Jupyter Notebook使用技巧

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介绍Jupyter Notebook的一些使用技巧

前言

为了更加方便快捷的使用Jupyter Notebook，本文将会介绍一些相关的使用技巧。

相关技巧

使用问号查看对象的相关信息

对于代码中的所有对象，包括：变量、函数、方法、模块、等等，可以在某个对象的前面或后面添加一个?，以查看该对象的相关信息。

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def aaa():
	print('Hello World')
1
?aaa

效果如下图：

对于我们自定义的函数，可以在函数名的前面或后面添加两个?，这样，在显示出来的相关信息中会包含函数的源代码。

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def aaa():
	print('Hello World')
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aaa??

效果如下图：

使用叹号执行Shell命令

在使用Jupyter Notebook编写代码时，只需要在Shell命令前添加一个!，就可以在notebook中执行Shell命令，完全不用来回切换。

举例：查看当前本机网络状态：

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!ipconfig

效果如下图：

除了执行Shell命令之外，还可以将执行结果赋值给Python变量：

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a = !ipconfig
print(a)
print(type(a))

关于输出

在notebook中运行单元格中的代码时，在默认情况下，单元格中最后一行的值会被自动输出：

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def aaa():
	print('Hello World')
18

输出效果如下图：

如果不想自动输出单元格中最后一行的值，可以在最后一行的行尾添加一个分号;

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def aaa():
	print('Hello World')
18;

输出效果如下图：

在当前notebook中，如果希望单元格中每一行的值都被自动输出,可添加以下代码：

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from IPython.core.interactiveshell import InteractiveShell
InteractiveShell.ast_node_interactivity = 'all'

输出效果如下图：

如果希望在所有的notebook中都自动输出单元格中每一行的值，可以修改或创建ipython_config.py配置文件。

文件路径：

  • Windows：C:\Users\用户名.ipython/profile_default/ipython_config.py
  • MacOS：/Users/用户名/.ipython/profile_default/ipython_config.py
  • Linux：/home/用户名/.ipython/profile_default/ipython_config.py

打开配置文件添加以下代码：

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c = get_config()
c.InteractiveShell.ast_node_interactivity = "all"

跨单元格编码

需要注意的是，在notebook中：

  • 前面运行的单元格会将相关变量保存到内存中，从而后面运行的单元格可以继续使用这些变量
  • 关闭notebook的页面后，内存中保存的变量不会丢失
  • 如果当前notebookShutdown或Restart了，那么内存中保存的所有变量都会丢失

建议：按照单元格从上到下的顺序编写代码并依次运行代码，否则，不仅可读性不好，而且容易出错。

支持Markdown语法

Jupyter Notebook支持Markdown语法，在工具栏的下拉选项中将单元格调整为Markdown即可。

关于Markdown的相关介绍可以查看文章《Markdown语法》

这里提醒一点，在插入图片时，可以直接点击菜单栏中的Edit，在打开的选项中点击Insert Image，这种操作方式优点是：将图片和notebook绑定在一起，在对notebook进行移动或其他操作时不用单独对图片进行处理；缺点是：notebook文件会变大，不能控制图片尺寸。

快捷键

在notebook中有两种单元格，分别为：

  • Code单元格：用来编写代码
  • Markdown单元格：用来将纯文本格式化为富文本

每种单元格都有两种模式，分别为：

  • 编辑模式：按Esc键或者点击单元格的外部，都可以切换到命令模式
  • 命令模式：按Enter键或者点击单元格的内部，都可以切换到编辑模式（对于运行之后的Markdown单元格，要双击单元格的内部，才能切换到编辑模式）

编辑模式下的快捷键：

快捷键 功能
Tab 增加缩进（4个空格）、代码自动补全
Shift+Tab 减少缩进（4个空格）、查看对象的相关信息
Ctrl+A（Command+A） 全选
Ctrl+Z（Command+Z） 撤销
Ctrl+Y（Shift+Command+Z） 恢复
Ctrl+/（Command+/） 注释、取消注释
Ctrl+D（Command+D） 删除行
Ctrl+Home（Command+Home） 跳转到单元格的开始处
Ctrl+End（Command+End） 跳转到单元格的结尾处
Esc 退出编辑模式并进入命令模式
Ctrl+S（Command+S） 保存并更新记录点文件
↑ 向上移动光标
↓ 向下移动光标
Ctrl+Enter 运行当前单元格
Shift+Enter 运行当前单元格，并选中下方的单元格（如果下方没有单元格，则在下方自动插入一个单元格并选中）
Alt+Enter（Option+Enter） 运行当前单元格，在下方自动插入一个单元格并选中

