装扮你的 Jupyter Notebook

这次，教大家如何搭建一个好看的 jupyter 环境。

安装 Jupyter

先来展示一下我的环境

python: 3.5.*
macos: 10.12.4

安装 Jupyter 的过程只需安装 Anaconda即可。

测试一下初始设置：

jupyter notebook

配置 ipython

首先，如果每次你打开一个 nb（notebook）时，如果都需要载入一些模块，一个很好地方法就是配置 ipython 的配置文件，可以直接使用以下命令创建配置文件：

ipython profile create

此时你会在 ~/.ipython/profile_default/ 目录中获得下面两个文件：

ipython_config.py：打开任意 ipython kernel 时都会运行
ipython_notebook_config.py：打开 notebook 时会运行

配置方式是在所需要的配置文件中先键入：

c = get_config()

然后就可以通过修改 c 的属性来控制所有的配置。

显然，对大多数分析场景， numpy, scipy, pandas 是肯定要载入的，因此，写到配置中即可：

c.InteractiveShellApp.exec_lines = [
"import pandas as pd",
"import numpy as np",
"import scipy.stats as spstats",
"import scipy as sp",
]

配置 matplotlib

还有一个常用功能就是 matplotlib。 matplotlib 在 notebook 中需要使用

%matplotlib inline

才可默认在 notebook 中显示图像，一个简单地方法就是在配置文件中加入，

c.IPKernelApp.matplotlib = 'inline'

当然，默认也需要载入 matplotlib

c.InteractiveShellApp.exec_lines = [
"import pandas as pd",
"import numpy as np",
"import scipy.stats as spstats",
"import scipy as sp",
"import matplotlib.pyplot as plt"
]

当然，也可以更多。但这样可能会影响初始化 notebook 和 ipython shell 的速度，这个请大家自己权衡。

matplotlib 显示中文

此外，单独拎 matplotlib 出来的另一个原因是， matplotlib 还有一个中文显示的问题。

首先，解决编码问题。

python 2.7.* 的解决方案是，在配置中加入：

import seaborn as sns
import sys# print sys.getdefaultencoding()# ipython notebook 中默认是 ascii 编码
reload(sys)
sys.setdefaultencoding('utf8')

python 3.* 出于某些原因，不建议通过 sys 模块修改编码，原因参见这里。

解决方案是，在 shell 的配置中重新设置配置变量（bash的话设置文件 .bashrc，zsh则设置文件 .zshrc）。方法是末尾添加：

export PYTHONIOENCODING="utf8"

当然另一个方法是在启动 notebook 时使用

PYTHONIOENCODING="utf8" & jupyter notebook

第二个是修改 matplotlib 的默认字体。

首先我们来看可以使用的字体

import matplotlib.font_manager
fonts = matplotlib.font_manager.findSystemFonts()
l = []
for f in fonts:
try:
font =matplotlib.font_manager.FontProperties(fname=f)
#print(font.get_family())
l.append((f, font.get_name(), font.get_family(), font.get_weight()))
except:
pass
df = pd.DataFrame(l, columns=['path', 'name', 'family', 'weight'])
df

你应该看到下面这样的表格：

然后找到支持中文的字体名，然后设置 matplotlib 的默认字体：

import matplotlib as mpl
mpl.rc('font', family='Noto Sans CJK SC')

当然，你可以添加到刚才的配置中，或者采用这个博客的方法。

此外，如果你使用 seaborn 的话， seaborn 在设置配置时可能会覆盖掉 matplotlib，此时采用以下代码即可：

import seaborn as sns
sns.set_style('ticks',
{
'font.family': ['Noto Sans CJK SC'],
})

但是，该语句不建议写在配置中，因为经常需要修改，可能会覆盖之前的配置。

matplotlib 在 Retina 屏幕中显示模糊问题

直接使用下面语句即可，

%config InlineBackend.figure_format = 'retina'

