Jupyter Notebook 入门
基础
用 Python 编写应用程序有时需要快速进行代码实验。无论是数据科学问题、机器学习问题还是任何其他 Python 项目,在很多情况下,我们都会重新考虑我们的逻辑是否可行。那一刻,你会感觉到脑子里有一丝争论,“我应该创建一个新的 Python 文件来测试它,还是应该将它放在我当前的代码中并进行测试?”编写高效的代码需要花费很多时间,因此,在将一段代码合并到你的应用程序之前,测试它非常重要。
Jupyter Notebook (IPython Notebooks) 是一个很棒的平台,可用于快速进行代码实验,还可以记录并与他人分享您对代码片段的分析。Jupyter Notebook 是一个基于 Web 的交互式编程计算环境。作为一个开源项目(目前由 Google 管理),Jupyter 与语言无关,支持数十种语言的执行环境,其中包括 R、Ruby、Python 和 Haskel。在本指南中,我们将了解 Jupyter Notebook,了解如何在我们的系统上运行它,展示 Jupyter Notebook 强大功能的示例,最后介绍一些有效使用 Jupyter Notebook 的技巧。
就像我们过去与他人共享的本机硬笔记本一样,Jupyter 笔记本可以通过 Web 共享。它是一个遵循版本化架构的文档,包含输入/输出单元的有序列表,这些单元可以包含代码、文本、标题、数学、图表和富媒体。Jupyter 笔记本以“.ipynb”作为文件扩展名。你能想到 Jupyter 笔记本用于通过 Web 传输“ipynb”文档的格式吗?如果你脑海中浮现的是“JSON”这个词,那么你是对的。JSON 是一种广为人知的数据交换格式,用于在 Web 上将数据从一端传输到另一端。
Jupyter Notebooks 具有连接到多个内核的能力,允许使用多种语言进行编程。默认情况下,Jupyter Notebook 附带 IPython 内核。它在 Web 浏览器上运行,因此,我们可以说它一定是服务器-客户端应用程序。该应用程序可以在没有互联网访问的 PC/笔记本电脑上运行,也可以安装在远程服务器上,您可以通过互联网访问它。
每个应用程序都有两个主要组件:用户界面和引擎,后者在后台运行并执行所有操作和处理。在 Jupyter 中,这些是内核和仪表板。
是的,我指的是“内核”,正如我之前提到的,Jupyter 支持多种编程语言,每种编程语言都会有一个不同的内核。现在的问题是内核是什么?内核是一个运行并检查用户代码的程序。
应用程序的仪表板不仅可以显示您制作的笔记本,并且可以重新打开,还可以用于管理内核。您将知道哪些正在运行,并且可以在必要时关闭它们。
Jupyter Notebook 的受欢迎程度正在急剧上升,现在已成为数据科学家、程序员和云计算最喜欢的用户界面之一。主要的云提供商已采用 Jupyter Notebook 或衍生工具作为云用户的前端界面。谷歌、微软 Azure、亚马逊、IBM 等。
设置
Jupyter Notebook 基于 Python 语言运行,因此您需要在系统上安装 Python。如果您使用的是 Linux/Mac,则已安装 Python;如果您是 Windows 用户,则可以从此处安装。
现在您的系统中已经有了 python,让我们安装 Jupyter Notebook。安装 Jupyter Notebook 最明显的方法是使用pip。
pip3 install jupyter
对于 python2,请使用 pip
pip install jupyter
或者,您可以使用Anaconda安装 Jupyter Notebook ,Anaconda 是最流行的 Python 发行版软件。Anaconda 附带了大量您可能需要的科学 Python 软件包,如果您需要安装更多软件包,则可以使用 Anaconda 自己的安装程序工具conda进行安装。
注意 -如果您不想安装 Notebook 而只想在线使用它,请单击此处启动在线版本并选择“在您的浏览器中尝试”;然后您就设置好了。
入门
启动 Notebook(无论操作系统如何)首先启动终端/命令提示符并输入:
jupyter notebook <PATH>
可选参数是 Jupyter 笔记本的主目录。可以留空。您将看到一个网页,您可以在其中编写代码并执行代码。
执行代码
您有三个选项可以执行代码。
- Shift-Enter - 运行单元格,选择以下内容
- Ctrl-Enter - 运行选定的单元格
- Alt-Enter - 运行单元格并插入下方
单元格中的代码
x = "Hello world !"
