并输出单元格计算的结果。
并且，Jupyter Notebooks 提供了两种不同的键盘输入模式——命令和编辑。
- 命令模式是将键盘和笔记本层面的命令绑定起来，并且由带有蓝色左边距的灰色单元边框表示。
- 编辑模式让你可以在活动单元中输入文本（或代码），用绿色单元边框表示。
- 可以分别使用 Esc 和 Enter(或点击单元格) 在命令模式和编辑模式之间跳跃。
进入命令模式之后（此时你没有活跃单元），你可以尝试以下快捷键：
- A 会在活跃单元之上
插入一个新的单元，B 会在活跃单元之下插入一个新单元。 - 连续按两次 D，可以
删除一个单元。 撤销被删除的单元，按 Z。- Y 会将当前活跃的单元变成一个代码单元。
- 按住 Shift +上或下箭头可选择多个单元。
在多选模式时，按住 Shift + M 可合并你的选择。 - 按 F 会弹出「
查找和替换」菜单。
处于编辑模式时（在命令模式时按 Enter 会进入编辑模式），你会发现下列快捷键很有用：
- Ctrl + Home 到达单元起始位置。
- Ctrl + S
保存进度。 - Ctrl + Enter 会
运行你的整个单元块。 - Alt + Enter 不止会运行你的单元块，还会在下面添加一个新单元。
- Ctrl + Shift + F 打开命令面板。
查看键盘快捷键完整列表，可在命令模式按
「H」或进入「Help > Keyboard Shortcuts」。
2.2 Markdown 单元格高级用法
和CSDN的Markdown编辑器一样，Markdown单元格也支持HTML代码和Latex公式的键入等功能。
3.3 Notebook的保存和导出
这是 Jupyter Notebooks 最重要且最出色的功能之一。
我们可以将 notebook 导出为多种格式：
如果，我们将其保存为Markdown格式，会很方便分享到各个博客网站。
4.Jupyter Notebooks 扩展工具安装
扩展/附加组件是一种非常有生产力的方式，能帮你提升在 Jupyter Notebooks 上的生产力。
在进行上述操作后，我们会发现我们的编辑器没有代码自动补全等功能，这会令不少人感觉不方便。下面，我们介绍安装一款扩展工具能很好的解决这个问题——Nbextensions。
第一步：从 pip 安装它：
pip install jupyter_contrib_nbextensions
# 也可以指定镜像安装
pip install jupyter_contrib_nbextensions -i https://pypi.mirrors.ustc.edu.cn/simple
推荐镜像网站
http://pypi.douban.com/simple/ 豆瓣
http://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/ 阿里
http://pypi.hustunique.com/simple/ 华中理工大学
http://pypi.sdutlinux.org/simple/ 山东理工大学
http://pypi.mirrors.ustc.edu.cn/simple/ 中国科学技术大学
https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple 清华大学
第二步：安装相关的 JavaScript 和 CSS 文件：
jupyter contrib nbextension install --user
完成之后，重启Jupyter，在主页会发现增加了一个Nbextensions标签页
点击之后，选择我们想要的扩展功能：
- Hinterland 开启代码补全功能
- Code prettify 重新调整代码块内容的格式并进行美化
- Scratchpad 添加一个暂存单元，让你可以无需修改笔记本就能运行你的代码。当你想实验你的代码但不想改动你的实时笔记本时，这会是一个非常方便的扩展
- Table of Contents (2) 收集你的笔记本中的所有标题，并将它们显示在一个浮动窗口中
添加的时候。注意看下面的功能演示。
结语:
Jupyter notebook 是一个非常强大的工具，可以创建漂亮的交互式文档，制作教学材料,其功能远远不止所介绍的这些，需要大家边学边用。
参考资料
1.Jupyter 基础使用
https://blog.csdn.net/xiaokeai1118/article/details/80118423
2.入门｜始于Jupyter Notebooks：一份全面的初学者实用指南
http://baijiahao.baidu.com/s?id=1601883438842526311&wfr=spider&for=pc