最詳盡使用指南:超快上手Jupyter Notebook

目錄 

* 簡介 
* 安裝與運行 
* 主面板(Notebook Dashboard) 
* 編輯界面(Notebook Editor) 
* 單元(Cell) 
* 魔法函數 
* 其他

一、簡介

Jupyter Notebook是一個開源的Web應用程序,允許用戶創建和共享包含代碼、方程式、可視化和文本的文檔。它的用途包括:數據清理和轉換、數值模擬、統計建模、數據可視化、機器學習等等。它具有以下優勢:

  • 可選擇語言:支持超過40種編程語言,包括Python、R、Julia、Scala等。

  • 分享筆記本:可以使用電子郵件、Dropbox、GitHub和Jupyter Notebook Viewer與他人共享。

  • 交互式輸出:代碼可以生成豐富的交互式輸出,包括HTML、圖像、視頻、LaTeX等等。

  • 大數據整合:通過Python、R、Scala編程語言使用Apache Spark等大數據框架工具。支持使用pandas、scikit-learn、ggplot2、TensorFlow來探索同一份數據。

二、安裝與運行

雖然Jupyter可以運行多種編程語言,但Python是安裝Jupyter Noterbook的必備條件(Python2.7,或Python3.3以上)。有兩種安裝方式:使用Anaconda安裝或使用pip命令安裝。關於安裝的全部信息可以在官網讀到:安裝Jupyter

2.1使用Anaconda安裝

對於小白,強烈建議使用Anaconda發行版安裝Python和Jupyter,其中包括Python、Jupyter Notebook和其他常用的科學計算和數據科學軟件包。

首先,下載Anaconda。建議下載Anaconda的最新Python 3版本。其次,請按照下載頁面上的說明安裝下載的Anaconda版本。最後,安裝成功!

2.2使用pip命令安裝

對於有經驗的Python用戶,可以使用Python的包管理器pip而不是Anaconda 來安裝Jupyter 。 
如果已經安裝了Python 3:

python3 -m pip install --upgrade pip
pi3 install jupyter

如果已經安裝了Python 2:

python2 -m pip install --upgrade pip
pip2 install jupyter

恭喜,你已經成功安裝好了!

2.3運行Jupyter Notebook

成功安裝Jupyter Notebook後,在Terminal (Mac / Linux)或Command Prompt(Windows)中運行以下命令就可打開Jupyter Notebook。

jupyter notebook1

下面演示一下在Windows系統中打開Jupyter Notebook:

打開Command Prompt

image.png

image.png

參閱Windows 常用 CMD 命令瞭解關於Command Prompt更多信息。

參閱運行Notebook瞭解更多詳情。

三、主面板(Notebook Dashboard)

打開Notebook,可以看到主面板。在菜單欄中有Files、Running、Clusters、Conda四個選項。用到最多的是Files,我們可以在這裏完成notebook的新建、重命名、複製等操作。具體功能如下:

image.png

在Running中,可以看到正在運行的notebook,我們可以選擇結束正在運行的程序。

Notebook主面板:Running

至於Clusters、Conda一般用不到,暫不做介紹,後續補充。

四、編輯界面(Notebook Editor)

一個notebook的編輯界面主要由四部分組成:名稱、菜單欄、工具條以及單元(Cell),如下圖所示:

notebook界面

4.1 名稱

在這裏,我們可以修改notebook的名字,直接點擊當前名稱,彈出對話框進行修改: 
notebook名稱修改

4.2菜單欄

菜單欄中有File、Edit、View、Insert、Cell、Kernel、Help等功能,下面逐一介紹。

4.2.1 File

File中的按鈕選項如下圖所示:

File中的按鈕選項

具體功能如下表:

選項功能
New Notebook新建一個notebook
Open…在新的頁面中打開主面板
Make a Copy…複製當前notebook生成一個新的notebook
Rename…notebook重命名
Save and Checkpoint將當前notebook狀態存爲一個Checkpoint
Revert to Checkpoint恢復到此前存過的Checkpoint
Print Preview打印預覽
Download as下載notebook存爲某種類型的文件
Close and Halt停止運行並退出該notebook

4.2.2 Edit

Edit中的按鈕選項如下圖所示:

Edit中的按鈕選項

具體功能如下表:

選項功能
Cut Cells剪切單元
Copy Cells複製單元
Paste Cells Above在當前單元上方粘貼上覆制的單元
Paste Cells Below在當前單元下方粘貼上覆制的單元
Paste Cells & Replace替換當前的單元爲複製的單元
Delete Cells刪除單元
Undo Delete Cells撤回刪除操作
Split Cell從鼠標位置處拆分當前單元爲兩個單元
Merge Cell Above當前單元和上方單元合併
Merge Cell Below當前單元和下方單元合併
Move Cell Up將當前單元上移一層
Move Cell Down將當前單元下移一層
Edit Notebook Metadata編輯notebook的元數據
Find and Replace查找替換,支持多種替換方式:區分大小寫、使用JavaScript正則表達式、在選中單元或全部單元中替換

4.2.3 View

View中的按鈕選項如下圖所示:

