Jupyter Notebook介绍、安装及使用教程

1. 什么是Jupyter Notebook？

• 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的程序。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。

 

2. 组成部分

（1）网页应用

（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。

这些文档是保存为后缀名为.ipynb的JSON格式文件，不仅便于版本控制，也方便与他人共享。

此外，文档还可以导出为：HTML、LaTeX、PDF等格式。

 

3.Jupyter Notebook的主要特点

① 编程时具有语法高亮、缩进、tab补全的功能。

② 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。

③ 以富媒体格式展示计算结果。富媒体格式包括：HTML，LaTeX，PNG，SVG等。

④ 对代码编写说明文档或语句时，支持Markdown语法。

⑤ 支持使用LaTeX编写数学性说明。

4.安装Jupyter Notebook

（1）安装Jupyter Notebook的前提是需要安装了Python（我的是3.7版本）

（2）我是使用Anaconda来解决Jupyter Notebook的安装问题，因为Anaconda已经自动为你安装了Jupter Notebook及其他工具，还有python中超过180个科学包及其依赖项。

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

[1]启动

安装好后的Anaconda可以从这里进入Jupyter Notebook。

可以点击Anaconda Prompt，在终端输入命令

jupyter notebook

也可以点击Jupyter Notebook进入终端

复制最下面的地址到浏览器就可以打开。

PS：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。

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”、“

[2]指定端口启动

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。

[3]Jupyter Notebook的基本使用

1.files页面

 

2.笔记本的基本操作

 

5.拓展功能

[1] 关联Jupyter Notebook和conda的环境和包——“nb_conda”

• 安装

conda install nb_conda

执行上述命令能够将你conda创建的环境与Jupyter Notebook相关联，便于你在Jupyter Notebook的使用中，在不同的环境下创建笔记本进行工作。

• 使用

  • 可以在Conda类目下对conda环境和包进行一系列操作。

  

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• 可以在笔记本内的“Kernel”类目里的“Change kernel”切换内核。

  

• 卸载

canda remove nb_conda

执行上述命令即可卸载nb_conda包。

[2] Markdown生成目录

• 不同于有道云笔记的Markdown编译器，Jupyter Notebook无法为Markdown文档通过特定语法添加目录，因此需要通过安装扩展来实现目录的添加。

conda install -c conda-forge jupyter_contrib_nbextensions

• 执行上述命令后，启动Jupyter Notebook，你会发现导航栏多了“Nbextensions”的类目，点击“Nbextensions”，勾选“Table of Contents ⑵”

• 之后再在Jupyter Notebook中使用Markdown，点击下图的图标即可使用啦。

[3]加载指定网页源代码

• 想要在Jupyter Notebook中直接加载指定网站的源代码到笔记本中。

• 方法

  执行以下命令:

%load URL

注：URL为指定网站的地址。

[4]加载本地Python文件

• 使用场景

  想在Jupyter Notebook中加载本地的Python文件并执行文件代码。

• 方法

  执行以下命令：

  %load Python文件的绝对路径

• 注意：

  • Python文件的后缀为“py”

  • “%load后跟的是Python文件的绝对路径。

  • 输入命令后，可以按ctrl+enter来执行命令。第一次执行，是将本地的python文件内容加载到单元格内。此时，Jupyter Notebook会自动将“%load”命令注释掉（即在前边加井号“#”），以便在执行已加载的文件代码时不重复执行该命令；第二次执行，则是执行已加载文件的代码。

[5]增加内核-“ipykernel”

• 使用场景

  • 场景一：同时用不同版本的Python进行工作，在Jupyter Notebook中无法切换，即“New”的下拉菜单中无法使用需要的环境。

  • 场景二：创建了不同的虚拟环境（或许具有相同的Python版本但安装的包不同），在Jupyter Notebook中无法切换，即“New”的下拉菜单中无法使用需要的环境。

• 解决方法之命令行模式

  • “命令行模式”看似比较复杂，且又划分了使用场景，但通过这种方式来解决问题可以更好的了解其中的工作原理，比如，每进行一步操作对应的命令是什么，而命令的执行是为了达到什么样的目的，这些可能都被封装在图形界面上的一个点击动作来完成了。对于想更深入了解其运作过程的朋友，可以接着向下阅读。

