相較於Pycharm執行py文件來說，Jupyter Notebook可保存執行過程，添加圖表、註釋等富文本說明的功能，使其對機器學習的開發者格外友好。
本文包含機器學習環境安裝，Jupyter Notebook常見用法：常見使用、命令、快捷鍵等。進階用法：LaTeX數學公式、魔法命令等。
本文收錄於機器學習前置教程系列。
一、機器學習環境安裝
網上安裝機器學習環境的資料非常多，我沒有必要過分詳細介紹。此處推薦我個人的安裝方式Miniconda+清華鏡像，因爲使用國內鏡像所以非常快。
1. Miniconda
Miniconda 是Anaconda的最小安裝版。只包含conda和Python以及它們依賴的少量軟件包，包括pip, zlib等。
Miniconda下載地址：https://docs.conda.io/en/latest/miniconda.html
2. pip install
下載安裝常用軟件包，-i 參數指定清華鏡像下載。
注意：本例安裝tensorflow CPU版本，如需安裝tensorflow GPU版本，替換tensorflow-cpu爲tensorflow。
GPU版TensorFlow需安裝CUDA和cuDNN，詳情見TensorFlow中文官網-GPU支持: https://tensorflow.google.cn/install/gpu。
pip install --upgrade pip
pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple tensorflow-cpu tensorflow-datasets tf-agents matplotlib pandas scikit-learn scikit-image ipython jupyter keras gym lxml xlrd openpyxl sqlalchemy
3. Colaboratory[可選]
對於有外網條件的人來說，Colaboratory可以作爲上述配置的替代品。
Colaboratory是谷歌開發的在瀏覽器上運行Python的工具，其支持GPU和TPU。使用體驗與Jupyter Notebook一致，但更方便。以我個人使用爲例，它免費贈送12.72GB內存和107.77GB的硬盤。簡單來說，它比一般的個人電腦要快。Colab支持付費版，性能更高。
Colaboratory官方地址：https://colab.research.google.com/
二、Jupyter Notebook
打開Miniconda/Anaconda命令行，輸入啓動命令啓動Jupyter。
jupyter Notebook
如下圖，進入Jupyter啓動頁，然後點擊New --> Python3 新建Notebook。現在我們正式進入Jupyter Notebook的世界。
1. 常見用法
1.1 打印
鍵入命令，按Ctrl+Enter執行單元格。
print("2020, 戴好口罩！")
執行結果如圖所示
1.2 新建單元格，自動補全
按B（Below）鍵，在單元格下方新建單元格。
輸入下方代碼，按Shift+Enter執行單元格。試試在輸入np.lins時按Tab鍵，Jupyter將自動補全代碼。關於linspace方法，我們將在接下來講解Numpy的文章中說明。
import numpy as np
myarray = np.linspace(0,10,101)
Shift+Enter將執行選中單元格，並選擇下方單元格。如下方無單元格則新建單元格。
1.3 代碼提示
輸入myarray，按Alt+Enter執行選中單元格，並在下方插入新的單元格。我們將光標放在代碼後方，按Shift+Tab查看代碼提示。按兩次Shift+Tab可查看代碼詳情。
myarray
如圖顯示，myarray是ndarray類型的數組。
1.4 Markdown
選中myarray單元格，按 A （Above）在myarray上方插入單元格，再按 M 將單元格格式轉換爲Markdown格式。
## markdown
在此處點擊**Shift+Tab**可查看myarray數據類型。
執行得到如下顯示。
1.5 序號說明
單元格前面的序號表示單元格執行的次序。其中空[ ]爲從來沒執行過。[*]爲尚未執行到。
1.6 Jupyter兩種模式及全部快捷鍵
1.6.1 命令模式（按ESC進入）
Jupyter常用命令模式快捷鍵：
| 快捷鍵 | 操作 |
|---|---|
| A | 在上方插入單元格 |
| B | 在下面插入單元格 |
| D,D | 刪除選定的單元格 |
| Shift-Enter | 運行單元格，在下面選擇 |
| Ctrl-Enter | 運行選定的單元格 |
| Alt-Enter | 運行單元格並在下面插入 |
| Y | 將單元格更改爲代碼格式 |
| M | 將單元格更改爲Markdown格式 |
1.6.2 編輯模式（按Enter進入）
Jupyter常用編輯模式快捷鍵：
| 快捷鍵 | 操作 |
|---|---|
| Tab | 代碼補全或縮進 |
| Shift-Tab | 代碼提示 |
| Ctrl-D | 刪除整行 |
| Shift-Enter | 運行單元格，在下面選擇 |
| Ctrl-Enter | 運行選定的單元格 |
| Alt-Enter | 運行單元格並在下面插入 |
1.6.3 Jupyter Notebook快捷鍵大全
進入命令模式，按 H 查看所有Jupyter Notebook快捷鍵。
2. 進階用法
2.1 LaTeX數學公式支持
Jupyter Notebook 支持LaTex數學公式。新建Markdown代碼格式單元格。
輸入下方文本將顯示LaTeX公式，這對我們學習機器學習記數學公式非常有幫助。
### variance 方差公式
$$s^2 = \frac{\sum_{i=1}^{n}{(x_i -x)^2}}{n}$$
(其中`x`爲均值)
試試執行下面的代碼，看看會顯示什麼？
\begin{equation*}
\left( \sum_{k=1}^n a_k b_k \right)^2 \leq \left( \sum_{k=1}^n a_k^2 \right) \left( \sum_{k=1}^n b_k^2 \right)
\end{equation*}
更多LaTeX的用法，我會在接下來的文章中詳細介紹，還請您多多關注我。
2.2 魔法命令
輸入%lsmagic查看所有可用魔法命令。
%lsmagic
其中比較常見的如 %pwd, %timeit等。
3. 更多
Jupyter Notebook 官方文檔： https://jupyter-Notebook.readthedocs.io/en/stable/examples/Notebook/examples_index.html