【Python】Anaconda安装、环境管理、第三方包管理、Jupyter Notebook

1 Anaconda安装

1.1 下载地址

Anaconda官网下载地址：Individual Edition (Open Source Distribution)
Anaconda清华镜像下载地址：清华大学开源镜像站-Anaconda

1.2 注意事项

1. 添加环境变量
   

第一项：是否把Anaconda加入环境变量。这涉及到能否直接在cmd中使用conda、jupyter、ipython等命令，推荐打勾。
第二项：是否把Anaconda自带的Python3.7设置成系统默认的Python，这个根据需求自选。

2 环境管理

2.1 Anaconda中新建环境

为了保持Anaconda根目录/根环境的清洁，或为了同时安装不同版本的Python（如Python 2和Python 3，但Anaconda 2020.02版本已经不再支持Python 2，且固定Python版本为3.7），通常需要建立多个运行环境。（注意：新建环境的过程需要下载、安装anaconda的包，因此要先加速包的下载、安装，且“使用pip安装”和“使用conda安装”均要设置。）

在Anaconda中建立新的运行环境的操作方式有下面给两种：

2.1.1 通过Anaconda Navigator交互界面创建

1. 打开Anaconda Navigator。
2. 分别点击“Environments”、“Create”。
   
3. 填写环境名称（英文、最好不要有空格）、勾选语言类型及版本，点击“Create”。
   
4. 等待一段时间后，新环境即可创建完毕。

2.1.2 通过cmd创建

1. 创建Python 3的环境：键盘同时按下Win+R调出“运行”窗口，输入cmd后点击确定调出命令行窗口，在命令行窗口键入conda create --name Python37 python=3.7（此处Python版本选择的为3.7）。
2. 激活Python37环境：在命令行窗口键入activate Python37，进入Python37的环境。
3. 安装Python 3的包：继续在命令行窗口键入conda install --name Python37 anaconda，等待安装结束。
4. 打开Jupyter Notebook：在命令行窗口键入jupyter notebook就可以进入基于Python 3.7的notebook。
5. 退出Python37环境：如果需要退出Python 3的环境，键入conda deactivate退出。

创建完毕后，在cmd中键入以下代码查看当前环境下的可用kernel。

conda activate Python37
jupyter kernelspec list

随后，再检查指定环境及kernel下的配置文件（文件路径及名称：C:\Anaconda3\share\jupyter\kernels\python3\kernel.json或C:\Anaconda3\envs\Python37\share\jupyter\kernels\python3\kernel.json）内变量设置是否正确。不论是Python37环境下还是base环境下，kernel python3的配置文件中的变量均应设置为：

解释：
argv：设置kernel所对应版本的Python的启动路径，请对应到相应版本的Python应用程序路径，如E:\\Anaconda3\\envs\\Python37\\python.exe或E:\\Anaconda3\\python.exe。
display_name：Jupyter Notebook中kernel选项框中所展示的名字，可随意修改。
language：表示使用python语言，请保持不变。

2.2 cmd命令代码

python -version
# 查看当前Python的版本

conda info -e
# 查看已有的环境

conda activate env_name
# 激活某环境

conda deactivate
# 退出当前环境

jupyter kernelspec list
# 查看当前环境下可用的kernel

conda remove -n env_name --all
# 删除指定的环境和库（如果不添–all参数，而是指明某个库名，则是删除该库）

3 第三方库管理

注意：如果安装库的话，一定要先激活特定的环境，否则会污染根环境！！！

3.1 加速第三方库的下载、安装速度

3.1.1 使用pip安装

pypi.python.org 是 Python 的官方第三方库存储平台，可将写好的库打包后进行上传，我们所使用的pip install命令就是从该网站上下载我们所需要的库并进行安装。但是由于pypi.python.org 的服务器在国外，所以造成我们使用pip install命令进行第三方库的下载、安装时网络速度不稳定或极慢。为了解决这一问题，我们可以通过设置pypi.python.org 的镜像源作为pip install的下载地址即可。

更改pip install默认下载地址的操作方式有以下两种：

3.1.1.1 临时设置

在安装的时候，通过 pip 命令中的 -i 选项指定下载源即可，例如使用清华源安装pyspider库。

pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple pyspider

3.1.1.2 永久设置

1. Linux系统下，需要修改 ~/.pip/pip.conf 文件（当文件夹或文件不存在时，创建一个同名的文件夹及文件即可。注意：文件夹命名要加“.”，表示是隐藏文件夹)。
2. Windows系统下，直接在C:\Users\user_name目录下创建一个pip文件夹，并新建文件pip.ini，即C:\Users\user_name\pip\pip.ini。

文件内容：

[global]
index-url = https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
[install]
trusted-host=pypi.tuna.tsinghua.edu.cn

3.1.2 使用conda安装

同理，Anaconda.org 是 Anaconda 的官方第三方库存储平台，可将写好的库打包后进行上传，我们所使用的conda install命令就是从该网站上下载我们所需要的库并进行安装。但是由于Anaconda.org 的服务器在国外，所以造成我们使用conda install命令进行第三方库的下载、安装时网络速度不稳定或极慢。为了解决这一问题，我们可以通过将Anaconda.org 的镜像源加入conda的配置，作为conda install的下载通道即可。

