Jupyter Notebooks 入门

自从有了纸莎草纸以来，出版人们一直在努力以吸引读者的方式来格式化数据。尤其是在数学、科学、和编程领域，设计良好的图表、插图和方程式可以成为帮助人们理解技术信息的关键。

Jupyter Notebook 通过重新构想我们如何制作教学文本来解决这个问题。Jupyter （我在 2017 年 10 月在 All Things Open 上首次了解到）是一款开源应用程序，它使用户能够创建包含实时代码、方程式、可视化和文本的交互式共享笔记本。

Jupyter 从 IPython 项目发展而来，它是个具有交互式 shell 和基于浏览器的笔记本，支持代码、文本和数学表达式。Jupyter 支持超过 40 种编程语言，包括 Python、R 和 Julia，其代码可以导出为 HTML、LaTeX、PDF、图像和视频，或者作为 IPyhton 笔记本与其他用户共享。

一个有趣的事实是：“Jupyter” 是 “Julia、Python 和 R” 的缩写。

根据 Jupyter 项目网站介绍，它的一些用途包括“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”。科学机构正在使用 Jupyter Notebooks 来解释研究结果。代码可以来自实际数据，可以调整和重新调整以可视化成不同的结果和情景。通过这种方式，Jupyter Notebooks 变成了生动的文本和报告。

安装并开始 Jupyter

Jupyter 软件是开源的，其授权于修改过的 BSD 许可证，它可以安装在 Linux、MacOS 或 Windows 上。有很多种方法可以安装 Jupyter；我在 Linux 和 MacOS 上试过 PIP 和 Anaconda 安装方式。PIP 安装要求你的计算机上已经安装了 Python；Jupyter 推荐 Python 3。

由于 Python 3 已经安装在我的电脑上，我通过在终端（在 Linux 或 Mac 上）运行以下命令来安装 Jupyter：

1. $ python3 -m pip install --upgrade pip
2. $ python3 -m pip install jupyter

在终端提示符输入以下命令立即启动应用程序：

1. $ jupyter notebook

很快，我的浏览器打开并显示了我在 http://localhost:8888 的 Jupyter Notebook 服务器。（支持的浏览器有 Google Chrome、Firefox 和 Safari）

在右上角有一个标有 “New” 的下拉菜单，它使我能够根据自己的指示和代码快速创建新的笔记本。请注意，我的新笔记本默认为 Python 3，这是我目前的环境。

一个带有一些默认值的新笔记本，它可以被改变（包括笔记本的名字），已打开。

笔记本有两种不同的模式：“命令模式”和“编辑模式”。命令模式允许你添加或删除单元格。你可以通过按下 Escape 键进入命令模式，按 Enter 键或单击单元格进入编辑模式。

单元格周围的绿色高亮显示你处于编辑模式，蓝色高亮显示你处于命令模式。以下笔记本处于命令模式并准备好执行单元中的 Python 代码。注意，我已将笔记本的名称更改为 “First Notebook”。

使用 Jupyter

Jupyter Notebooks 的强大之处在于除了能够输入代码之外，你还可以用 Markdown 添加叙述性和解释性文本。我想添加一个标题，所以我在代码上面添加了一个单元格，并以 Markdown 输入了一个标题。当我按下 Ctrl+Enter 时，我的标题转换为 HTML。（LCTT 译注：或者可以按下 Run 按钮。）

我可以通过在命令前追加 ! 来添加 Bash 命令或脚本的输出。

我也可以利用 IPython 的 line magic 和 cell magic 命令。你可以通过在代码单元内附加 % 或 %% 符号来列出魔术命令。例如，%lsmagic 将输出所有可用于 Jupyter notebooks 的魔法命令。

这些魔术命令的例子包括 %pwd——它输出当前工作目录（例如 /Users/YourName）和 %ls——它列出当前工作目录中的所有文件和子目录。另一个神奇命令显示从笔记本中的 matplotlib 生成的图表。%%html 将该单元格中的任何内容呈现为 HTML，这对嵌入视频和链接很有用，还有 JavaScript 和 Bash 的单元魔术命令。

如果你需要更多关于使用 Jupyter Notebooks 和它的特性的信息，它的帮助部分是非常完整的。

人们用许多有趣的方式使用 Jupyter Notebooks；你可以在这个展示栏目里找到一些很好的例子。你如何使用 Jupyter 笔记本？请在下面的评论中分享你的想法。

原文发布时间为：2018-05-21

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