神器 Jupyter Notebook 入門使用介紹！

大家好，我是Peter~

很多讀者問過我，Peter文章中的Python代碼都是用的什么編輯器寫的？

今天就公開啦：Jupyter Notebook，沒有Pycharm，沒有Vscode，沒有Sublime text。只有一款工具：Jupyter Notebook。從2019年至今，使用了兩年半多的時間，今天就好好聊聊它~

工欲善其事，必先利其器

1、官網(wǎng)學(xué)習(xí)地址：

https://jupyter.org/

2、使用說明：

https://jupyter-notebook.readthedocs.io/en/stable/notebook.html

3、知乎很好的教程：

https://zhuanlan.zhihu.com/p/33105153

一、目錄

二、誰在用Jupyter Notebook

也許還有朋友不知道Jupyter Notebook，到底都是誰在用它？

這是從官網(wǎng)上看到的使用者：谷歌、微軟、NASA、IBM等國際知名公司都在其中。所以，你確定還不用嗎？

三、用Jupyter Notebook寫了什么

既然Jupyter Notebook這么受歡迎，那么Peter都用它寫了什么？（ipynb文件都在Jupyter notebook完成）

1、Pandas系列的文章

2、Plotly系列文章

3、可視化庫Pyecharts的使用

總結(jié)：Peter所有的文章都是在 Jupyter ?Notebook 中完成的

四、什么是Jupyter Notebook

4.1簡介

Jupyter Notebook是基于網(wǎng)頁的用于交互計算的一款應(yīng)用程序。它可被應(yīng)用于整個計算過程：從開發(fā)文檔編寫、運行代碼和到展示結(jié)果。

簡而言之，Jupyter Notebook是以網(wǎng)頁的形式打開，可以在網(wǎng)頁頁面中直接編寫代碼和運行代碼，代碼的運行結(jié)果也會直接在代碼塊下顯示的程序。

如在編程過程中需要編寫說明文檔，可在同一個頁面中使用Markdown語法直接編寫，便于作及時的說明和解釋。

4.2組成

Jupyter notebook主要是由兩個部分組成：網(wǎng)頁和文檔

上面已經(jīng)介紹了Jupyter ?Notebook中基于網(wǎng)頁的應(yīng)用程序，在Jupyter 的整個網(wǎng)頁應(yīng)用中結(jié)合了多個元素：說明文檔、計算公式、文檔編寫、可視化動態(tài)圖、甚至是可以嵌入PPT等?？傊?，這款網(wǎng)頁應(yīng)用的程序能夠?qū)崿F(xiàn)各種功能

Jupyter Notebook中的所有程序都能夠以各種形式的輸入和輸出：公式、文檔、富媒體形式等。

Jupyter的文檔是保存為后綴名為.ipynb的JSON格式文件，不僅便于版本控制，也方便與他人共享。

此外，文檔還可以導(dǎo)出為：HTML、LaTeX、PDF、Markdown等格式的文件，十分方便和互聯(lián)網(wǎng)化！

4.3特點

• 編程便捷：在jupyter notebook中編程，具有語法高亮、縮進(jìn)、tab補全等功能；同時能夠在瀏覽器中直接運行代碼
• 支持Markdown：在在jupyter notebook中支持Markdown語法的，能夠直接編寫Markdown文檔
• 具有記憶功能：在jupyter notebook中產(chǎn)生的信息（同一次運行）具有記憶功能
• 文檔輸出多樣化：除了支持Markdown，還支持PDF、PPT、Latex公式、HTML、py文件等多種格式
• 動態(tài)可視化：jupyter notebook中生成的圖形可以是動態(tài)可視化的

五、安裝

建議直接通過anaconda來安裝Jupyter notebook，這樣后續(xù)省去很多麻煩。

anacoda是全球最大的數(shù)據(jù)科學(xué)平臺，一個基于Python的環(huán)境管理工具，相比其他庫管理工具，它更適合數(shù)據(jù)工作者。

安裝了anaconda之后，不僅是Jupyter notebook，很多python的第三方庫，比如：pandas、numpy等都會自動安裝好，實在是方便。

anaconda安裝可自行搜索教程，傻瓜式安裝

推薦幾個安裝教程：

1、Windows系統(tǒng)：https://zhuanlan.zhihu.com/p/75717350

2、MacOS系統(tǒng)：https://blog.csdn.net/lq_547762983/article/details/81003528

3、Linux系統(tǒng)（Ubuntu）：https://zhuanlan.zhihu.com/p/84544848

安裝包下載地址：https://www.anaconda.com/products/individual#Downloads

六、啟動

（1）在安裝好了Jupyter notebook之后，我們可以在任意位置啟動它，直接輸入jupyter notebook即可啟動。

執(zhí)行命令之后，在終端中將會顯示一系列notebook的服務(wù)器信息，同時瀏覽器將會自動啟動Jupyter Notebook：

(base)?peter:pandas系列教程?peter$?pwd?????--?查看當(dāng)前的目錄
/Users/peter/Desktop/WeChat/文章/pandas系列教程??

