Jupyter Notebook介紹、安裝及使用教程

1. 什么是Jupyter Notebook？

• 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的程序。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

（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。

這些文檔是保存為后綴名為.ipynb的JSON格式文件，不僅便於版本控制，也方便與他人共享。

此外，文檔還可以導出為：HTML、LaTeX、PDF等格式。

 

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 以富媒體格式展示計算結果。富媒體格式包括：HTML，LaTeX，PNG，SVG等。

④ 對代碼編寫說明文檔或語句時，支持Markdown語法。

⑤ 支持使用LaTeX編寫數學性說明。

4.安裝Jupyter Notebook

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

（2）我是使用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。

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

安裝好后的Anaconda可以從這里進入Jupyter Notebook。

可以點擊Anaconda Prompt，在終端輸入命令

jupyter notebook

也可以點擊Jupyter Notebook進入終端

復制最下面的地址到瀏覽器就可以打開。

PS：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。

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。

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”、“

[2]指定端口啟動

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]Jupyter Notebook的基本使用

1.files頁面

 

2.筆記本的基本操作

 

5.拓展功能

[1] 關聯Jupyter Notebook和conda的環境和包——“nb_conda”

• 安裝

conda install nb_conda

執行上述命令能夠將你conda創建的環境與Jupyter Notebook相關聯，便於你在Jupyter Notebook的使用中，在不同的環境下創建筆記本進行工作。

• 使用

  • 可以在Conda類目下對conda環境和包進行一系列操作。

  

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• 可以在筆記本內的“Kernel”類目里的“Change kernel”切換內核。

  

• 卸載

canda remove nb_conda

執行上述命令即可卸載nb_conda包。

[2] Markdown生成目錄

• 不同於有道雲筆記的Markdown編譯器，Jupyter Notebook無法為Markdown文檔通過特定語法添加目錄，因此需要通過安裝擴展來實現目錄的添加。

conda install -c conda-forge jupyter_contrib_nbextensions

• 執行上述命令后，啟動Jupyter Notebook，你會發現導航欄多了“Nbextensions”的類目，點擊“Nbextensions”，勾選“Table of Contents ⑵”

• 之后再在Jupyter Notebook中使用Markdown，點擊下圖的圖標即可使用啦。

[3]加載指定網頁源代碼

• 想要在Jupyter Notebook中直接加載指定網站的源代碼到筆記本中。

• 方法

  執行以下命令:

%load URL

注：URL為指定網站的地址。

[4]加載本地Python文件

• 使用場景

  想在Jupyter Notebook中加載本地的Python文件並執行文件代碼。

• 方法

  執行以下命令：

  %load Python文件的絕對路徑

• 注意：

  • Python文件的后綴為“py”

  • “%load后跟的是Python文件的絕對路徑。

  • 輸入命令后，可以按ctrl+enter來執行命令。第一次執行，是將本地的python文件內容加載到單元格內。此時，Jupyter Notebook會自動將“%load”命令注釋掉（即在前邊加井號“#”），以便在執行已加載的文件代碼時不重復執行該命令；第二次執行，則是執行已加載文件的代碼。

[5]增加內核-“ipykernel”

• 使用場景

  • 場景一：同時用不同版本的Python進行工作，在Jupyter Notebook中無法切換，即“New”的下拉菜單中無法使用需要的環境。

  • 場景二：創建了不同的虛擬環境（或許具有相同的Python版本但安裝的包不同），在Jupyter Notebook中無法切換，即“New”的下拉菜單中無法使用需要的環境。

• 解決方法之命令行模式

  • “命令行模式”看似比較復雜，且又划分了使用場景，但通過這種方式來解決問題可以更好的了解其中的工作原理，比如，每進行一步操作對應的命令是什么，而命令的執行是為了達到什么樣的目的，這些可能都被封裝在圖形界面上的一個點擊動作來完成了。對於想更深入了解其運作過程的朋友，可以接着向下閱讀。

