(一) jupyter notebook環境安裝

 

一、什么是Jupyter Notebook？

1. 簡介

 

Jupyter Notebook是基於網頁的用於交互計算的應用程序。其可被應用於全過程計算：開發、文檔編寫、運行代碼和展示結果。——Jupyter Notebook官方介紹

簡而言之，Jupyter Notebook是以網頁的形式打開，可以在網頁頁面中直接編寫代碼和運行代碼，代碼的運行結果也會直接在代碼塊下顯示。如在編程過程中需要編寫說明文檔，可在同一個頁面中直接編寫，便於作及時的說明和解釋。

2. 組成部分

(1) 網頁應用

網頁應用即基於網頁形式的、結合了編寫說明文檔、數學公式、交互計算和其他富媒體形式的工具。簡言之，網頁應用是可以實現各種功能的工具。

(2) 文檔

即Jupyter Notebook中所有交互計算、編寫說明文檔、數學公式、圖片以及其他富媒體形式的輸入和輸出，都是以文檔的形式體現的。

3. Jupyter Notebook的主要特點

1. 編程時具有語法高亮、縮進、tab補全的功能。

2. 可直接通過瀏覽器運行代碼，同時在代碼塊下方展示運行結果。

3. 對代碼編寫說明文檔或語句時，支持Markdown語法。

二、安裝Jupyter Notebook

1. 安裝

(1) 安裝前提

安裝Jupyter Notebook的前提是需要安裝了Python（3.3版本及以上，或2.7版本）。

(2) 使用Anaconda安裝

如果你是小白，那么建議你通過安裝Anaconda來解決Jupyter Notebook的安裝問題，因為Anaconda已經自動為你安裝了Jupter Notebook及其他工具，還有python中超過180個科學包及其依賴項。

你可以通過進入Anaconda的官方下載頁面自行選擇下載；如果你對閱讀英文文檔感到頭痛，或者對安裝步驟一無所知，甚至也想快速了解一下什么是Anaconda，那么可以前往我的另一篇文章Anaconda介紹、安裝及使用教程。你想要的，都在里面！

常規來說，安裝了Anaconda發行版時已經自動為你安裝了Jupyter Notebook的，但如果沒有自動安裝，那么就在終端（Linux或macOS的“終端”，Windows的“Anaconda Prompt”，以下均簡稱“終端”）中輸入以下命令安裝：

conda install jupyter notebook

(3) 使用pip命令安裝

如果你是有經驗的Python玩家，想要嘗試用pip命令來安裝Jupyter Notebook，那么請看以下步驟吧！接下來的命令都輸入在終端當中的噢！

1. 把pip升級到最新版本

   • Python 3.x

     pip3 install --upgrade pip

   • Python 2.x

     pip install --upgrade pip

• 注意：老版本的pip在安裝Jupyter Notebook過程中或面臨依賴項無法同步安裝的問題。因此強烈建議先把pip升級到最新版本。

2. 安裝Jupyter Notebook

   • Python 3.x

     pip3 install jupyter

   • Python 2.x

     pip install jupyter

三、運行Jupyter Notebook

0. 幫助

如果你有任何jupyter notebook命令的疑問，可以考慮查看官方幫助文檔，命令如下：

jupyter notebook --help
或
jupyter notebook -h

1. 啟動

(1) 默認端口啟動

在終端中輸入以下命令：

jupyter notebook

執行命令之后，在終端中將會顯示一系列notebook的服務器信息，同時瀏覽器將會自動啟動Jupyter Notebook。

啟動過程中終端顯示內容如下：

$ jupyter notebook
[I 08:58:24.417 NotebookApp] Serving notebooks from local directory: /Users/catherine
[I 08:58:24.417 NotebookApp] 0 active kernels
[I 08:58:24.417 NotebookApp] The Jupyter Notebook is running at: http://localhost:8888/
[I 08:58:24.417 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，都請保持終端不要關閉，因為一旦關閉終端，就會斷開與本地服務器的鏈接，你將無法在Jupyter Notebook中進行其他操作啦。

瀏覽器地址欄中默認地將會顯示：http://localhost:8888。其中，“localhost”指的是本機，“8888”則是端口號。

URL

如果你同時啟動了多個Jupyter Notebook，由於默認端口“8888”被占用，因此地址欄中的數字將從“8888”起，每多啟動一個Jupyter Notebook數字就加1，如“8889”、“8890”……

(2) 指定端口啟動

如果你想自定義端口號來啟動Jupyter Notebook，可以在終端中輸入以下命令：

jupyter notebook --port <port_number>

其中，“<port_number>”是自定義端口號，直接以數字的形式寫在命令當中，數字兩邊不加尖括號“<>”。如：jupyter notebook --port 9999，即在端口號為“9999”的服務器啟動Jupyter Notebook。

(3) 啟動服務器但不打開瀏覽器

如果你只是想啟動Jupyter Notebook的服務器但不打算立刻進入到主頁面，那么就無需立刻啟動瀏覽器。在終端中輸入：

jupyter notebook --no-browser

此時，將會在終端顯示啟動的服務器信息，並在服務器啟動之后，顯示出打開瀏覽器頁面的鏈接。當你需要啟動瀏覽器頁面時，只需要復制鏈接，並粘貼在瀏覽器的地址欄中，輕按回車變轉到了你的Jupyter Notebook頁面。

例圖中由於在完成上面內容時我同時啟動了多個Jupyter Notebook，因此顯示我的“8888”端口號被占用，最終分配給我的是“8889”。

2. 快捷鍵

1. 向上插入一個cell：a
2. 向下插入一個cell：b
3. 刪除cell：x
4. 將code切換成markdown：m
5. 將markdown切換成code：y
6. 運行cell：shift+enter
7. 查看幫助文檔：shift+tab
8. 自動提示：tab

3. 魔法指令

1. 運行外部python源文件：%run xxx.py
2. 計算statement的運行時間:%time statement
3. 計算statement的平均運行時間:%timeit statement
4. 測試多行代碼的平均運行時間：

   %%timeit

   statement1

   statement2

   statement3