jupyter notebook快速入门及使用详解

一、jupyter notebook是什么

官网的介绍是：Jupyter Notebook是一个Web应用程序，允许您创建和共享包含实时代码，方程，可视化和说明文本的文档。 用途包括：数据清理和转换，数值模拟，统计建模，机器学习等等。

简单的介绍就是：Jupyter Notebook是Ipython的升级版，而Ipython可以说是一个加强版的交互式 Shell，也就是说，它比在terminal里运行python会更方便，界面更友好，功能也更强大。怎么强大法，往下看就知道了。

此架构的一个优点是，内核无需运行 Python。由于 notebook 和内核分开，因此可以在两者之间发送任何语言的代码。例如，早期的两个非 Python 内核分别是 R 语言和 Julia 语言。使用 R 内核时，用 R 编写的代码将发送给执行该代码的 R 内核，这与在 Python 内核上运行 Python 代码完全一样。IPython notebook 已被改名，因为 notebook 变得与编程语言无关。新的名称 Jupyter 由 Julia、Python 和 R 组合而成。如果有兴趣，不妨看看可用内核的列表。

另一个优点是，你可以在任何地方运行 notebook 服务器，并且可通过互联网访问服务器。通常，你会在存储所有数据和 notebook 文件的自有计算机上运行服务器。但是，你也可以在远程计算机或云实例（如 Amazon 的 EC2）上设置服务器。之后，你就可以在世界上任何地方通过浏览器访问 notebook。

二、jupyter notebook的安装和配置

 1. 安装

安装非常简单，只需要在终端输入：

pip install jupyter

打开jupyter notebook 也只需要在终端输入：

jupyter notebook

运行上面的命令之后，你将看到类似下面这样的输出：

如上图，它打开了一个端口，并且会在你的浏览器中打开这个页面，主目录是图中的那个directory(可能第一次打开没有这个目录)。

2、配置 

jupyter notebook --generate-config

打开“C:\Users\Administrator\.jupyter”文件夹，可以看到里面有个配置文件。 

修改jupyter_notebook_config.py配置文件

打开这个配置文件，找到“c.NotebookApp.notebook_dir=……”，把路径改成自己的工作目录。

配置文件修改完成后， 以后在 jupyter notebook 中写的代码等都会保存在自己创建的目录中。 

 jupyter notebook的自定义启动（变了）

配置文件修改成后，就可以启动 jupyter notebook 了，命令行窗口中输入 jupyter notebook，

默认浏览器就会打开一个页面 

 jupyter notebook的启动

命令行窗口输入： jupyter notebook

三、使用

1、打开一个新文档

在主页面的右上角点new即可新建一个你想要的文件类型。

如上图，jupyter也可以打开一个terminal，还可以作为一个text文本编辑器，功能明显是比terminal强大了。

下面的Notebooks类型除了python 也是可以加入其他类型的文档的，具体方法百度一下就好。

2、python编辑器介绍

点击python2后会出现一下界面：

稍微介绍一下notebook 界面的组成部分1）notebook 的名称2）主工具栏提供了保存、导出、重载 notebook，以及重启内核等选项3）快捷键4）notebook 编辑区

最下面的哪个 In [ ]: 的框叫做单元格，你可以把你的代码分成一段段的单元格输入，然后可以逐个单元格地运行。注意，这个功能是非常友好的，有时候只修改了中间的一小段代码，又不想全部代码都要重新运行的时候这个功能就非常有用了。另外，单元格是可以改变顺序的。而且可以输出图片和绘图！非常强大吧！

这些只要稍微尝试一下就懂的，下面主要介绍一些常用的技巧

**注意，jupyter notebook 是支持 TAB 键自动补充单词的，再一次展示了其强大友好的一面！

(1).修改文档名称

方法一：点上图的Untitled

方法二：点File，再点rename

(2).导出文档

步骤：点File，再点Download as

发现里面支持好几种格式的导出，第一个ipynb是notebook的格式，是一种类json的格式保存，其他的建议你们都试一试，你会感到非常惊喜的。

(3).保存

Ctrl + S 快捷键的可以保存你的文档的，默认是保存为ipynb，保存在你的主目录下！

(4).单元格格式

注意到快捷键栏中有一个code的下拉框，点开发现有几个选项：

这里介绍一下

• Code格式就是正常的python代码格式
• Markdown的一个text文档编辑格式，就像在word里编写一样
• Heading就是给Markdown的句子设置标题等级，像word的标题一，标题二...
• Raw NBConvert 没用过不了解，可以自行百度或者看官网介绍
  

