大家好，我是小五🧐

上周一共分享了10个有趣的Jupyter Notebook使用技巧👇

花几分钟掌握部分技巧，就可以提升自己的工作效率，节约时间岂不乐乎？

今天是第三篇，本文继续介绍有趣有用的魔法函数。

魔法命令

何为魔法命令？

官方给出的定义是：IPython有一组预先定义好的所谓的魔法函数（Magic Functions），你可以通过命令行的语法形式来访问它们。这些指令独立于Python语法，可以完成一些特殊的功能。

魔法命令共分为两类：

行魔法命令(line magic) : 前缀为"%"，且全部指令（包含主要参数）不可以换行。
单元格命令(cell magic): 前缀为"%%"，整个单元格都是魔法命令，单元格第一行必须是"%%"

在单元格Cell中输入%lsmagic即可查看所有的魔法命令，如果临时忘了某个函数名怎么拼写，可以用此查询。如果连%lsmagic也忘了的话，问搜索引擎吧（摊手）。。。

关于查询魔法命令，还有两个函数比较常用：

%quickref：输出所有魔法指令的简单版帮助文档
%Magics_Name?：输出某个魔法命令详细帮助文档

下面我将先罗列一下常见的魔法函数，并对其中五个进行详细演示讲解。

注：由于IPython的内置magic函数，那么在Pycharm中是不会支持的。

计算运行时间

有时候我们需要进行代码优化，就需要计算对比一下函数或过程运行时间，以此来衡量代码的效率。

在Jupyter Notebook中有几个魔法函数可以实现，功能效果各有差异。

这样我们就可以快速得到代码的运行时间，以此来对比代码的优化效果。

查看当前变量

在Jupyter Notebook一行一行编写代码时，会发现自己定义的变量越来越多，到后面就不好想起来都在哪些单元格定义了哪些变量了。

其实我们可以使用魔法命令——%who_ls查看已经定义了哪些变量？

包括导入的模块别名也在其中。

其中还可以指定变量类型查看，比如我们只想查看目前已经定义了哪些列表：

%who_ls list

保存单元格内容到文件

我们可以在Jupyter Notebook只保存部分内容为.py文件。这里需要使用魔法命令%%writefile，它的作用是将单元格中的内容保存到外部的文件中。

在下方的演示中，将代码

message = "Hello World"
print(message)

保存为test.py文件

打开当前工作目录，可以发现已生成test.py文件

这时候我们想验证一下文件内容是否一致，有一个魔法命令%pycat，能够以弹出框的形式显示外部文件的内容。这样我们就不必离开Jupyter Notebook去查看.py文件了。

设置环境变量

在机器学习/深度学习里，我们经常遇到使用环境变量的情况。

在Jupyter Notebook中，也是可以通过%魔术命令进行设置修改环境变量的。

例如%env或%set_env，用法也很简单%env MY_VAR=MY_VALUE或%env MY_VAR MY_VALUE。

另外，单独使用%env可以打印出当前的环境变量。

%env THIS_IS_ENV_EXAMPLE "TEST2021"

其中THIS_IS_ENV_EXAMPLE是环境变量，它的值是字串 TEST2021

代码分享

举个例子，我们正在Jupyter Notebook运行代码，遇到了一些问题想把代码分享出去。这时候要截图，还是另存为代码文件再发送文件呢？

其实还有另外一种选择——以链接的形式分享代码。

%pastebin

该魔法命令可以将代码上传到Pastebin并返回一个链接。其中Pastebin是一个线上内容托管服务，我们可以在上面存储纯文本，如源代码片段，所形成的链接也可以分享给他人。

我们还可以指定分享的cell（单元格），比如：

%pastebin 1-4

这样就生成了一个隐私的链接url供我们分享代码。

网页打开链接，即可得到下图的界面。需要注意，生成的链接有效期只有7天。

哔哔叨：这种分享方式还是需要联网的。有一些小伙伴在公司使用的是不能联网的机器，想请教别人分享代码一直是个难题。最近小五发现有人开发了通过二维码传递代码本文的方法，很有趣，有时间好好了解一下。

好了，今天介绍了Jupyter Notebook中的魔法命令，利用它可以轻松实现一些纯Python要很麻烦才能实现的功能。

限于篇幅，只介绍了5个有趣的魔法命令，%pdb代码调试等都没有细讲，大家想详细了解的话可以对照前文的帮助文档查看。下篇将会继续介绍一波非常实用的插件，敬请期待。

觉得有技巧帮助到你提升效率/乐趣的话，别忘了给本文点个赞哦👍

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注意这些命令是在Python kernel中适用的，其他 kernel 不一定适用

什么是魔法函数呢(magic function)？

%matplotlib inline是一个魔法函数（Magic Functions）。可见“%matplotlib inline”就是模仿命令行来访问magic函数的在IPython中独有的形式。magic函数分两种：一种是面向行的，另一种是面向单元型的。行magic函数是用前缀“%”标注的，很像我们在系统中使用命令行时的形式，例如在Mac中就是你的用户名后面跟着“$”。“%”后面就是magic函数的参数了，但是它的参数是没有被写在括号或者引号中来传值的。单元型magic函数是由两个“%%”做前缀的，它的参数不仅是当前“%%”行后面的内容，也包括了在当前行以下的行。