当然也可在配置中直接加入

c.InlineBackend.figure_format = 'retina'

修改 notebook 样式

默认的 notebook 可以逼你心中大喊 WTF，这时候你需要一点 CSS 技能，修改 ~/.jupyter/custom/custom.css 的内容。

个人认为最需要修改的内容包括

notebook 的默认宽度：notebook 默认比较宽，markdown 文字会显得比较少，如果需要对外展示，文字部分会过少。
notebook 的代码字体

我的修改规则是：

pre.CodeMirror-line {
font-family: 'BlinkMacSystemFont', 'Lucida Grande', 'Segoe UI', Ubuntu, Cantarell, sans-serif
}
.output_subarea.output_text.output_result>pre {
font-family: 'BlinkMacSystemFont', 'Lucida Grande', 'Segoe UI', Ubuntu, Cantarell, sans-serif
}
.output_subarea.output_text.output_stream.output_stdout>pre {
font-family: 'BlinkMacSystemFont', 'Lucida Grande', 'Segoe UI', Ubuntu, Cantarell, sans-serif
}
#notebook-container {
max-width: 830px;
padding: 40px;
}

安装 Jupyter 常用插件

这里推荐两个 jupyter 插件:

插件管理器 `jupyter notebook extensions`

github 地址在这里。安装和介绍也可以参考。

然后你就可以在 jupyter 主页里找到下面的标签页管理插件了：

jupyter Dashboard

如果你的 jupyter 服务是搭建在主机上，并且平时和业务人员想用 notebook 地址的方式交付， jupyter dashboard 插件是一个不错的选择。

安装方法和 github 地址在这里。

原本效果如下：

点击如下红色设置，并点击黄色按钮后

就可得到如下的报告形式（删去了业务人员不想查看的代码），然后就可以粘贴连接交付报告了：

切换成 dashboard 模式可以拖拽相关方格来设置位置。

安装 R kernel

R kernel 安装方式有两个：

通过 conda 安装

conda create -n R-Env -c r r-essentials
source activate R-Env
conda install jupyter

然后在 R 中配置

install.packages(c('repr', 'IRdisplay', 'evaluate', 'crayon', 'pbdZMQ', 'devtools', 'uuid', 'digest'))
devtools::install_github('IRkernel/IRkernel')
IRkernel::installspec()

建议一定要新建环境，不然会和你之前安装的 R 冲突。

当然，我不建议这种安装方式，原因是：

不是很多人想在电脑里有两个 R 环境
在 jupyter notebook 中不配置默认镜像，是没法选择镜像的，这导致没法再 notebook 中直接安装 R 包，当然你也可以配置好默认 CRAN 镜像，但这样显然很麻烦，切换网络环境后也很难调整
可能你在旧环境中已经安装了大量包，这样子迁移成为问题
你必须在这个新环境中启动 jupyter

直接使用原本安装

直接在 R 环境中使用以下语句

install.packages(c('repr', 'IRdisplay', 'evaluate', 'crayon', 'pbdZMQ', 'devtools', 'uuid', 'digest'))
devtools::install_github('IRkernel/IRkernel')
IRkernel::installspec()
IRkernel::installspec(user = FALSE)

设置 Jupyter 服务配置

这里请做个区别：ipython 是负责和 python 交互的部分，jupyter 是作为服务的部分。因此所有服务配置都要在 ~/.jupyter 中进行，而和 python、模块相关的配置都要在 ~/.ipython 中。

这里主要配置的有 ip 和默认文件夹。

首先，生成配置文件：

jupyter notebook --generate-config

现在 ~/.jupyter/ 内就生成 jupyter_notebook_config.py 文件。

再次我们设置 ip，在其中添加，这样就可以外网访问。

NotebookApp.ip = '127.0.0.1'

最后，加上默认启动位置，这样，在任何工作目录下都能保证，notebook 的启动位置一致。

NotebookApp.notebook_dir = '/jupyter'

大功告成，现在开工！