3.1.2.1 临时设置

在安装的时候，通过 conda 命令中的 -c 选项指定下载通道即可，例如使用清华源安装pyspider库。

conda install -c https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/pkgs pyspider

3.1.2.2 永久设置

永久添加conda install的下载通道时，需要在cmd窗口中运行以下代码：

conda config --add channels https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/pkgs/free/
conda config --add channels https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/pkgs/main/
conda config --set show_channel_urls yes
# 设置搜索时显示通道地址（该行命令不用运行）

3.1.3 常用的国内镜像源地址

常用的国内第三方源有：

1. 清华：https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
2. 阿里云：http://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/
3. 中国科技大学：https://pypi.mirrors.ustc.edu.cn/simple/
4. 华中理工大学：http://pypi.hustunique.com/
5. 山东理工大学：http://pypi.sdutlinux.org/
6. 豆瓣：http://pypi.douban.com/simple/

注意：新版ubuntu要求使用https源。

3.2 cmd命令代码

pip install package_name
# 使用这种安装方式会安装最新版本的包

pip install package_name==version
# package_name：第三方包名称；version：版本号。
# 如pip install mkl-service==1.1.2，即是安装1.1.2版本的mkl-service

conda install -n env_name -c channel_link package_name==version=build
# package_name：第三方包名称；version：版本号；build：细分版本号
# 如果不用-n指定环境名称，则被安装在当前活跃环境
# 可以通过-c指定通过某个channel安装
# 如conda install -n Python37 -c https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/pkgs mkl-service==1.1.2=py35_2，即是在Python37环境中通过清华镜像源安装1.1.2版本下build为py35_2的mkl-service

pip list
# 列举出当前环境安装的所有包

conda list
# 列举出当前环境安装的所有包

pip show package_name
# 显示安装包的信息

conda update package
# 更新包

pip uninstall package
# 卸载包

conda uninstall package
# 卸载包

pip freeze > ./requirements.txt
# 生成当前项目/环境所包含的第三方包的requirements.txt文档

pip install -r path/requirements.txt
# path：requirements.txt的文件路径
# 先激活想要批量安装第三方包的环境，然后执行此命令安装文档中的第三方包/项目依赖包

3.3 常用requirements.txt文档

3.3.1 内容&格式

mkl==2017.0.1
numpy
……
注意：不指定版本则安装最新版本，也不要 == 符号

3.3.2 示例

bayesian-optimization
catboost
deap # Distributed Evolutionary Algorithms in Python
hyperopt
ipywidgets
keras
lightgbm
matplotlib
mkl(==2017.0.1) # It is must installed with conda
mkl-service(==1.1.2) # It is must installed with conda
numpy
pandas
pandas_profiling
pyecharts
pyswarms
scikit-learn
scipy==1.4.1
seaborn
tensorflow==2.2.0 # tensorflow 2.2.0 has requirement scipy==1.4.1
tqdm
widgetsnbextension
xgboost
h5py

4 Jupyter Notebook

4.1 设置Cell的多行输出

4.1.1 临时设置

在Notebook的首个cell中添加以下代码可以实现多行输出：

from IPython.core.interactiveshell import InteractiveShell 
InteractiveShell.ast_node_interactivity = 'all' #默认为'last'

4.1.2 永久设置

如果需要一劳永逸的在每个文件中自动实现这个功能，可以在以下路径：
Mac OS：/Users/your_user_name/.ipython/profile_default/
Windows：C:\Users\your_user_name\.ipython\profile_default
的文件夹下创建ipython_config.py文件。（Mac OS下你可以在终端进入这个目录touch ipython_config.py来创建)。
然后打开ipython_config.py文件，添加以下两行：

c = get_config()
c.InteractiveShell.ast_node_interactivity = "all"

保存，重启Notebook后生效。

4.2 Jupyter NbExtensions Configurator插件

4.2.1 安装

安装前先激活特定的环境。

4.2.1.1 使用pip安装

在已激活特定环境的cmd中输入以下代码：

pip install jupyter_nbextensions_configurator jupyter_contrib_nbextensions
jupyter contrib nbextension install --user
jupyter nbextensions_configurator enable --user

4.2.1.1 使用conda安装

在已激活特定环境的cmd中输入以下代码：

conda install -c conda-forge jupyter_contrib_nbextensions
conda install -c conda-forge jupyter_nbextensions_configurator

4.2.2 常用的功能插件

1. Collapsible headings
   
2. Notify
   
3. Code folding
   
4. tqdm_notebook
5. Table of Contents
6. Highlight selected word
7. Nbextensions dashboard tab
8. contrib_nbextensions_help_item
9. Hinterland
10. Nbextensions edit menu item

参考资料

1. 安装Anaconda
2. 关于加速 pip 安装的两点妙招。
3. Python- 解决PIP下载安装速度慢
4. Jupyter Notebook之提高可读性——插件安装及使用（包括插入目录，目录索引及缩进）
5. jupyter notebook的插件拓展----jupyter_contrib_nbextensions
6. 五大Jupyter Notebook 扩展工具（非常实用）Top 5 Best Jupyter Notebook Extensions