全真教程：Windows環境Jupyter Notebook安裝、運行和工作文件夾配置
標簽：Jupyter Notebook,Python,Conda
一、Jupyter Notebook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 是網頁形式的編程環境，可以在網頁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，便於及時作出說明和解釋。
二、Jupyter Notebook 安裝
1、安裝方式—使用 Anaconda 安裝
建議通過安裝 Anaconda 來解決 Jupyter Notebook 的安裝問題，因為安裝 Anaconda 已經自動安裝了 Jupter Notebook 及其他工具、Python 解釋器以及超過 180 個 Python 科學包及其依賴項，對是否提前安裝了合適版本的 Python 不用關心。
進入 Anaconda 的 官方下載頁面 選擇適合版本、下載安裝文件，便可以跟安裝常規的軟件一樣安裝。本文示例，選擇了 Anaconda3-2020.11-Windows-x86_64 這個版本，並在Windows 10環境中安裝。
2、安裝過程中的有關選項的選擇
雙擊下載的安裝文件，安裝便開始，基本是一路選默認選項、點擊Next，但有幾個選項須說明或作出正確選擇。
a、下面頁面上“Just me”和“All Users”兩個選項都是可以的，不過選“All Users”需要管理員權限，如果安裝后僅自己使用的話選默認（“Just me”）就行。
b、下面頁面上的兩個復選框都須選中，以便在 Windows 系統中添加 Anaconda 的環境變量和注冊安裝的 Anaconda 作為默認 Python 解釋器；如果不選中，在 cmd、Windows PowerShell 等命令行窗口無法啟動 Anaconda、Jupyter NoteBook，只能在 Windows 開始菜單上先啟動 Anaconda，也不會注冊安裝的 Anaconda 作為 Python 解釋器。
c、如果在安裝 Anaconda 前已經安裝同一版本 Python 解釋器，在選中上面頁面的第二個選項（注冊 Anaconda 作為默認 Python 解釋器）后，會出現下面的提示信息，確定便可、Anaconda 便作為默認的 Python 解釋器。
d、最后安裝完成，在完成頁面默認選中兩個選項，引導用戶進入 Anaconda 版本指導網頁和開始網頁，按默認選項或取消選中都沒影響，點擊 Finish 安裝便完成了。
三、Jupyter Notebook運行
Anaconda安裝完成后，可以多種方式啟動並運行 Jupyter Notebook，由於本文不涉及 Anaconda，所以不研究在 Anaconda Navigator 中啟動運行 Jupyter Notebook，下面僅說明以下兩種方式：命令行窗口和 Jupyter Notebook快捷方式。
1、命令行窗口運行 Jupyter Notebook
a、打開 cmd（也稱命令提示符）窗口。
b、在 cmd 窗口輸入如下命令並回車。
jupyter notebook
c、Jupyter Notebook即啟動。
d、Jupyter Notebook 啟動后在瀏覽器中打開了 Jupyter 工作網頁、並在網頁中打開了默認本地工作文件夾：C:\Users\Administrator。
e、在 Windows PowerShell 以及 Anaconda 自帶的 Anaconda Prompt、Anaconda Powershell Prompt 等命令行窗口啟動運行 Jupyter Notebook 情況基本與上述一致，只是在 Anaconda 中啟動 Jupyter Notebook 已經激活了 Anaconda 基本的 Python 環境（差異處在下圖已經標識），至於為什么要激活、怎么激活 Anaconda 的 Python 環境，本文不予討論。
2、快捷方式運行 Jupyter Notebook
在 Windows 10 開始菜單，依次打開 Anaconda→Jupyter Notebook，即啟動運行了 Jupyter Notebook，與在命令行窗口啟動運行 Jupyter Notebook 完全一致。也可以把這個快捷方式發送到桌面，點擊桌面上的 Jupyter Notebook 快捷方式有同樣的效果。
四、Jupyter Notebook工作文件夾配置（干貨）
按上述方式啟動運行 Jupyter Notebook 后，Jupyter Notebook 網頁打開的是默認的本地工作文件夾，一般為 Windows 用戶文件夾，本文示例是：C:\Users\Administrator。在該文件夾中一般已經有很多子文件夾和其他文件，不是我們理想的工作文件夾。那么怎么設定我們理想的本地工作文件夾呢？網上對這個問題的討論非常多，大家總結了N多方法，但很多方法沒有說明原理，似是而非。本文在這一章節予以詳細說明，也是寫本文的最大動機。
1、Jupyter Notebook 配置文件生成
a、Jupyter Notebook 安裝后，如果按默認配置運行，是不需要配置文件、啟動運行后也不會生成配置文件，要生成可修改的配置文件，需要在 cmd 窗口輸入以下命令並回車。
