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基础使用

今天我们介绍jupyter notebook的保姆级基本使用方法

安装和个性化配置

我们首先介绍如何在计算机上安装jupyter,这里以Windows为例,MacOS和Linux系统也差不多。

Anaconda发行版

第一种安装方法非常简单,如果你从未接触过python,那么直接选择选择Anaconda发行版可以省去很多麻烦事。

anaconda在英语中意为水蟒而python在英语中意为蟒蛇

他们的logo都是🐍

Step1

先从官网上下载Anaconda安装包。网站的服务器在国外,没有魔法可能下载很慢,如有需要后台回复jupyter我会把最新版的放在网盘供大家下载。

网址:

https://www.anaconda.com/products/individual

下载完之后直接双击运行。

Step2

然后进入到安装页面

直接Next

选择I Agree

选择Just me或者All Users都可以,点击Next

这里要注意安装路径的选择,因为Anaconda非常臃肿,你使用一段时间后可能会达到10GB的占用,所以需要提前预算好,我这里是虚拟机演示,没有这方面的顾虑故直接Next

这里两个选项需要特别注意

第一个是把anaconda3添加到PATH,如果你点上了会有红色警示,说如果点上了会使得anaconda在任意目录下被找到。一般来说为了方便,我会点上这个选项,这样就可以在任何路径下使用anaconda的命令行工具。

第二个则是把anaconda的python 3.9解释器注册为默认python解释器。一般新手的python环境比较干净,这个选项不用去管。

选好之后Install

稍作等待,出现以上画面,然后一连串的Next后,来到安装结束界面。

点击Finsh即可结束安装。

这时开始菜单中会自动添加Anaconda文件夹:

总的来说,安装过程就是不断地Next,需要注意的就是安装路径是否添加到PATH这两个地方。

启动jupyter

有三种方式启动jupyter

1 使用命令行启动

点击上图第三个快捷方式Anaconda Prompt,会弹出一个命令行窗口:

注意这里的(base)代表当前激活的环境,如果使用其他prompt工具比如CMD、Powershell不会自动激活base环境,则需要先激活环境或者直接把anaconda添加到PATH才可以执行相关命令

在命令行输入以下命令可以启动jupyter:

jupyter notebook
运行示例:

一般来说会自动弹出浏览器:

至此jupyter notebook就安装成功,并且启动成功了。

这个命令还可以添加一些参数,例如在指定端口(默认8888)启动:

jupyter notebook --port=8888
再如不打开浏览器:
jupyter notebook --no-browser
更多选项可以输入一下命令查看:
jupyter notebook --help
2 使用快捷方式启动

点击上图第四个快捷方式在默认配置下启动jupyter notebook。

3 使用Anaconda Navigator启动

不推荐此方法,因为Anaconda Navigator非常的卡,响应极慢!!

点击上图第一个快捷方式,等待加载,然后在图形化界面可以启动jupyter notebook

我需要Anaconda吗

不得不说,Anaconda实在是非常臃肿。作为一个数据科学软件包,他纳入了诸如jupyter, spyder, TensorFlow, Pytorch, Numba等等等诸多软件。而很多时候我们用不到这些软件,故下一节我们介绍精简安装

Anaconda内置的包

精简安装(推荐)

Step1

安装python,安装包同样可以从官网https://www.python.org/downloads/ 获取:

我们这里安装3.9.10的版本。点开安装包之后注意勾选上Add TO PATH否则只有在安装路径才能使用命令行工具,然后Install Now即可一键安装。

Step2

安装jupyter,我们首先打开任意的命令行窗口,Windows可以同时按下键盘上的WinR调出快捷启动,然后输入CMD即可

然后在命令行输入

pip install jupyter notebook
即可完成jupyter notebook的安装。

等待片刻,pip会自动进行安装:

见到如上字样即代表安装成功,可以在当前命令行直接输入

jupyter notebook
启动jupyter notebook

总的来说,使用pip安装jupyter nb实际上非常简单,也更加精简。我更推荐这个安装方法,毕竟你迟早得学会如何安装、管理python的各种库和包。

个性化配置

正式进入jupyter的使用界面,首先看到的是一系列的文件夹,对应着我们默认的工作目录C:\Users\Username,而很多人并不习惯把个人文件放在这个目录下(虽然微软的本意如此)

并且,我们每次运行jupyter notebook都会自动弹出一个浏览器窗口,有时这很烦人。

于是我们需要自定义一些配置,所幸jupyter notebook给足了自由发挥的空间。

生成配置文件

还是在命令行,输入以下命令:

jupyter notebook --generate-config
而后会生成一个.py配置文件,并且提示它的位置

我们找到这个文件,用python默认的IDE或者其他任何文本编辑器(例如记事本, VScode, Sublime Text, Notepad等) 打开即可开始自定义。

可自定义的选项非常多,我们简单介绍几个常用配置。

自定义工作目录

393行

#删去取消注释,然后把后面的字符串改为你想要的目录。

特别注意,windows下默认使用的是C:\Users这种以反斜杠作为目录分隔符的路径,但是在python字符串语法中,反斜杠代表转义符,所以需要在字符串前面加上r也就是r'C:\Users\'python才可以正确识别

自定义是否打开浏览器

401行

取消注释,把True改为False即可。

其他诸多配置,可以根据需求配置。修改完成后,保存文件重启jupyter即可应用配置。

插件安装

在正式写notebook之前,我们先把插件安装了,这也是命令行工作,省的后面还要来回切换。

先执行

pip install jupyter_contrib_nbextensions
再执行
jupyter contrib nbextension install --user
这样再打开jupyter notebook我们就能看到插件目录了:

