如何使用 Jupyter 笔记本——终极指南

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Jupyter 笔记本是一个开源的网络应用程序,允许您创建和共享包含实时代码、公式、可视化和叙事文本的文档。用途包括数据清理和转换、数值模拟、统计建模、数据可视化、机器学习等等。Jupyter 支持 40 多种不同的编程语言,Python 就是其中之一。Python 是安装 Jupyter 笔记本本身的要求(Python 3.3 或更高版本,或 Python 2.7)。

目录

装置

使用 Anaconda 发行版安装 Python 和 Jupyter,该发行版包括 Python、Jupyter 笔记本和其他用于科学计算和数据科学的常用软件包。你可以从这里下载 Anaconda 最新的 Python3 版本。 现在,安装下载的 Anaconda 版本。

使用 pip 安装 Jupyter 笔记本:

python3 -m pip install --upgrade pip
python3 -m pip install jupyter

启动 Jupyter 笔记本

要启动 jupyter 笔记本,请在终端中键入以下命令。

jupyter notebook

这将在您的终端中打印有关笔记本服务器的一些信息,包括 web 应用程序的 URL(默认情况下,http://localhost:8888),然后打开默认的 web 浏览器访问该 URL。

jupyter-notebook-python

打开笔记本后,您将看到笔记本仪表板,它将显示笔记本服务器启动目录中的笔记本、文件和子目录的列表。大多数情况下,您会希望在包含笔记本的最高级别目录中启动笔记本服务器。通常这是你的主目录。

jupyter-notebook-dashboard

创建笔记本

要创建新笔记本,请单击右上角的新建按钮。单击它打开一个下拉列表,然后如果您单击 Python3,它将打开一个新笔记本。

jupyter-notebook-new-file

网页应该如下所示:

jupyter-notebook-notebook

木星笔记本里的你好世界

在 Jupyter Notebook 中成功安装并创建笔记本后,让我们看看如何在其中编写代码。Jupyter 笔记本提供了一个用于在其中编写代码的单元。代码的类型取决于您创建的笔记本的类型。例如,如果您创建了一个 Python3 笔记本,那么您可以在单元格中编写 Python3 代码。

现在,让我们添加以下代码–

print("Hello World")

选择要执行的单元格后,点击运行按钮或按下 shift **⇧** + enter **⏎**来运行单元格。将上述代码写入 jupyter 笔记本后,输出结果为:

jupyter-notebook-hello-world

注意:当一个单元格执行了左边的标签,即ln[]变为ln[1]。如果该单元仍在执行中,标签仍为ln[*]

Jupyter 笔记本中的单元格

细胞可以被认为是朱庇特人的身体。在上面的截图中,带有绿色轮廓的框是一个单元格。有 3 种类型的细胞:

  • 代码
  • 标记
  • 原始 NBConverter

密码

这是键入代码的地方,当执行时,代码将在单元格下方显示输出。代码的类型取决于您创建的笔记本的类型。例如,如果创建了 Python3 的笔记本,那么可以添加 Python3 的代码。考虑下面的例子,其中创建了一个简单的斐波那契数列代码,该代码也从用户那里获取输入。

示例:

jypter-code-cell

上面代码中的 tex 条提示用户输入。上述代码的输出如下:

输出:

jupyter-code-cell

减价

Markdown 是一种流行的标记语言,是 HTML 的超集。Jupyter 笔记本也支持降价。可以使用单元格菜单将单元格类型更改为减价。

jupyter-notebook-cell-menu

添加标题:

标题可以通过在任意一行前面加上单个或多个'#'后跟空格来添加。

示例:

jupyter-notebook-headers-1

输出:

jupyter-notebook-headers-2-

添加 Lits:

在 Jupyter 笔记本中添加 Lits 真的很简单。使用'*' 符号可以添加列表。嵌套列表可以通过缩进来创建。

示例:

jupyter-notebook-lists-1

输出:

jupyter-notebook-lists-2

添加乳胶方程式:

乳胶表达式可以通过'{content}apos;包围乳胶代码来添加,为了在中间写表达式,通过'$'包围乳胶代码。

示例:

jupyter-notebook-latex-1

输出:

jupyter-notebook-latex-2

添加表格:

可以通过以下格式编写内容来添加表格。

jupyter-notebook-table-1

输出:

jupyter-notebook-table-2

注:可将文字分别括在'**''*'内,使文字加粗或斜体。

原始 NBConverter

提供原始单元直接写入输出。Jupyter 笔记本不评估此单元格。通过nbconvert后,原始单元格到达目标文件夹,无需任何修改。例如,一个人可以将完整的 Python 写入到原始单元格中,只有通过nbconvert转换后,才能由 Python 渲染。

核心

每个笔记本背后都有一个内核。每当执行一个单元格时,该单元格内的代码都会在内核中执行,并且输出会返回到要显示的单元格。内核作为一个整体继续存在于文档中,而不是单独的单元。

例如,如果在一个单元格中导入了一个模块,那么该模块将可用于整个文档。为了更好的理解,请看下面的例子。

示例:

jupyter-notebook-for-kernel

注:每个单元的执行顺序在单元的左侧。在上面的例子中,首先执行带有In[1]的单元格,然后执行带有In[2]的单元格。

内核选项:

Jupyter 笔记本为内核提供了多种选择。如果你想重置一些东西,这是很有用的。选项包括:

  • 重启:这将重启内核,即清除所有定义的变量,清除导入的模块等。
  • 重新启动并清除输出:这将执行与上面相同的操作,但也将清除单元格下方显示的所有输出。
  • 重启并全部运行:这也与上面相同,但也将以自上而下的顺序运行所有单元格。
  • 中断:该选项将中断内核执行。在程序继续执行或者内核被一些计算卡住的情况下,它会很有用。

命名笔记本

创建笔记本时,Jupyter Notebook 会将笔记本命名为默认的“无标题”。但是,笔记本可以重命名。要重命名笔记本,只需单击“无标题”一词。这将提示一个名为重命名笔记本的对话框。在文本栏中输入笔记本的有效名称,然后单击“确定”。

jupyter-notebook-rename

笔记本扩展

新的功能可以通过扩展添加到 Jupyter。扩展是 javascript 模块。您甚至可以编写自己的扩展来访问页面的 DOM 和 Jupyter Javascript API。Jupyter 支持四种类型的扩展。

  • 核心
  • ipython 内核
  • 笔记本
  • 笔记本服务器

安装扩展

大多数扩展都可以使用 Python 的 pip 工具来安装。如果无法使用 pip 安装扩展,请使用以下命令安装扩展。

jupyter nbextension install extension_name

上面只安装了扩展,但没有启用它。要启用它,请在终端中键入以下命令。

jupyter nbextension enable extension_name