命令模式下的快捷键：

快捷键 功能
↑ 选中上方的单元格
↓ 选中下方的单元格
Shift+↑ 扩展选中上方的单元格
Shift+↓ 扩展选中下方的单元格
A 在上方插入一个单元格
B 在下方插入一个单元格
M 将Code单元格转换为Markdown单元格
Y 将Markdown单元格转换为Code单元格
S 保存并更新记录点文件
连按两次D 删除选中的单元格
Z 撤销对单元格的删除
F 查找并替换
X 剪切选中的单元格
C 拷贝选中的单元格
V 在下方粘贴单元格
Shift+V 在上方粘贴单元格
Enter 退出命令模式并进入编辑模式
Ctrl+Enter 运行选中的单元格
Shift+Enter 运行选中的单元格，并选中下方的单元格（如果下方没有单元格，则在下方自动插入一个单元格并选中）
Alt+Enter（Option+Enter） 运行选中的单元格，在下方自动插入一个单元格并选中

扩展插件集nbextensions

扩展插件集nbextensions包含了一系列非常好用的插件，从而可以大大地扩展Jupyter Notebook的功能，并且增强Jupyter Notebook的交互式体验。

安装过程：

1.安装第三方库jupyter_nbextensions_configurator

它是jupyter notebook扩展插件集的配置器。

pip安装命令：

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pip install jupyter_nbextensions_configurator

conda安装命令：

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conda install jupyter_nbextensions_configurator

2.启动配置器

启动命令：

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jupyter nbextensions_configurator enable --user

此时启动jupyter notebook，会发现菜单多出来一个名为Nbextensions的选项卡。

3.安装第三方库jupyter_contrib_nbextensions

它就是jupyter notebook的扩展插件集。

pip安装命令：

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pip install jupyter_contrib_nbextensions

conda安装命令：

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conda install jupyter_contrib_nbextensions

3.安装相关的文件

以便可以通过第2步启用的配置器，对第3步安装的扩展插件集进行访问。

安装命令：

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jupyter contrib nbextension install --user

此时就会看到，在Nbextensions这个选项卡的配置器中就显示出了很多插件，点一下页面左上方这个小方框，把对勾勾掉，所有的插件都变为可用的了，可以按需使用。

nbextensions中的常用插件：

插件名 功能 备注
Hinterland（代码提示） 每输入一个字母，都会弹出代码自动补全的菜单
Codefolding（代码折叠） 对Code单元格中的代码添加折叠的功能
Collapsible Headings（可折叠的标题） 根据标题对单元格进行折叠
Table of Contents（目录表） 将所有的标题显示在一个浮动窗口和一个导航菜单中
Autopep8（自动pep8） 按照pep8的规范对Code单元格中的Python代码进行格式化 需要安装autopep8这个第三方库。 pip安装命令：pip install autopep8 conda安装命令：conda install autopep8
Code prettify（代码美化） 格式化Jupyter Notebook支持的所有编程语言的代码 在格式化某种编程语言的代码之前，首先需要安装相应的第三方库或包，要想格式化Python代码，就需要安装yapf这个Google开源的第三方库。 pip安装命令：pip install yapf conda安装命令：conda install yapf
Code Font Size（代码字体大小） 在工具栏，提供增大以及减小代码字体的按钮
ExecuteTime（执行时间） 在执行的过程中，会显示在什么时刻开始执行；执行结束后，会显示执行时长和在什么时刻结束执行
AutoSaveTime（自动保存时间） 设置notebook自动保存的时间间隔 notebook被自动保存时，相应的记录点文件不会发生任何变化
highlighter（高亮显示工具） 对Markdown单元格中的文本进行高亮显示
Live Markdown Preview（实时Markdown预览） 在Markdown单元格的下方实时预览运行结果
Tree Filter（文件树过滤器） 在Files选项卡中，只需要输入关键字，就可以对下面的文件和文件夹进行过滤

导出为pdf文件

这里介绍两种导出为pdf文件的方法：

**方法一：**使用菜单导出。

点击File选项卡，选择Download as，选择Markdown(.md)，将文件首先导出为.md格式，再使用Typora打开，并导出为pdf文件。

**方法二：**使用命令导出（需要Pandoc和XeLatex支持）。

首先安装Pandoc：

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pip install pandoc

安装MikTex：

这里抛出官网链接：https://miktex.org/download

安装过程很简单，一路Next，这里不再赘述。（安装之后在cmd测试一下xelatex能否使用）

点击File选项卡，选择Download as，选择LaTeX(.tex)，将文件首先导出为.tex格式，为了使导出文件正常显示中文，打开该文件（本人用的是Sublime Text 3），找到代码\documentclass[11pt]{article}，在其后添加如下代码：

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\usepackage{fontspec, xunicode, xltxtra}
\setmainfont{Microsoft YaHei}
\usepackage{ctex}

进入.tex文件所在目录，打开命令提示符窗口，输入：

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xelatex yourNotebookName.tex

如果是首次运行，则会安装大量的依赖文件，选择Install即可（过程比较漫长）。

（可以取消勾选弹框，使其自动安装所有需要的依赖）

运行结束后，就会发现在该目录下已经生成了pdf文件。

第二种方法生成的pdf文件，要比方法一展示效果更加好。

结语

还有很多实用性技巧，暂且现在用不上，就没有总结，以后有时间继续补充。

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