下面举例说明一下

选择一个空的单元格，code下拉框选择Heading，会出现一个不同类型的 cell：

改变单元格类型时弹出消息中有解释，后面那个单元格以 # 标记开头，意味着这是一个一级标题。如果需要子标题，可以使用以下标记表示：

# : 一级标题## : 二级标题### : 三级标题...

输入内容后再运行一下（快捷栏里有），会出现类似下面的情况：

我一共输入了三级标题，点其中一个，你会发现它的code下拉栏显示是markdown类型

你以后代码里print 的内容都是以markdown的格式显示的。

(5).快捷键

常用的快捷键是：

• Ctrl + Enter: 执行单元格代码
• Shift + Enter: 执行单元格代码并且移动到下一个单元格
• Alt + Enter: 执行单元格代码，新建并移动到下一个单元格
  

这几个快捷键都是非常常用的。

(6).历史输入和输出变量

与标准 Shell 类似，IPython 中也可以通过 _ 和 _ _ 访问上一次和上上一次的输出。

当你写的单元格多了，肯定会注意到，IPython 中每一次的输入输出都有序号。你可以通过一下方法访问这些输入和输出：

• _：访问上一次输出
• __：访问上上一次输出
• _X：访问历史 X 行输出
• _iX：访问历史 X 行输入
  

其中小写字母 “i”，代表 “in”。

四、外部功能

上面讲的是jupyter 的一些使用方法和技巧，其实它还有很多强大的外部功能的，下面给大家介绍一下。

(1).魔术命令

在 IPython 的会话环境中，所有文件都可以通过 %run 命令来当做脚本执行，并且文件中的变量也会随即导入当前命名空间。

即，对于一个模块文件，你对他使用 %run 命令的效果和 from module import * 相同

这种以 % 开头的命令在 IPython 中被称为魔术命令，用于加强 shell 的功能。

常用的魔术命令有： 

%quickref	显示 IPython 快速参考
%magic	显示所有魔术命令的详细文档
%debug	从最新的异常跟踪的底部进入交互式调试器
%pdb	在异常发生后自动进入调试器
%reset	删除 interactive 命名空间中的全部变量
%run script.py	执行 script.py
%prun statement	通过 cProfile 执行对 statement 的逐行性能分析
%time statement	测试 statement 的执行时间
%timeit statement	多次测试 statement 的执行时间并计算平均值
%who、%who_ls、%whos	显示 interactive 命名空间中定义的变量，信息级别/冗余度可变
%xdel variable	删除 variable，并尝试清除其在 IPython 中的对象上的一切引用
!cmd	在系统 shell 执行 cmd
output=!cmd args	执行cmd 并赋值
%bookmark	使用 IPython 的目录书签系统
%cd direcrory	切换工作目录
%pwd	返回当前工作目录（字符串形式）
%env	返回当前系统变量（以字典形式）

对魔术命令不熟悉的话可以通过 %magic 查看详细文档；对某一个命令不熟悉的话，可以通过 %cmd? 内省机制查看特定文档

(2).添加插件

a）侧边栏目录导航

当文章内容非常长的时候，前后找内容，很麻烦，不如加一个sidebar，方便导航方法：https://github.com/ipython-contrib/IPython-notebook-extensions/tree/master/nbextensions/usability/toc2

b）隐藏代码按钮

有时候，希望代码可以隐藏，这样子文档看起来，就会干净一些 

点击按钮，就可以隐藏所有的代码，具体做法：http://stackoverflow.com/questions/27934885/how-to-hide-code-from-cells-in-ipython-notebook-visualized-with-nbviewer当然，还有更多的extention可见https://github.com/ipython-contrib/IPython-notebook-extensions/

参考【https://www.douban.com/review/7890354/】

(3).运行python文件

利用jupyter的cell是可以运行python文件的。

方法一：

%run file.py

方法二：在unitx command前面加入一个感叹号“！” ，如：

!python myfile.py

(4).导入外部代码

比如有一个test.py文件，需要将其载入到jupyter的一个cell中

在需要导入该段代码的cell中输入

%load test.py #test.py是当前路径下的一个python文件

shift + enter运行后，%load test.py被自动加入了注释符号#，test.py中的所有代码都被load到了当前的cell中

或者从从网络load代码到jupyter

在cell中输入%load http://.....，然后运行该cell，就会将load后面所对应地址的代码load到当前的cell中； 

(5).自定义快捷键

参考官方文档：

http://nbviewer.jupyter.org/github/ipython/ipython/blob/3.x/examples/Notebook/Custom%20Keyboard%20Shortcuts.ipynb

参考

【1】官网安装：https://jupyter.readthedocs.io/en/latest/install.html

【2】jupyter使用小结

【3】Jupyter Notebook 快速入门（上）

【4】jupyter notebook 各种用法记录（陆续更新）

【5】https://blog.csdn.net/lee_j_r/article/details/52791228

【6】http://www.cnblogs.com/zlslch/p/6984403.html