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不可不知的Jupyter Notebook使用技巧

如果你用Python做开发,那么首选Pycharm;但是如果你想用Python做数据分析、数据挖掘,以及火热的机器学习和人工智能项目,Jupyter Notebook注定是首选,因为Jupyter Notebook一直都是做数据科学的最佳利器。

即使现在出来了Jupyter Lab,但也是基于Jupyter Notebook的基础上进行扩展的。本文将介绍Jupyter Notebook的多个使用技巧

安装和启动Jupyter Notebook

安装Jupyter Notebook

笔者自己的jupyter notebook是通过anaconda自动安装的,非常建议使用anaconda来安装包含Jupyter notebook在内的各种Python工具和包,能够很好地解决各种环境问题。

windows系统中安装Jupyter notebook可以参看这篇知乎中的文章:zhuanlan.zhihu.com/p/44357064,…

conda install jupyter notebook   # 安装

# pip安装并激活
pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple flask
pip install jupyter_contrib_nbextensions 
jupyter contrib nbextension install --user
复制代码

启动Jupyter notebook

在我们想启动的目录下直接输入如下命令(macOS系统):

$ jupyter notebook   # 输入jupyter notebook,立马启动
复制代码

如果是在Windows系统下面,我们现在D盘的/Download目录下启动:

1、现在搜索栏中输入CMD

2、进入该目录下的命令行中,再输入jupyter notebook,便可启动

安装和启动Jupyter notebook的教程可以在网上自行搜索,并不是难题,也不是本文的重点

主题使用

安装不同主题

在jupyter notebook中安装并使用不同的主题

# 安装
pip install jupyterthemes
pip install --upgrade jupyterthemes
复制代码

切换不同主题

# 查看所有颜色主题 --list
jt -l

# 选择主题 --theme
jt -t 主题名称

# 恢复默认主题 --recover
jt -r
复制代码

安装和使用插件

安装插件

为了更好的使用Jupyter notebook,我们必须先安装好插件。

# 安装Jupyter的配置器
pip install jupyter_nbextensions_configurator

# 启动配置器
jupyter nbextensions_configurator enable --user
复制代码

使用插件

在安装好插件之后,我们启动Jupyter Notebook中,便可以看到安装好的扩展程序:

使用技巧

使用Markdown

在Jupyter Notebook中是可以直接使用Markdown的:

1、在编辑框中操作:鼠标箭头放在编辑框左边

左边的变成蓝色,按下快捷键M(键盘上的),就变成了Markdown格式

2、通过工具栏进行设置:

每个cell中默认是代码的格式

我们改变cell的格式:选择标记

使用Latex公式

既然Jupyter notebook能够使用Markdown,那么我们可以是Jupyter Notebook中编辑LaTex公式,举一个例子:在Markdown格式下的cell中输入如下内容:

$$ P(A \mid B) = \frac{P(B \mid A) \, P(A)}{P(B)} $$
复制代码

便会生成相应的LaTeX公式:

快速生成单元格

下图中显示没有第3个单元格,我们将光标放在第二个单元格的左边

当编辑栏变成蓝色:按下键盘上的A键,在上面生成一个新的单元格,如果是按下B键,则在下面生成一个新的空白单元格:

生成侧边栏目录

前面已经提过,在Jupyter Notebook中是可以使用Markdown的,Markd本身又是有目录层级的,所以在Jupyter Notebook中也可以使用目录层级。

在上面的案例中,目录层级是从三级开始的:

### 导入库
### 使用案例
 #### 基础案例
 #### 改变位置和颜色
 #### 图例滚动
 #### 饼图
  ##### 环状饼图
  ##### 多饼图
  ##### 玫瑰图
  ##### 内嵌饼图
复制代码

如果我们的目录层级有更新操作,可以使用这个按钮更新:

如果想改变目录的位置,想移动到右边,可以直接拖动:

将光标放置到这个高度,呈现出十字架,直接向右拖:

改变之后的样子:同时还可以发现右上角有了一个隐藏按钮

当我们设置了目录之后,我们点击任何一个目录层级,便会直接跳到相应的位置。

生成文章目录

如果把整个ipynb文件看成是一篇文章,我们还可以生成整个文章的目录:点击图中按钮

Add notebookToCcell打钩即可,还可以自己拟定标题

生成文章目录的样子,同样的点击某个目录便会相应地发生跳转:

高亮显示

如果我们觉得目录中某层级的标题比较重要,自己想高亮显示,可以如下操作:

假设我们想高亮显示多饼图和内嵌饼图

添加高亮之后的效果图:

输出多个变量

在notebook中默认只会输出最后一个变量的结果,比如下面的例子中变量a就没有输出

通过设置InteractiveShell.astnodeinteractivity参数为all,就可以让所有的变量或者声明都能显示出来,添加两行代码便可实现输出多个变量的效果:

from IPython.core.interactiveshell import InteractiveShell 

InteractiveShell.ast_node_interactivity = 'all'
复制代码

代码序号

有时候在一个单元格中会写太多的代码,我们可以给代码前面设置标号,这样如果有报错能够快速地定位问题:

通过快捷键能够设置序号:

拼写检查Spellchecker

这是检查拼写错误的一个扩展,能够快速的发现我们拼写中的错误。

需要主要的是这个插件是在Markdown格式下作用的:

本意表达的是:This is wrong question

变量检查Variable Inspector

这是一个检查变量的插件,可以查看变量名、类型、大小、形状和值等。

其中变量的 shape (形状)这个参数在进行矩阵运算时,十分实用,并且这个窗口还可以调节大小,排序等功能,十分推荐

魔法命令

下面👇记录的是IPython的几个常用的魔法命令:



魔法命令作用
%pwd查看当前的工作目录
%cd更改当前的工作目录
%ls查看目录文件列表
%writefile写入文件
%run运行脚本;%run可以从.py文件中执行python代码,也可以指定ipynb文件
%whos查看当前变量
%reset清楚当前变量
%timeit测试单行代码运行时间

Jupyter Notebook两种模式

在Jupyter Notebook中有两种模式:

  • 命令模式:键盘输入运行程序命令,此时单元格是蓝色的
  • 编辑模式:允许你向单元格中输入代码或者文本内容,此时单元格是绿色的

命令模式

Esc将带你进入命令模式,你可以使用箭头键在笔记本上导航,命令行模式下的操作:

  1. 键盘上的A在当前单元格上方插入一个新单元格,B在下面插入一个新单元格。
  2. 键盘上的M将当前单元格更改为Markdown格式,Y将其更改回代码格式
  3. D+D:按键两次,删除当前的单元格
  4. Shift-Enter : 运行本单元,选中下个单元
  5. Ctrl-Enter : 运行本单元
  6. Alt-Enter : 运行本单元,在其下插入新单元
  7. Shift-K : 扩大选中上方单元
  8. Shift-J : 扩大选中下方单元

编辑模式

键盘上的Enter键会从命令模式转换回给定单元格的编辑模式。

  1. Shift + Tab:显示刚刚在代码单元中输入的对象的文档字符串(文档)
  2. Ctrl + Shift + - :将当前单元格从光标所在的位置分成两部分
  3. Esc + F:查找并替换代码,而不是输出
  4. Esc + O:切换单元格输出
  5. Shift + J或Shift + Down:选择向下的下一个cell
  6. Shift + K或Shift + Up:选择向上cell
  7. Shift + M:合并多个单元格
  8. Ctrl-M : 进入命令模式
  9. Shift-Enter : 运行本单元,选中下一单元
  10. Ctrl-Enter : 运行本单元
  11. Alt-Enter : 运行本单元,在下面插入一单元

总结

本文从Jupyter Notebook的安装开始,简单地介绍了它的安装与启动、不同主题的安装与切换,后续详细介绍了扩展的安装和使用,最后总结了Jupyter Notebook中的两种模式。希望通过本文能够帮助读者快速地掌握Notebook的使用,更快上手这个数据分析神器!

文章分类
人工智能