具體功能如下表:

選項功能
Toggle Header隱藏/顯示Jupyter notebook的logo和名稱
Toggle Toolbar隱藏/顯示Jupyter notebook的工具條
Cell Toolbar更改單元展示式樣

View中的功能可以讓用戶更好的展示自己的notebook,但對編寫代碼、實現功能沒有影響。

4.2.4 Insert

功能:在當前單元上方/下方插入新的單元。

4.2.5 Cell

選項功能
Run Cells運行單元內代碼
Run Cells and Select Below運行單元內代碼並將光標移動到下一單元
Run Cells and Insert Below運行單元內代碼並在下方新建一單元
Run All運行所有單元內的代碼
Run All Above運行該單元(不含)上方所有單元內的代碼
Run All Below運行該單元(含)下方所有單元內的代碼
Cell Type選擇單元內容的性質
Current Outputs對當前單元的輸出結果進行隱藏/顯示/滾動/清除
All Output對所有單元的輸出結果進行隱藏/顯示/滾動/清除

4.2.6 Kernel

[圖片上傳中…(5.png-36664e-1514169774199-0)]

選項功能
Interrupt中斷與內核連接(等同於ctrl-c)
Restart重啓內核
Restart & Clear Output重啓內核並清空現有輸出結果
Restart & Run All重啓內核並重新運行notebook中的所有代碼
Reconnect重新連接到內核
Change kernel切換內核

4.2.7 Help

選項功能
User Interface Tour用戶使用指南,非常棒的功能,帶你全面瞭解notebook
Keyboard Shortcuts快捷鍵大全
Notebook Helpnotebook使用指南
MarkdownMarkdown使用指南
Python…pandas各類使用指南
About關於Jupyter Notebook的一些信息

4.3 工具條

工具條中的功能基本上在菜單中都可以實現,這裏是爲了能更快捷的操作,將一些常用按鈕放了出來。下圖是對各按鈕的解釋。

4.4 單元(Cell)

在單元中我們可以編輯文字、編寫代碼、繪製圖片等等。對於單元的詳細內容放在第五節中介紹。

五、單元(Cell)

5.1兩種模式與快捷鍵

對於Notebook中的單元,有兩種模式:命令模式(Command Mode)與編輯模式(Edit Mode),在不同模式下我們可以進行不同的操作。

如上圖,在編輯模式(Edit Mode)下,右上角出現一隻鉛筆的圖標,單元左側邊框線呈現出綠色,點Esc鍵或運行單元格(ctrl-enter)切換回命令模式。

在命令模式(Command Mode)下,鉛筆圖標消失,單元左側邊框線呈現藍色,按Enter鍵或者雙擊cell變爲編輯狀態。

5.1.1命令模式下的快捷鍵

5.1.2編輯模式下的快捷鍵

注意不要死記硬背,在使用過程中需要什麼就去查,多用用就能記住了。

5.2 Cell的四種功能

Cell有四種功能:Code、Markdown、Raw NBConvert、Heading,這四種功能可以互相切換。Code用於寫代碼,Markdown用於文本編輯,Raw NBConvert中的文字或代碼等都不會被運行,Heading是用於設置標題的,這個功能已經包含在Markdown中了。四種功能的切換可以使用快捷鍵或者工具條。

Code用於寫代碼,三類提示符及含義如下:

提示符含義
In[ ]程序未運行
In[num]程序運行後
In[*]程序正在運行

Markdown用於編輯文本,給出常用的Markdown用法:

其他非常用的用法需要時可以再查閱。

六、魔法函數

使用魔法函數可以簡單的實現一些單純python要很麻煩才能實現的功能。

%:行魔法函數,只對本行代碼生效。 
%%:Cell魔法函數,在整個Cell中生效,必須放於Cell首行。 
%lsmagic:列出所有的魔法函數 
%magic查看各個魔法函數的說明 
?後面加上魔法函數名稱,可以查看該函數的說明

一些常用魔法函數的示例:

魔法函數作用
%%writefile調用外部python腳本
%run調用外部python腳本
%timeit測試單行語句的執行時間
%%timeit測試整個單元中代碼的執行時間
% matplotlib inline顯示 matplotlib 包生成的圖形
%%writefile寫入文件
%pdb調試程序
%pwd查看當前工作目錄
%ls查看目錄文件列表
%reset清除全部變量
%who查看所有全局變量的名稱,若給定類型參數,只返回該類型的變量列表
%whos顯示所有的全局變量名稱、類型、值/信息
%xmode Plain設置爲當異常發生時只展示簡單的異常信息
%xmode Verbose設置爲當異常發生時展示詳細的異常信息
%debugbug調試,輸入quit退出調試
%env列出全部環境變量

注意這些命令是在Python kernel中適用的,其他 kernel 不一定適用

七、其他

(1)按tab鍵查看提示信息或者補全命令

(2)在一個庫、方法或變量前加上 ?,就可以獲得它的一個快速語法說明

(3)使用分號可以阻止該行函數的結果輸出


本文轉自:

https://blog.csdn.net/DataCastle/article/details/78890469


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