  • 1.同時使用不同版本的Python

    • 在python3中創建python2內核

      (a)pip 安裝

      • 首先安裝Python 2的ipykernel包。

      python2 -m pip install ipykernel

      • 再為當前用戶安裝Python 2的內核（ipykernel）。

      python2 -m ipykernel install --user

  • PS：“--user”參數的意思是針對當前用戶安裝，而非系統范圍內的安裝。

    （b)conda安裝

    • 首先創建Python版本為3.x且具有ipykernel的新環境，其中“<env_name>”為自定義環境名，環境名兩邊不加尖括號“<>”。

      conda create -n <env_name> python=3 ipykernel

    • 然后切換至新創建的環境

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

    • 為當前用戶安裝Python3的內核（ipykernel）

      python3 -m ipykernel install --user

    ​
    ​

  • 2.為不同環境創建內核

    • 切換至需要安裝內核的環境

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

    ps：“<env_name>"是需要安裝內核的環境名稱，環境兩邊不加尖括號”<>"。

    • 檢查該環境是否安裝了ipykernel包

    conda list

    執行上述命令查看當前環境下安裝的包，若沒有安裝ipykernel包，則執行安裝命令；否則進行下一步。

    conda install ipykernel

  • 為當前環境下的當前用戶安裝Python內核

    若該環境的Python版本為2.x，則執行命令：

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

  • 若該環境的Python版本為3.x，則執行命令：

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

•  

  • 注意:

  \1. “<env_name>”為當前環境的環境名稱。環境名兩邊不加尖括號“<>”。

  \2. “<notebook_name>”為自定義顯示在Jupyter Notebook中的名稱。名稱兩邊不加尖括號“<>”，但雙引號必須加。

  \3. “--name”參數的值，即“<env_name>”是Jupyter內部使用的，其目錄的存放路徑為~/Library/Jupyter/kernels/。如果定義的名稱在該路徑已經存在，那么將自動覆蓋該名稱目錄的內容。

  \4. “--display-name”參數的值是顯示在Jupyter Notebook的菜單中的名稱。

• 檢驗

• 使用命令jupyter notebook啟動Jupyter Notebook；在“Files”下的“New”下拉框中即可找到你在第⑶步中的自定義名稱，此時，你便可以盡情地在Jupyter Notebook中切換環境，在不同的環境中創建筆記本進行工作和學習啦！

[6]關閉和退出

• 關閉筆記本和終端

  當我們在Jupyter Notebook中創建了終端或筆記本時，將會彈出新的窗口來運行終端或筆記本。當我們使用完畢想要退出終端或筆記本時，僅僅關閉頁面是無法結束程序運行的，因此我們需要通過以下步驟將其完全關閉。

  • 方法一：

  • ⑴ 進入“Files”頁面。

    ⑵ 勾選想要關閉的“ipynb”筆記本。正在運行的筆記本其圖標為綠色，且后邊標有“Running”的字樣；已經關閉的筆記本其圖標為灰色。

    ⑶ 點擊上方的黃色的“Shutdown”按鈕。

    ⑷ 成功關閉筆記本。

    注意：此方法只能關閉筆記本，無法關閉終端。

  • 方法二：

  • ⑴ 進入“Running”頁面。

    ⑵ 第一欄是“Terminals”，即所有正在運行的終端均會在此顯示；第二欄是“Notebooks”，即所有正在運行的“ipynb”筆記本均會在此顯示。

    ⑶ 點擊想要關閉的終端或筆記本后黃色“Shutdown”按鈕。

    ⑷ 成功關閉終端或筆記本。

    注意：此方法可以關閉任何正在運行的終端和筆記本。

  • ⑴ 只有“ipynb”筆記本和終端需要通過上述方法才能使其結束運行。

    ⑵ “txt”文檔，即“New”下拉列表中的“Text File”，以及“Folder”只要關閉程序運行的頁面即結束運行，無需通過上述步驟關閉。

• 退出Jupyter Notebook程序

  • 想要徹底退出Jupyter Notebook，需要關閉它的服務器。只需要在它啟動的終端上按：ctrl+c