Jupyter-进阶教程

Jupyter进阶教程

简介

• Jupyter Notebook是一款交互式的笔记本或者代码编辑器，支持几十种编程语言，不过主要还是为以Python和R为首的数据科学使用，其前身是Ipython，关于Jupyter的基本安装和使用不多提及。
• 本教程主要提及一些Jupyter的进阶技巧，基本的使用及快捷键等在入门教程中已经提及了。
• 主要介绍常用的shell命令及Jupyter封装的魔法方法，探索外部插件的使用。

Shell命令

• 在Jupyter笔记本中，任何操作系统支持的shell命令都可以通过!跟命令行输入的命令执行。
  • 如
• 同时，shell命令可以通过$+变量名来获得出现过的Python变量的值。
  • 

魔法命令（Magics）

• 说明
  • 魔法命令是基于Jupyter内核所设计的一些很方便的命令，类似Linux命令，它都是由%+命令名或者%%+命令名组成，其本质上都是使用Python实现的。其中，最常见的是!cd操作在Jupyter中是无效的，使用%cd则可以切换Jupyter的工作目录。使用%lsmagic可以列出所有魔法命令，如图。访问官网可以查看所有魔法命令说明。
• 分类
  • 行魔法命令（line magics）
    • 作用于单行范围，%开头。
  • 单元魔法命令（cell magics）
    • 作用于多行甚至整个cell，%%开头。
• 常用魔法命令
  • autosave xx
    • 设置自动保存间隔的秒数。
    • 
  • matplotlib inline
    • 设置matplotlib的图表在notebook的一个单元内显示，通常导入matplotlib前就需要设置。
    • 
  • %time
    • 输出单元格代码执行时间，%timeit类似，不过会多次运行求平均时间，多次运行的此时可以通过-n选项指定。
    • 
  • %%language
    • 将整个单元格作为指定的编程语言执行，如HTML，Markdown，JS。
    • 

外部插件

• 说明
  • 作为一个开源工具，很多开发者为Jupyter开发了很多有效的插件如数据库连接、代码拼写检查、代码折叠（很好用）等。
• 安装
  • 方法
    • 在指定环境下使用pip安装插件，启用插件，重启jupyter notebook。
  • 代码折叠

    •   pip install jupyter_contrib_nbextensions
        jupyter contrib nbextension install --user
        jupyter nbextension enable spellchecker/main
        jupyter nbextension enable codefolding/main
      

    • 安装后可以进行折叠等功能。
  • 幻灯片展示

    •   pip install RISE
        jupyter-nbextension install rise --py --sys-prefix
        jupyter-nbextension enable rise --py --sys-prefix 
      

    • 安装后可以进行幻灯片展示代码等。

宏命令（Macros）

• 说明
  • 往往有一些重复的代码，每次创建notebook都要重新输入，如包的导入，其实可以保存为宏命令，在任何notebook中使用。
• 创建macro
  • %macro -q __hello 4
    • 创建一个名为__hello的宏，使用-q选项指定宏名称，后面紧跟需要作为宏的已执行单元格编号。
  • %store __hello
    • 保存该宏命令。
• 使用macro
  • %store -r __hello_world
    • 载入保存过的宏命令，使用-r紧跟宏命令名称。
  • macro_name
    • 单元格内执行宏命令。
• 

外部代码

• %load file.py
  • 导入并执行Python脚本文件，执行后会将脚本文件的内容copy到单元格内执行，并自动注释load命令。
  • 如创建一个py文件只有a = 100这一行代码，执行如图。
• %run file.py
  • 执行py文件，相当于在cell中copy并执行，但是不现实copy到的内容。（不同于!python file.py，run命令会获得py文件的所有变量值）
  • 可以添加很多选项进行运行，详情查看官网。
  • 

补充说明

• 参考网络上一些教程，做了一些改动和删减。这里提一下，如果既想要jupyter notebook的轻便和IDE的丰富功能，那么jupyter lab将是很好的选择，它是jupyter notebook的下一代产品，集成了更多功能（notebook有的它都有且安装插件提供了可视化搜索框），为数据科学提供了方便的接口，其界面是这样的。
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