机器学习入门 02 —— 环境搭建（Jupyter Notebook、默认路径 、扩展库的安装与使用）

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系列文章

机器学习入门 01 —— 机器学习概述
机器学习入门 02 —— 环境搭建（Jupyter Notebook 及扩展库的安装与使用）
机器学习入门 03 —— Matplotlib使用
机器学习入门 04 —— Numpy使用
机器学习入门 05 —— Pandas使用
机器学习入门 06 —— Seaborn使用

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机器学习基础环境安装与使用

 

2.1 库的安装

整个机器学习基础阶段会用到Matplotlib、Numpy、Pandas等库。

如果是使用PyCharm开发，我们可以去PyCharm里直接安装。

1、创建新项目并勾选下面两个选项

2、在设置中找到当前项目，点击加号后搜索库名进行安装（matplotlib、numpy、pandas、tables、jupyter）

3、后面新建的项目直接选刚刚创建的虚拟环境

由于后面开发我是使用的jupyter notebook，所以这里使用了Anaconda。请看这两篇博客Python包管理——Anaconda安装、PyCharm导入Anaconda包

 

2.2 jupyter notebook的使用

学习目标 ：

• 学会使用Jupyter Notebook

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1 Jupyter Notebook介绍

在没有notebook之前，我通常是在Pycharm中写代码，然后在Typora写文档来说明项目。

这个过程很反锁，通常是写完代码，再写文档的时候我还的重头回顾一遍代码。最蛋疼的地方在于，有些数据分析的中间结果，我还的重新跑代码，然后把结果弄到文档里。

有了notebook之后，我的世界突然美好了许多，因为notebook 可以直接在代码旁写出叙述性文档，而不是另外编写单独的文档。也就是它可以能将代码、文档等这一切集中到一处，让人一目了然。

例如，用Jupyter notebook写学习笔记，长这样，是不是很酷：

所以，你现在明白了这句话是在说什么了：

Jupyter notebook（http://jupyter.org/） 是一种 Web 应用，能让用户将说明文本、数学方程、代码和可视化内容全部组合到一个易于共享的文档中。

Jupyter Notebook 已迅速成为数据分析，机器学习的必备工具。因为它可以让数据分析师集中精力向用户解释整个分析过程。

2 启动Jupyter Notebook

前面说过，需要先安装Anaconda。
我们可以通过打开终端(Windows是CMD)然后输入命令jupyter notebook打开。

也可以直接在Anaconda中启动Jupyter Notebook，它是Anaconda附带的。

启动notebook后，在浏览器中会自动打开notebook页面地址：http://localhost:8888 （其中localhost 表示你的计算机，8888 是服务器的默认端口）

如果无法正常启动，请参看：jupyter notebook常见问题解决办法

3 Jupyter Notebook快速上手

1、顶部三个标签

文件：显示当前“notebook工作文件夹”中的所有文件和文件夹。

运行：所有正在运行的 notebook。

集群：一般不会用到。因为过去在 Clusters（集群）中创建多个用于并行计算的内核。现在，这项工作已经由 ipyparallel 接管。

2、创建新的notebook

点击Python3就可以创建一个编程页面（这里Python3是因为Anaconda里默认的环境是Python3）

3、编程页面

这里的cell就是下面的一个矩形方框，里面就是一个代码块。在notebook中，cell（单元格）是编写和运行代码的地方，我们可以选中某个cell运行或是全部cell执行，也可以使用快捷键(Windows：Ctrl+Enter，Mac：command+Enter)。在一个单元格中执行的任何代码在所有其他单元格中均可用。

当Cell前出现*，表示当前cell程序正在运行，或者它前面的cell正在运行。

同时注意，notebook分为编辑模式和命令模式（类似于Linux的vim），编辑模式光标会出现，命令模式则没有光标。

编辑模式：双击某个cell进行编辑。

命令模式：ESC退出编辑，进入命令模式。在命令模式下，可以对cell进行复制剪切等操作。

如何记笔记？

进入命令模式后，按M进入Mark Down模式。此时的Cell就可以用来记笔记。关于Mark Down的语法，可以看我另一篇博客如何使用Typora来写MarkDown博客~

注意：写完一个Cell后要运行才会有效果，一级标题和缩进是运行后的效果，二级标题是没有运行。

4、关闭notebook文件

关闭之前请先保存，否则代码要重新写！！关闭时，回到首页，选中绿色的文件，再点击关闭。

5、我们可以上传别人发的notebook，也可以将自己的notebook分享给别人（支持多种形式）

6、关闭Jupyter Notebook服务器

直接关闭打开notebook的页面就可以。再次提醒，这会立即关闭所有运行中的 notebook，因此，请确保你保存了工作！

关闭notebook服务器后，下次启动再打开notebook，当你继续在该notebook中写代码时，发现之前的变量无法访问了。需要你在该notebook的Kernerl选项卡中选择“Run All”重新编译下之前的代码。

4 常用快捷键

• 两种模式通用快捷键

  • Shift+Enter ，执行本单元代码，并跳转到下一单元
  • Ctrl+Enter ，执行本单元代码，留在本单元

• 命令模式：按ESC进入

  • Y ，cell切换到Code模式
  • M ，cell切换到Markdown模式
  • A ，在当前cell的上面添加cell
  • B ，在当前cell的下面添加cell

• 其他(了解)

  • 双击D ：删除当前cell
  • Z ，回退
  • L ，为当前cell加上行号
  • Ctrl+Shift+P ，对话框输入命令直接运行
  • 快速跳转到首个cell， Crtl+Home
  • 快速跳转到最后一个cell， Crtl+End -->

• 编辑模式：按Enter进入

  • 补全代码：变量、方法后跟 Tab键
  • 为一行或多行代码添加/取消注释： Ctrl+/ （Mac:CMD+/）

• 其他(了解)：

  • 多光标操作： Ctrl键点击鼠标 （Mac:CMD+点击鼠标）
  • 回退： Ctrl+Z （Mac:CMD+Z）
  • 重做： Ctrl+Y （Mac:CMD+Y)

5 安装扩展功能库

打开Anaconda的终端，依次输入下面命令：

• 安装nbextensions：pip install jupyter_contrib_nbextensions
• 安装 javascript and css files：jupyter contrib nbextension install --user
• 安装configurator：pip install jupyter_nbextensions_configurator
• 如果已经安装，先进行卸载：pip uninstall jupyter_contrib_nbextensions、pip uninstall jupyter_nbextensions_configurator

安装该库的命令如下：

python -m pip install jupyter_contrib_nbextensions

然后执行：

jupyter contrib nbextension install --user --skip-running-check

在原来的基础上勾选扩展功能：

注意：如果是第二次新建的python环境，想在jupyter里使用Autopep8，虽然扩展里已经勾选上了，但还是需要在环境终端里重新安装一次，执行命令conda install autopep8

6 修改默认打开路径

无论是MacBook还是Windows，在终端输入jupyter-notebook --generate-config，就可以生成jupyter的配置文件，如下图所示。

然后打开这个文件，搜索c.NotebookApp.notebook_dir，将内容修改为自己的路径就行。记得删除最左边的#，它表示该行代码是注释。

之后想打开Jupyter Notebook可以通过Anaconda内部打开，也可以在终端输入jupyter notebook

7 更换主题

同理，在Anaconda终端中输入pip install jupyterthemes，然后输入jt -l可以查看有哪些主题。使用! jt -t 主题名 -T可以切换主题，使用jt -r切换为默认主题。

这是主题官方GitHub：https://github.com/dunovank/jupyter-themes