print(x)
一旦执行该单元格,您就会获得输出。
输出窗口
您一定注意到了,输出就打印在代码单元的正下方;Jupyter 笔记本的一大优点是它没有单独的控制台,而是与代码共存。
示例 1
import time, sys
for i in range(5):
print(i)
time.sleep(1)
执行代码以查看输出。
输出- 您会注意到输出是异步显示的,这意味着您将一次看到一个输出,而不是在最后看到全部输出,因为我让它休眠一秒钟。
示例 2
for i in range(1000):
print(5\*\*i)
尝试执行上述代码并观察输出。您可能想知道,“如果宽度或高度太长,Jupyter Notebook 将如何呈现输出?”让我提醒您,它是在 Web 上运行的,这意味着它会自动调整输出区域的大小,您只需滚动即可查看输出。
Markdown 基础知识
正如我们之前所讨论的,你可以在 Jupyter Notebook 中使用各种样式做笔记,例如粗体和斜体文本、表格、列表、标题、媒体、公式等。要在 Jupyter 中使用文本,我们将单元格用作 Markdown 单元格。为了更方便,请使用快捷键“esc”,然后使用“m”键。
标题
记住
标签来自 HTML?好吧,我们在 Jupyter 中也有这个标签。尝试将以下代码作为 Markdown 单元格。# 标题 1 ## 标题 2 ### 标题 3 #### 标题 4 输出
方程式
您可以在笔记本中包含数学表达式。
更简单的方法:制作以下 markdown
$$c = \sqrt{a^2 + b^2}$$
输出
很酷吧?
让我们尝试一个复杂的方法:不使用 markdown 运行
from IPython.display import display, Math, Latex
display(Math(r'F(k) = \int\_{-\infty}^{\infty} f(x) e^{2\pi i k} dx'))
输出
媒体
每个人都喜欢在演示文稿或笔记中添加图片和视频,我也不例外。Jupyter Notebook 尊重这一点,并提供了将媒体嵌入 Python 代码的功能。使用 markdown 单元格。
<img src="dangerous-python.jpeg" />
您也可以放入视频。尝试以下代码:
<video controls src="foo.m4v">
文本格式您可以使用各种文本格式,例如粗体、斜体、下划线、删除线文本。我列出了一些日常任务中最常用的示例。尝试使用 markdown 单元格编写以下代码。
<B>Bold text</B>
<i>Italic text</i>
<u>Underline</u>
<s>Strike out</s>
<pre>
I want this text to be displayed
the way I am writing it.
</pre>
列表当我为需要展示代码和输出的任何会议准备演示文稿时,我经常也会使用列表。每个人都喜欢项目要点,它们简短、清晰且易于记忆。尝试使用 markdown 单元格编写以下代码。
**Unordered list**
* An asterisk(*) starts an unordered list
* This is another item in the list
+ or you can also use the (+) character
- or the (-) character to continue the list
**Ordered list**
1. This starts a list with numbers.
+ This will show as number "2"
* this will show as number "3."
9. Any number, +, -, or * will keep the list going.
* Use Tab (4 spaces) to make a sub-list
1. keep indenting for more sub lists
* Back to the second level
提示和技巧
我确信你觉得 Jupyter Notebook 很精彩,并将在所有 Python 项目中使用它。如果你打算继续使用 Jupyter Notebook,你可能想读读这部分,因为现在我将告诉你一些使用 Jupyter Notebook 让生活变得轻松的技巧。
键盘快捷键
无论您使用哪种操作系统,每个人都喜欢用键盘来操作系统。这样可以节省时间,而且您不必每次导航时都把另一只手放在鼠标上。Jupyter Notebook 尊重这一点,因此它让您能够以自己的方式自定义键盘快捷键。这意味着您不必阅读此应用程序的手册来了解快捷键。
我可以听到“哇!”这个词
导航到“帮助”菜单并选择“编辑键盘快捷键”并根据您喜欢的方式进行自定义。
导出笔记本
当您使用 Notebook 时,有时您需要与其他人共享您的工作,在这种情况下,您可以导出笔记本并将其发送给他们。Jupyter Notebook 可帮助您以不同的格式导出笔记本,您可以选择所需的格式。
- 笔记本(.ipynb)
- 脚本(.txt)
- Markdown(.md)
- HTML(.html)
- 乳胶(.tex)
- pdf 通过 Latex(.pdf)
就是这样。我希望你喜欢这个简短的指南,我们了解了 Jupyter Notebook、Python 内核、在不同操作系统中安装 Jupyter 以及使用 Jupyter Notebook。我们看到了 Notebook 如何使用单元格来实现不同的目的,例如执行代码、markdown(文本、标题、公式等),并且不要忘记异步输出部分以及代码。我相信,在阅读本指南后,您将有动力使用 Jupyter Notebook 为您的项目执行 Python 脚本。请查看其他 Pluralsight 指南,以深入了解 Python 和数据科学,并了解 Jupyter Notebook 如何对您最有用。
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