%%writefile 调用外部Python脚本 %run 调用外部Python脚本 %timeit 测试单行语句的执行时间 %%timeit 测试整个单元中代码的执行时间 % matplotlib inline 显示 matplotlib 包生成的图形 %%writefile 写入文件 %pdb 调试程序 %pwd 查看当前工作目录 %ls 查看目录文件列表 %reset 清除全部变量 %who 查看所有全局变量的名称，若给定类型参数，只返回该类型的变量列表 %whos 显示所有的全局变量名称、类型、值/信息

之前我们介绍了 Jupyter Notebook 这款实用高效的应用程序，在其提供的环境中，可以记录代码、运行代码，完成数据可视化并查看结果。

在我看来，经济学圈的学子们也应该学会利用Python来处理数据、统计建模，毕竟诸如 Excel、Stata 这类软件处理大数据的能力确实捉襟见肘。

当然了，神器之所以为神器，不仅仅是前文说的各种好处，它在具体使用过程中还有不少方便的小技巧，为你提高工作效率、节省时间作出贡献。下面就给大家介绍一些日常使用较为频繁的一些使用技巧。

Jupyter Notebook 是功能强大的Python交互IDE，深受数据分析师和算法工程师的热爱。Jupyter Notebook 在综合使用文字、代码、图片等多种元素展示设计者的想法方面有着美妙的用户体验。而其自带的一些常用Magic Command 可以让它变得更加得心应手。

magic函数主要包含两大类，一类是行魔法（Line magic）前缀为%，一类是单元魔法(Cell magic)前缀为%%；

最常用的魔法函数有以下几个：

快速计算运行时间

有时候我们需要计算一些函数或过程运行时间，以此来衡量代码的效率，在其他IDE可能需要写个函数或者使用第三方模块来完成，而在Notebook中，提供了便捷的魔法函数

%time：在行模式下，代码运行一次所花费的时间
%%time：在单元模式下，代码运行一次所花费的时间
%timeit：在行模式下，执行代码块若干次，取最佳结果
%%timeit：在单元模式下，执行代码块若干次，取最佳结果

这样我们只要敲几下键盘，就能快速得到代码块的运行时间

查看当前变量

当我们的代码越写越多，定义的变量越来越多，有时候就容易忘记曾经起过哪些名字，这时候回去翻代码是痛苦的，而在Notebook中，可以使用%who_ls查看当前定义了多少变量

当然也可以指定变量类型查看，比如查看有哪些变量是字符串

6、 Jupyter Magic-%env：设置环境变量

不必重启jupyter服务器进程，也可以管理notebook的环境变量。有的库（比如theano）使用环境变量来控制其行为，%env是最方便的途径。

In [55]:    # Running %env without any arguments



            # lists all environment variables



 



            # The line below sets the environment



            # variable OMP_NUM_THREADS



            %env OMP_NUM_THREADS=4

            env: OMP_NUM_THREADS=4

7、Jupyter Magic - %run: 运行python代码

%run 可以运行.py格式的python代码——这是众所周知的。不那么为人知晓的事实是它也可以运行其它的jupyter notebook文件，这一点很有用。注意：使用%run 与导入一个python模块是不同的。

In [56]:    # this will execute and show the output from



            # all code cells of the specified notebook



            %run ./two-histograms.ipynb

魔法命令

在Jupyter Notebook，有很多的魔法命令(magic command)，它们非常有用，能让你的工作变得简单高效

使用%lsmagic可以看到所有的魔法命令

针对一些不熟悉的魔法命令，可以选中它，按下shift+tab来查看帮助信息，非常nice

设置环境变量

机器学习/深度学习里，我们经常碰到使用环境变量的情况，在Jupyter Notebook也是可以设置修改环境变量的，借助于%env

%env THIS_IS_ENV_EXAMPLE "xugaoxiang.com"

这里，THIS_IS_ENV_EXAMPLE是环境变量，它的值是字串 xugaoxiang.com

要在jupyter笔记本中设置环境变量，只需使用%魔术命令，例如%env或%set_env，例如%env MY_VAR=MY_VALUE或%env MY_VAR MY_VALUE. (单独使用%env可以打印出当前的环境变量.)

保存单元格内容到文件和在单元格中显示文件内容

使用%%writefile可以将单元格中的内容保存到外部的文件中

使用%pycat，以弹出框的形式显示外部文件的内容

代码调试

使用%pdb，可以在notebook中进行调试

Automatic pdb calling has been turned ON
---------------------------------------------------------------------------
NotImplementedError                       Traceback (most recent call last)
<ipython-input-10-869a75f9e69b> in <module>
      4     raise NotImplementedError()
      5 
----> 6 pick_and_take()

<ipython-input-10-869a75f9e69b> in pick_and_take()
      2 def pick_and_take():
      3     picked = np.random.randint(0, 1000)
----> 4     raise NotImplementedError()
      5 
      6 pick_and_take()

NotImplementedError: 

> <ipython-input-10-869a75f9e69b>(4)pick_and_take()
      2 def pick_and_take():
      3     picked = np.random.randint(0, 1000)
----> 4     raise NotImplementedError()
      5 
      6 pick_and_take()

ipdb>

可以看到，在ipdb>提示符后可以输入相应的指令，具体的可以参考链接 docs.Python.org/3.8/library…

jupyter notebook 真的有魔法吗？

魔法命令

计算运行时间

查看当前变量

保存单元格内容到文件

设置环境变量

代码分享

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快速计算运行时间

查看当前变量

6、 Jupyter Magic-%env：设置环境变量

7、Jupyter Magic - %run: 运行python代码

魔法命令

设置环境变量

保存单元格内容到文件和在单元格中显示文件内容

代码调试