(base)?peter:pandas系列教程?peter$?jupyter?notebook???--?輸入?jupyter?notebook?表示啟動

?。?！注意：啟動Jupyter之后我們的全部操作都不要關(guān)閉終端，否則的話notebook就會斷開和本地服務(wù)器的連接。

（2）啟動之后就來到了初始頁面，包含你當(dāng)前目錄的全部文件（文件夾和文檔）：

我們看到notebook默認(rèn)的地址是localhost:8888，也就是默認(rèn)本機的8888端口。當(dāng)我們開啟了多個notebook，會自動變成8889，8890等端口。

當(dāng)然，我們也可以自定義端口：

jupyter?notebook?--port?9988???#?使用9988端口

（3）啟動之后我們可以新建一個ipynb的文件：

七、使用

在啟動Jupyter Notebook，并且創(chuàng)建了新的文件之后，我們便可以開始在里面進(jìn)行編碼和文檔寫作。下面講講如何使用Jupyter Notebook。

首先我們需要明白一點：在Jupyter Notebook中有兩種模式

• 命令模式：鍵盤輸入運行程序命令，此時單元格是藍(lán)色的
• 編輯模式：允許你向單元格中輸入代碼或者文本內(nèi)容，此時單元格是綠色的

7.1主頁面

主頁面分為4個部分：

• notebook名稱，可重命名
• 菜單欄
• 工具欄
• 代碼單元格

7.2幫助文檔

如果你是個新手，可以在notebook中直接查看幫助文檔：

!jupyter?notebook?-h????#?感嘆號!不能少

7.3重命名

默認(rèn)的名字是“未命名”，給文件重命名：圖解Pandas的apply函數(shù)

7.4文件

【文件】菜單中主要是對各種文件的輸入和輸出操作，特別是將ipynb文件下載成各種形式進(jìn)行輸出，十分方便：

7.5運行代碼

當(dāng)我們在代碼的單元格中輸入了代碼，如何運行？

1、單擊【運行】按鈕

2、快捷鍵

將光標(biāo)放在我們需要運行的代碼框中，然后 Shift+Enter 即可運行~

3、運行全部代碼

如果我們想直接從頭運行整個notebook中的全部代碼，如下操作：【服務(wù)】到【重啟&運行所有】

7.6內(nèi)省

在一個對象的前后使用問號？可以顯示出關(guān)于該對象的概要信息，這個對象可以是自建的，也可以是Python中自帶的：

print函數(shù)和自定義函數(shù)的自省概要信息：

使用雙問號？還有個用途是顯示函數(shù)的源代碼：

7.7%run

%run命令可以用來運行任意的python文件：

• Python文件的后綴為“.py”
• “%run”后跟的是Python文件的絕對路徑

%run?Python文件的絕對路徑

假設(shè)我們在當(dāng)前目錄下有個python文件：

• 定義了3個變量
• 給定了一個返回值result

我們在notebook中運行py文件：查看3個變量和返回值的情況

八、擴展功能

8.1安裝

Jupyter notebook本身功能其實不是很多，所以通常會給它安裝一個擴展，安裝之后就可以起飛了。

安裝和啟動命令如下：

#?安裝Jupyter的配置器
pip?install?jupyter_nbextensions_configurator

#?啟動配置器
jupyter?nbextensions_configurator?enable?--user

8.2顯示代碼行數(shù)

當(dāng)一個單元格中的代碼很多行，我們想顯示行數(shù)：

8.3編碼Markdown文檔

當(dāng)Peter需要在notebook中做筆記的時候，都是使用的Markdown。在Jupyter notebook中是可以直接Markdown語法來編寫內(nèi)容的，兩種方式可以實現(xiàn)。

關(guān)于什么是Markdown以及Markdown的語法，直接在公眾號中回復(fù)Markdown就可以獲取免費的PPT來進(jìn)行學(xué)習(xí)。