jupyter notebook --generate-config
b、該命令運行后即在Windows 用戶文件夾 C:\Users\Administrator 生成了子文件夾 .jupyter，並在其中生成了 Jupyter Notebook 配置文件：jupyter_notebook_config.py，配置文件中配置設定為默認配置。
c、如果以前生成過配置文件，則輸入上述命令后，會詢問是否覆蓋原有的配置文件，默認不覆蓋，除非你輸入 y 后回車即以默認配置覆蓋原有配置文件。
2、設定命令行窗口運行 Jupyter Notebook 的工作文件夾
即使 Jupyter Notebook 配置文件生成后，由於配置文件中設定的配置為默認設定，所以打開的本地工作文件夾認為默認工作文件夾，一般為 Windows 用戶文件夾。如何修改配置文件，以啟動理想的本地工作文件夾呢？
a、用 Notepad++ 等文本編輯器打開已經生成的配置文件 jupyter_notebook_config.py。
b、在編輯器中通過查找關鍵詞 c.NotebookApp.notebook_dir 來查找到配置文件中的本地工作文件夾設定語句。
c、在該語句的引號 '' 中間輸入（為了避免差錯，最好復制）理想的本地工作文件夾的路徑。但由於配置文件是個 Python 腳本文件，在 Python 解釋器中把 \ 解釋為轉義符，需要對路徑作適當修改，比如我的理想本地工作文件夾的路徑是：C:\Users\Administrator\OneDrive\WorkSpace\Jupyter，需要修改成 C:\\Users\\Administrator\\OneDrive\\WorkSpace\\Jupyter，否則解釋器在解釋該語句時會出現語法錯誤，配置不生效，如下圖；
同理，為了能讓 Python 解釋器正確解釋該語句，需要把句首的 # 以及后面的空格（必須）全部刪除，如果（哪怕還有一個）空格不刪除，解釋器在解釋該語句時就會出現縮進錯誤，配置不生效、打開的本地工作文件夾仍然為默認本地工作文件夾，如下圖。
- 有些網絡文章，只強調在引號間復制黏貼理想的本地工作文件夾路徑，未強調對路徑進行修改，導致讀者按文章要求做后，本地工作文件夾並未改變，令讀者一頭霧水。
- 由於配置文件是 Python 腳本文件，而 Python 解釋器特別強調代碼縮進位置的准確性，無論語句多縮進還是未按要求縮進，解釋器均會報縮進錯誤（IndentationError），腳本不能正常被解釋和執行，所以需要特別強調“ # 后面的空格（必須）全部刪除”，以免少刪除空格導致縮進錯誤。
d、經試驗，把配置文件中本地工作文件夾設定語句改成以下三種形式，效果完全一致。
c.NotebookApp.notebook_dir = 'C:\\Users\\Administrator\\OneDrive\\WorkSpace\\Jupyter' # 正確寫法 1
c.NotebookApp.notebook_dir = r'C:\Users\Administrator\OneDrive\WorkSpace\Jupyter' # 正確寫法 2
c.NotebookApp.notebook_dir = 'C:/Users/Administrator/OneDrive/WorkSpace/Jupyter' # 正確寫法 3
e、經過生成配置文件、並按上面要求修改該文件 jupyter_notebook_config.py后，在命令行窗口啟動運行 Jupyter Notebook，即在Jupyter工作網頁打開了理想的本地工作文件夾，本文示例為文件夾：C:\Users\Administrator\OneDrive\WorkSpace\Jupyter，里面尚無任何代碼文件、其他文件和子文件夾。
3、設定快捷方式運行 Jupyter Notebook 的工作文件夾
按上述要求修改了配置文件后，快捷方式運行 Jupyter Notebook 還是打開默認本地工作文件夾，須進一步設定。
a、打開 Windows 開始菜單→打開 Jupyter Notebook 快捷方式右鍵菜單→左鍵單擊“屬性（R）”項即打開了 Jupyter Notebook 快捷方式屬性對話框。
b、在 Jupyter Notebook 快捷方式屬性對話框的“目標(T)”項末尾刪除 "%USERPROFILE%/" 后確定， Jupyter Notebook 快捷方式啟動運行 Jupyter Notebook 即能打開理想的本地工作文件夾。
- Jupyter Noteboo k快捷方式屬性對話框的“目標(T)”項末尾的代碼
"%USERPROFILE%/"作用是強制打開 Windows 用戶文件夾作為本地工作文件夾，刪除該部分代碼后配置文件設定的本地工作文件夾生效。- “目標(T)”項末尾的代碼
"%USERPROFILE%/"刪除后， “起始位置(S)”項內容是什么無關緊要、配置文件都能生效；“目標(T)”項末尾的代碼"%USERPROFILE%/"不刪除， “起始位置(S)”項內容是什么無關緊要、配置文件都不生效。- 有些網文，試圖對上面兩項做各種花式的組合修改，都是徒勞無益的。
至此，Jupyter Notebook 安裝、運行及本地工作文件夾配置完成。至於怎么運用、在期間工作，待我們在下一篇文章見。
Enjoy yourself.