安利10个Jupyter notebook使用技巧

Posted 2021-11-07 尤尔小屋的猫

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：https://zhuanlan.zhihu.com/p/44357064，讲解的非常详细，重要的一步是在安装好anaconda之后：

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

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

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

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

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

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:

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

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

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

将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'

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！