  • 1.同时使用不同版本的Python

    • 在python3中创建python2内核

      (a)pip 安装

      • 首先安装Python 2的ipykernel包。

      python2 -m pip install ipykernel

      • 再为当前用户安装Python 2的内核（ipykernel）。

      python2 -m ipykernel install --user

  • PS：“--user”参数的意思是针对当前用户安装，而非系统范围内的安装。

    （b)conda安装

    • 首先创建Python版本为3.x且具有ipykernel的新环境，其中“<env_name>”为自定义环境名，环境名两边不加尖括号“<>”。

      conda create -n <env_name> python=3 ipykernel

    • 然后切换至新创建的环境

      Windows: activate <env_name>
      Linux/macOS: source activate <env_name>

    • 为当前用户安装Python3的内核（ipykernel）

      python3 -m ipykernel install --user

    ​
    ​

  • 2.为不同环境创建内核

    • 切换至需要安装内核的环境

      Windows: activate <env_name>
      Linux/macOS: source activate <env_name>

    ps：“<env_name>"是需要安装内核的环境名称，环境两边不加尖括号”<>"。

    • 检查该环境是否安装了ipykernel包

    conda list

    执行上述命令查看当前环境下安装的包，若没有安装ipykernel包，则执行安装命令；否则进行下一步。

    conda install ipykernel

  • 为当前环境下的当前用户安装Python内核

    若该环境的Python版本为2.x，则执行命令：

    python2 -m ipykernel install --user --name <env_name> --display-name "<notebook_name>"

  • 若该环境的Python版本为3.x，则执行命令：

    python3 -m ipykernel install --user --name <env_name> --display-name "<notebook_name>"

•  

  • 注意:

  \1. “<env_name>”为当前环境的环境名称。环境名两边不加尖括号“<>”。

  \2. “<notebook_name>”为自定义显示在Jupyter Notebook中的名称。名称两边不加尖括号“<>”，但双引号必须加。

  \3. “--name”参数的值，即“<env_name>”是Jupyter内部使用的，其目录的存放路径为~/Library/Jupyter/kernels/。如果定义的名称在该路径已经存在，那么将自动覆盖该名称目录的内容。

  \4. “--display-name”参数的值是显示在Jupyter Notebook的菜单中的名称。

• 检验

• 使用命令jupyter notebook启动Jupyter Notebook；在“Files”下的“New”下拉框中即可找到你在第⑶步中的自定义名称，此时，你便可以尽情地在Jupyter Notebook中切换环境，在不同的环境中创建笔记本进行工作和学习啦！

[6]关闭和退出

• 关闭笔记本和终端

  当我们在Jupyter Notebook中创建了终端或笔记本时，将会弹出新的窗口来运行终端或笔记本。当我们使用完毕想要退出终端或笔记本时，仅仅关闭页面是无法结束程序运行的，因此我们需要通过以下步骤将其完全关闭。

  • 方法一：

  • ⑴ 进入“Files”页面。

    ⑵ 勾选想要关闭的“ipynb”笔记本。正在运行的笔记本其图标为绿色，且后边标有“Running”的字样；已经关闭的笔记本其图标为灰色。

    ⑶ 点击上方的黄色的“Shutdown”按钮。

    ⑷ 成功关闭笔记本。

    注意：此方法只能关闭笔记本，无法关闭终端。

  • 方法二：

  • ⑴ 进入“Running”页面。

    ⑵ 第一栏是“Terminals”，即所有正在运行的终端均会在此显示；第二栏是“Notebooks”，即所有正在运行的“ipynb”笔记本均会在此显示。

    ⑶ 点击想要关闭的终端或笔记本后黄色“Shutdown”按钮。

    ⑷ 成功关闭终端或笔记本。

    注意：此方法可以关闭任何正在运行的终端和笔记本。

  • ⑴ 只有“ipynb”笔记本和终端需要通过上述方法才能使其结束运行。

    ⑵ “txt”文档，即“New”下拉列表中的“Text File”，以及“Folder”只要关闭程序运行的页面即结束运行，无需通过上述步骤关闭。

• 退出Jupyter Notebook程序

  • 想要彻底退出Jupyter Notebook，需要关闭它的服务器。只需要在它启动的终端上按：ctrl+c