方法1：下拉選項中選擇【標(biāo)記】

方法2：快捷鍵的使用：【左側(cè)藍(lán)+M鍵】，Peter常用

8.4生成目錄

在使用Markdown的時候是有不同層級的目錄，可以顯示在notebook中。首先在擴展中需要開啟這個功能：

點擊啟用目錄生成：目錄默認(rèn)是在左邊，也是按照層級來實現(xiàn)的

我們把光標(biāo)放在目錄上，呈現(xiàn)帶+的符號，可以拖到右邊：

除了在左側(cè)生成目錄，還可以在整個ipynb文件的最上面生成目錄：

不管是左側(cè)還是最上面的目錄，當(dāng)我們點擊其中某個標(biāo)題的時候，都會自動跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的位置，查看、定位文檔或者代碼超級方便。

8.5標(biāo)題高亮

安裝了擴展之后，我們還可以對標(biāo)題進(jìn)行高亮顯示：

• 有3種顏色可供選擇
• 設(shè)置了高亮之后標(biāo)題中便會高亮

8.6LaTex公式

既然Jupyter notebook能夠使用Markdown，那么我們可以是Jupyter Notebook中編輯LaTex公式，舉一個例子：在Markdown格式下的cell中輸入如下內(nèi)容:

$$?P(A?\mid?B)?=?\frac{P(B?\mid?A)?\,?P(A)}{P(B)}?$$

便會生成相應(yīng)的LaTeX公式：

8.7輸出多個結(jié)果

一般在notebook中只會輸出一個結(jié)果，通過設(shè)置能夠同時輸出多個。

默認(rèn)情況下只會輸出最近一個變量的值**，例子中是b**。

通過設(shè)置InteractiveShell.astnodeinteractivity參數(shù)為all，就可以讓所有的變量或者聲明都能顯示出來，添加兩行代碼便可實現(xiàn)輸出多個變量的效果：

from?IPython.core.interactiveshell?import?InteractiveShell
InteractiveShell.ast_node_interactivity?=?'all'

8.8拼寫檢查

這是檢查拼寫錯誤的一個擴展，能夠快速的發(fā)現(xiàn)我們拼寫中的錯誤。需要主要的是這個插件是在Markdown格式下作用的：

本意表達(dá)的是：This is wrong question

8.9隱藏輸入

當(dāng)我們只想查看輸出out部分的內(nèi)容，可以將輸入的代碼進(jìn)行隱藏：

下面是隱藏之前的效果：

九、快捷鍵

1、命令模式快捷鍵（按 Esc 鍵開啟）:

• 命令模式將鍵盤命令與Jupyter Notebook筆記本命令相結(jié)合，可以通過鍵盤不同鍵的組合運行筆記本的命令。
• 按esc鍵進(jìn)入命令模式。
• 命令模式下，單元格邊框為灰色，且左側(cè)邊框線為藍(lán)色粗線條。

2、編輯模式快捷鍵（ 按 Enter 鍵啟動）

• 編輯模式使用戶可以在單元格內(nèi)編輯代碼或文檔。
• 按enter或return鍵進(jìn)入編輯模式。
• 編輯模式下，單元格邊框和左側(cè)邊框線均為綠色。

十、魔術(shù)命令

IPython的特殊命令被稱為魔術(shù)命令，這些命令被設(shè)計用于簡化常見任務(wù)。

官網(wǎng)地址：https://ipython.readthedocs.io/en/stable/interactive/magics.html

魔術(shù)命令的前綴符號是百分號%，例如%timeit用來檢查一段Python代碼執(zhí)行的時間。魔術(shù)命令可以直接使用，也可以賦值給變量再使用：

下面??記錄的是IPython的幾個常用的魔法命令：

十一、Jupyter Notebook換主題

在上面的圖形中都是使用的默認(rèn)主題：白色，實際上主題是可以更換的：

在jupyter notebook中安裝并使用不同的主題

#?安裝
pip?install?jupyterthemes
pip?install?--upgrade?jupyterthemes

?切換不同主題?

#?查看所有顏色主題?--list
jt?-l

#?選擇主題?--theme
jt?-t?主題名稱

#?恢復(fù)默認(rèn)主題?--recover
jt?-r

1、查看主題

$jt?-t?monokai??#?選擇某個主題
$jt?-t?oceans16

#?然后重新啟動jupyter?notebook

$jupyter?notebook???#?啟動命令

如果想改回原來的主題輸入 jt -r 即可

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