Python神器 Jupyter Notebook
什么是 Jupyter Notebook？
简介
Jupyter Notebook 是基于网页的用于交互计算的应用程序。其可被应用于全过程计算：开发、文档编写、运行代码和展示结果。
简而言之，Jupyter Notebook 是以网页的形式打开，可以在网页页面中直接编写代码和运行代码，代码的运行结果也会直接在代码块下显示。如在编程过程中需要编写说明文档，可在同一个页面中直接编写，便于作及时的说明和解释。
组成部分
1，网页应用
网页应用即基于网页形式的、结合了编写说明文档、数学公式、交互计算和其他富媒体形式的工具。简言之，网页应用是可以实现各种功能的工具。
2，文档
即 Jupyter Notebook 中所有交互计算、编写说明文档、数学公式、图片以及其他富媒体形式的输入和输出，都是以文档的形式体现的。
Jupyter Notebook 的主要特点
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编程时具有语法高亮、缩进、tab 补全的功能。
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可直接通过浏览器运行代码，同时在代码块下方展示运行结果。
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对代码编写说明文档或语句时，支持 Markdown 语法。
如何安装 Jupyter Notebook？
Jupyter Notebook 原来也叫 iPython Notebook，顾名思义，它和 Python 关系紧密。如果要在 PC 上安装笔记本，首先你要确保自己已经安装了 Python（2.7/3.3 或更高），这是必备条件。
1，Anaconda
官方在文档中强烈建议新用户用 Anaconda 打包安装 Python 和 Anaconda——所谓懒人方法，小白必备。其实除了提到的两个工具，Anaconda 还包含数据科学和机器学习中经常需要用到的各种软件包，只需下载、解压、安装，所有工具就都一步到位了。
下载地址：https://jupyter.readthedocs.io/en/latest/install.html
安装好后检查有没有加下面的环境变量：
2，pip
如果你很欣赏自己，或者因为某些因素就是不想用 Anaconda，你也可以用 pip。当然首先，你得确保自己的机器上有 pip 的最新版本。
# Linux 和 OSX pip install -U pip setuptools# Windows
python -m pip install -U pip setuptools然后，安装 Jupyter Notebook：
#Python2 用户看这里
pip install jupyter#Python3 用户不要跑
pip3 install jupyter
运行 Jupyter Notebook
帮助
如果你有任何 jupyter notebook 命令的疑问，可以考虑查看官方帮助文档，命令如下：
jupyter notebook --help # 或 jupyter notebook -h
启动
默认端口启动
在终端中输入以下命令：
jupyter notebook
执行命令之后，在终端中将会显示一系列 notebook 的服务器信息，同时浏览器将会自动启动 Jupyter Notebook。
启动过程中终端显示内容如下：
$ jupyter notebook [I 21:58:24.417 NotebookApp] Serving notebooks from local directory: /Users/catherine [I 21:58:24.417 NotebookApp] 0 active kernels [I 21:58:24.417 NotebookApp] The Jupyter Notebook is running at: http://localhost:8888/ [I 21:58:24.417 NotebookApp] Use Control-C to stop this server and shut down all kernels (twice to skip confirmation).
注意：之后在 Jupyter Notebook 的所有操作，都请保持终端不要关闭，因为一旦关闭终端，就会断开与本地服务器的链接，你将无法在 Jupyter Notebook 中进行其他操作啦。
浏览器地址栏中默认地将会显示：http://localhost:8888。其中，“localhost”指的是本机，“8888”则是端口号。
如果你同时启动了多个 Jupyter Notebook，由于默认端口“8888”被占用，因此地址栏中的数字将从“8888”起，每多启动一个 Jupyter Notebook 数字就加 1，如“8889”、“8890”……
指定端口启动
如果你想自定义端口号来启动 Jupyter Notebook，可以在终端中输入以下命令：
jupyter notebook --port <port_number>
其中，“<port_number>”是自定义端口号，直接以数字的形式写在命令当中，数字两边不加尖括号“<>”。如：jupyter notebook --port 9999，即在端口号为“9999”的服务器启动 Jupyter Notebook。
启动服务器但不打开浏览器
如果你只是想启动 Jupyter Notebook 的服务器但不打算立刻进入到主页面，那么就无需立刻启动浏览器。在终端中输入：
jupyter notebook --no-browser
此时，将会在终端显示启动的服务器信息，并在服务器启动之后，显示出打开浏览器页面的链接。当你需要启动浏览器页面时，只需要复制链接，并粘贴在浏览器的地址栏中，轻按回车变转到了你的 Jupyter Notebook 页面。
例图中由于在完成上面内容时我同时启动了多个 Jupyter Notebook，因此显示我的“8888”端口号被占用，最终分配给我的是“8889”。
用法
如果你想新建一个笔记本，单击面板右侧的“New”，它会跳出4 个选项：
Python 3
Text File
Folder
Terminal
选择 Text File 后，你会得到一个空白的页面。它相当于一个文本编辑器（类似于 Ubuntu 上的应用程序），你可以在上面输入任何字母、单词和数字，所以选择好编程语言后，你是可以在上面写脚本的。此外，它还提供查找和替换文件中的单词的功能。
选择 Folder 后，你其实是在编辑文件夹列表。你可以创建一个新文件夹，把所需文档放进里面，或者修改它的名称、直接把它删除。
而 Terminal 的工作方式和 Mac、Linux 计算机上的 Terminal 一样，都是在 Web 浏览器中创建终端支持。只需在终端输入 Python，一个 Python 脚本就写好了。
导入最常见的 Python 库来启动笔记本，如 pandas 和 numpy。在代码上方的菜单中，那些图标依次表示添加、编辑、剪切、向上移动 cell、向下移动 cell、运行代码、停止运行和撤销。
这个下拉的列表提供了四个选项：
Code：这个不言自明，就是你写代码的地方；
Markdown：非常常见的轻量级标记语言，用来为代码添加注释和结论；
Raw NBConvert：一个命令行工具，可以把你的笔记本转换成另一种格式，如 HTML；
Heading：添加标题，使你的文档看起来更干净整洁，它现在已经变成 Markdown 里的一个语法，用两个 #表示。
快捷键
- 向上插入一个 cell：a
- 向下插入一个 cell：b
- 删除 cell：x
- 将 code 切换成 markdown：m
- 将 markdown 切换成 code：y
- 运行 cell：shift+enter
- 查看帮助文档：shift+tab
- 自动提示：tab
魔法指令
作为 iPython 的继承者，开发人员已经在 Jupyter Notebook 中加入预定义的魔术命令（magic function）。这是一种增加便捷性和互动性的工具，如果要查看命令列表，你可以输入（注：通常不需要“%”）：
%lsmagic
当看到那一串函数列表时，也许你能从中认出几张老面孔，如 %clear、%autosave、%debug 和％mkdir。只要你以前写过代码，这些函数就几乎是不可避免的。
在 Jupyter Notebook 中，魔术命令有两种运行方式，一是 Line-wise，而是 Cell-wise。顾名思义，Line-wise 就是当你想执行一个命令行的时候需要用到的，而 Cell-wise 面向的就不单单是一行了，它作用的是整个 cell 的代码块。
为了区分两种运行方式，如果是 Line-wise，所有命令必须以 % 字符打头；如果是 Cell-wise，则用 %%。
Line-wise：
%time a = range(10)
Cell-wise：
%%timeit a = range (10)
min(a)
运行外部 python 源文件：%run xxx.py
计算 statement 的运行时间:%time statement
计算 statement 的平均运行时间:%timeit statement
测试多行代码的平均运行时间：
%%timeit
statement1
statement2
statement3