在这里你可以选用一些插件。这些插件具体有什么作用下面会有相应的解释,我们后续也会再出一篇推文单独介绍。我选择启用的插件如下:

notebook的书写

终于可以写一点代码了

新建笔记本

在任意目录点击New可以选择新建文件

点击Python3(ipykernel)可以新建笔记本,创建完成后自动打开

这就是我们笔记本的编辑页面,下图有笔记本的基本介绍

快捷键

如此多的按钮,其实很少用到,因为jupyter notebook有一套非常好用的快捷键。首先我们定义单元格的mode. 一个单元格有两种mode:command modeedit mode,对应左边会显示不同的颜色。

蓝色代表command mode

绿色代表edit mode

在快捷键在这两种场景下也是区分的,我常用的如下:

command mode

  • 数字1-6,把单元格转换为1-6级标题(实际上是markdown单元格
  • Y,把单元格转换为代码单元格
  • M,把单元格转换为markdown单元格
  • R,把单元格转换为raw单元格
  • A,在当前单元格上方添加一个单元格
  • B,在当前单元格下方添加一个单元格
  • Double D,连续按下两次D,删除选中的单元格
  • X,剪切选中的单元格(通常我用剪切代替删除
  • C,复制选中的单元格
  • V,粘贴已经剪切或复制的单元格
  • K,选中上一个单元格
  • J,选中下一个单元格
  • L,显示当前单元格的行号
  • Keep Shift,按住Shift点击两个不同的单元格,可以一次性选中多个单元格,配合X,C,V使用
  • Enter,进入edit mode

edit mode

  • Ctrl+Enter,运行当前单元格
  • Shift+Enter,运行当前单元格并且创建下一个单元格(默认进入edit mode

还有好多其他的快捷键,这里就不放了,可以通过下面的方式查看:

点击Help菜单中的Keyboard shortcut

查看快捷键列表

在这里还可以自定义快捷键。

代码单元格

运行

终于可以写点东西了,在jupyter notebook中单元格默认的格式就是代码单元格。你可以在这里写代码,然后运行:

下面运行时间由插件Execute Time计算

你也可以写一些复杂的代码,这时最好开启行号

单元格左侧In:[23]代表这是第十二个运行的代码,而Out:[12]代表这是第十二次运行的结果。

输出

每次运行jupyter都会自动输出最后一行的运行结果。注意这里的输出并不局限于print,jupyter精心优化了图片、表格等等内容的输出:

name space

注意,这里使用了前面单元格定义的fib()函数,也就是说整个笔记本是在同一个命名空间的,使用同样的内存。

这需要特别谨慎,因为当笔记本很长时,不要忘记你之前命名过的变量,不然会被覆盖。

magic command

比较特别的是,我们不仅可以在代码单元格运行python代码,还可以运行一些其他命令,jupyter称之为magic command,需要用%或者%%(两者有所不同)声明,例如计算程序的平均耗时

一百万次运算的平均耗时

更多其他的magic command我们后续的推文再介绍。

command

并且我们还可以运行命令行的命令,例如ping,需要用!声明

校园网是真的拉

markdown单元格

markdown单元格就简单得多,如果你还不会md的语法也不要害怕,它真的非常简单,学会他只需要2分钟,但是学好了之后能极大的提升效率。~~我现在这段话也是我用markdown书写的~~:

开始套娃

markdown于我最大的意义就是可以较为简单地写一些LaTeX数学公式,以及在notebook中嵌入一些媒体内容:

上面的内容完全对应于下面的文本

<figure markdown>
![](./assets/PCtm_d9c8750bed0b3c7d089fa7d55720d6cf.png)
</figure>
$$\int_{-\infty}^{\infty}e^{-x^2}dx=\sqrt{\pi}$$
[python](https://www.python.org/)
关于markdown的内容,后续也会单独出一个推文来介绍(疯狂挖坑~)

其他单元格

jupyter自带的就一个Raw NBconvert单元格

功能非常简单,就是消除一切格式、高亮,用plain text的样式呈现。

如果安装了一些特殊的插件,可能会有一些其他特殊的单元格,例如Rise这个插件

可以实现PPT效果真的太酷了

notebook的导出

~~jupyter notebook那么好用,我觉得每个人电脑上都应该装一个。~~很多时候我们会遇到这样一个问题,你呕心沥血写好了一份notebook发过去,但是对方不会用,也懒得折腾。如果是好哥们还好,可以教育一下,如果是Leader或者老师就不太妙,只能自己想办法导出为漂亮的格式。

常见的有三种方案

网页打印

这个简单粗暴,因为jupyter notebook是实时渲染在网页上的,我们可以直接使用浏览器的打印功能生成pdf

download as (nbconvert)

jupyter内置了一些可以导出的格式

但是只有少数的格式(例如markdown)可以在不配置任何外部软件的情况下导出成功,大多数文件格式都会导出失败

具体如何配置我们以后再说。

pandoc

我们使用pandoc就可以实现格式转换。

Pandoc是使用Haskell语言编写的一款跨平台、自由开源及命令行界面的标记语言转换工具,可实现不同标记语言间的格式转换,堪称该领域中的“瑞士军刀”。 摘自维基百科。

具体怎么用,这里实在写不下了,下次再说。

总结

洋洋洒洒写了快4千字了,早就超过了一般人会看完的长度。倒也不期待有人能看到这里,毕竟写这个也是用爱发电,周末无聊罢了。

jupyter notebook与我而言是陪伴我接触编程到爱上编程的朋友,我的电脑里至今还保存着我第一次学python时的notebook(python是我的first language)我遇到过各种问题,也解决了各种问题。在这样的过程中不断成长着,现在我已经能熟练地面向浏览器编程了,jupyter确实帮了我很多。

时间不早了,吃饭去了。

此致,祝好!


Last update: 2024-03-07 22:47:33
Created: 2022-07-24 22:16:33

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