Jupyter Notebook教程

概述

Jupyter Notebook 介绍Jupyter Notebook是嵌入在网页中的交互式编码环境。其本质是一个Web应用程序，非常适合共享程序代码，并支持很多编程语言。在数据科学领域深受从业者的喜爱，对于从事机器学习、深度学习的人来 …

Jupyter Notebook 介绍

Jupyter Notebook是嵌入在网页中的交互式编码环境。其本质是一个Web应用程序，非常适合共享程序代码，并支持很多编程语言。在数据科学领域深受从业者的喜爱，对于从事机器学习、深度学习的人来说掌握Jupyter Notebook这一工具是很有必要的。
Jupyter Notebook不仅支持python语言，也支持 R, Julia和Scala等40多种编程语言。而且其在众多的编辑器中，交互性、可分享性、可视性是最好的，同时拥有很多插件可以用于强化其功能。你会发现在GitHub上很多关于Kaggle或者其他竞赛的解决方案代码都是.ipynb格式，而这是Jupyter Notebook的文件扩展名。

Jupyter Notebook 的安装

通过Anaconda安装

强烈建议使用Anaconda环境来安装Jupyter Notebook。Anaconda 集成安装包已经包含了Python、Jupyter Notebook以及其他常用的科学计算和数据科学包。

• 首先，下载Anaconda，建议下载Anaconda最新的Python 3版本。
• 然后，按照下载页面上的说明，安装您下载的Anaconda版本。
• 请在终端（Mac / Linux）或命令提示符【Anaconda Prompt】（Windows）上运行以下命令：

jupyter notebook
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通过pip安装Jupyter

作为已有经验的Python用户，您可能希望使用Python的包管理器pip而不是Anaconda来安装Jupyter。
如果安装了Python以及pip:

python -m pip install --upgrade pip
python -m pip install jupyter
1
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运行 Jupyter Notebook

1. 在命令行下运行，输入以下代码：

jupyter notebook
1

2. 你会看到你的浏览器打开了notebook
   Jupyter notebook会在默认浏览器打开，默认情况下会打开http://localhost:8888/tree，你的终端或者命令提示符会输出类似下面一些代码：
   
   在某些情况下，它可能无法自动打开。这种情况下，你的终端或者命令提示符中将会生成一个带有令牌密钥（ token key ）的网址。要打开 Notebook，你需要将上面的整个 URL（包括令牌密钥）复制粘贴到浏览器中。
   注意：Jupyter的主窗口显示的路径一般是你启动Jupyter时位于的路径下，你通常要在终端或者命令行下切换目录到自己的工作目录后再执行jupyter notebook命令。
   

Jupyter Notebook 命令行选项

指定端口

默认情况下，笔记本服务器在端口8888上启动。如果端口8888不可用或正在被其他应用使用，则笔记本服务器将搜索下一个可用端口。您也可以手动指定端口。在此示例中，我们将服务器的端口设置为9999：

jupyter notebook --port 9999
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不打开浏览器开启 Notebook 服务

无需打开Web浏览器即可启动笔记本服务器：

jupyter notebook --no-browser
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获取 Notebook 帮助

使用–help为其他命令行参数提供帮助消息：

jupyter notebook --help
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使用Jupyter Notebook

在主界面右上角点击【Python3】创建一个基于Python3解释环境的notebook。

单元格类型

Jupyter Notebook是一种很好的可视化编程方式。我们将使用Notebook编写Python代码，并学习机器学习和深度学习的基础知识。首先，你需要知道Notebook是由单元格组成的。每个单元格可以是代码单元格，也可以是文本单元格。
在下拉菜单中（如上所示），你有四个选项：

• Code - 这是你编写代码的地方。
• Markdown - 这是你输入文本的地方。你可以在运行代码后添加结论，添加注释等。
• Raw NBConvert - 这是一个命令行工具，可将你的笔记本转换为另一种格式（如 HTML）。
• Heading - 你可以将标题添加到单独的小节并使你的 Notebook 看起来干净整洁。这个选项现在已经集成到 Markdown 选项中。添加一个"##"，以确保在你之后输入的内容将被视为标题。

单元格的两种状态

• 命令模式。
• 编辑模型
  两种状态的切换就是使用键盘的Esc和Enter键。绿色边框即为编辑状态，蓝色边框即为命令状态。
  
  
  明白这两种状态后，可以非常方便使用 Jupyter 的键盘快捷键提高书写效率。

新建单元格

新建单元格非常简单，点击View下方的加号就可以新建一个单元格或者通过Insert插入。
在命令模式下点击B键在当前单元格下方插入一个新的单元格；A键在当前单元格上面插入一个新的单元格。

运行单元格

当你在输入状态下时，同时按下Ctrl+ENTER即可运行该单元格，或者点击菜单栏Cell下的Run。
Shift+Enter或者Alt+Enter组合键，运行当前单元格，并在其下方新插入一个单元格。

编辑单元格

一般情况下，你只需要鼠标移到单元格上，然后回车即可。

删除单元格

在命令模式下，然后
确定在英文输入法下双击键盘D键。
在命令模式下按 H 或转到 Help 菜单栏下的 Keyboard shortcuts，可以查看整个键盘快捷键列表。

使用Jupyter Notebook 插件

提高 Jupyter 使用效率的途径是安装一些插件。其中最流行的就是 Nbextensions。你可以在命令行环境使用pip来安装它，也可以访问获取更多信息。

1. 使用pip来安装

pip install jupyter_contrib_nbextensions
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2. 安装JavaScript和CSS文件

jupyter contrib nbextension install --user
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安装完成后，刷新 Notebook文件列表页，会在顶部看到 Nbextensions 选项卡。点开会有各种插件勾选启用的界面，您可以根据自己的爱好勾选插件。

个人认为最重要4个插件是：

1. Table of Contents (2)：这个扩展可以收集你的 Notebook 中的所有标题，并显示在左边导航中，非常便捷。
2. Coderfolding：这个扩展可以对单元格的代码进行折叠，非常适合折叠某些过长的函数。
3. ExecuteTime：显示单元格的运行时间。
4. Code Prettify：一键格式化单元格的代码。

分享和导出你的 Notebook

本教程开始前就提到Jupyter Notebook最吸引人的功能之一就是便于分享。Notebook可以很方便转成其他格式分享到你的博客中。

点击File菜单，在Download as下有可以导出的各种格式。如果你想直接分享你的Notebook就选择.ipynb格式；也可以选择.py或者.html的网页格式，总之非常方便。

多虚拟环境切换

让Jupyter Notebook支持多虚拟环境切换，需要安装一个插件，在退出Jupyter Notebook情况下，在终端执行安装命令：

conda install nb_conda
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再重新开启Jupyter Notebook后可以选择具体的虚拟环境新建文件:

也可以在【Kernel】菜单中切换当前文件的环境