半小时掌握 Jupyter Notebook常用用法

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作者 | caiyongji  责编 | 张文

来源 | caiyongji（ID：cai-yong-ji）

相较于 Pycharm 执行 py 文件来说，Jupyter Notebook 多了可保存执行过程，添加图表、注释等富文本说明的功能，这对机器学习的开发者格外友好。

本文分为机器学习环境安装和 Jupyter Notebook 两个部分，Jupyter Notebook 部分包含了常见用法和进阶用法。

机器学习环境安装

网上安装机器学习环境的资料非常多，我不作过分详细介绍。此处推荐我个人的安装方式 Miniconda+ 清华镜像。

1.1 Miniconda

Miniconda 是 Anaconda 的最小安装版。只包含 conda 和 Python 以及它们依赖的少量软件包，如 pip, zlib。
Miniconda下载地址：https://docs.conda.io/en/latest/miniconda.html

1.2 pip install

下载安装常用软件包，-i 参数指定清华镜像下载。
注意：本例安装 tensorflow CPU 版本。如需安装 tensorflow GPU 版本，请替换 tensorflow-cpu 为 tensorflow。
GPU版 TensorFlow 需安装 CUDA 和 cuDNN，详情见 TensorFlow 中文官网-GPU 支持: https://tensorflow.google.cn/install/gpu。

pip install --upgrade pip
pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple tensorflow-cpu tensorflow-datasets tf-agents matplotlib pandas scikit-learn scikit-image ipython jupyter keras gym lxml xlrd openpyxl sqlalchemy

1.3 Colaboratory[可选]

对于有外网条件的人来说，Colaboratory 可以作为上述配置的替代品。
Colaboratory 是谷歌开发的在浏览器上运行 Python 的工具，其支持 GPU 和TPU。使用体验与 Jupyter Notebook 一致，且更方便。以我的使用体验来说，它比个人电脑要快。Colab 支持付费版，性能更高。
Colaboratory 官方地址：https://colab.research.google.com/

Jupyter Notebook

打开 Miniconda/Anaconda 命令行，输入启动命令启动 Jupyter。

jupyter Notebook

如下图，进入 Jupyter启动页，然后点击 New -->Python3 新建Notebook。现在我们正式进入 Jupyter Notebook 的世界。

2.1 常见用法

打印

键入命令，按 Ctrl+Enter 执行单元格。

print("2020, 戴好口罩！")

执行结果如图所示

新建单元格，自动补全

按B（Below）键，在单元格下方新建单元格。

输入下方代码，按 Shift+Enter 执行单元格。试试在输入 np.lins 时，按 Tab键，Jupyter 将自动补全代码。

import numpy as np
myarray = np.linspace(0,10,101)

Shift+Enter 将执行选中单元格，并选择下方单元格。如下方无单元格则新建单元格。

代码提示

输入 myarray，按 Alt+Enter 执行选中单元格，并在下方插入新的单元格。我们将光标放在代码后方，按 Shift+Tab 查看代码提示。按两次 Shift+Tab 可查看代码详情。

myarray

如图显示，myarray 是 ndarray 类型的数组。

Markdown

选中 myarray 单元格，按 A(Above) 在 myarray 上方插入单元格，再按 M 将单元格格式转换为 Markdown 格式。

## markdown
在此处点击**Shift+Tab**可查看myarray数据类型。

执行得到如下显示：

序号说明

单元格前面的序号表示单元格执行的次序。其中空 [ ] 为从来没执行过。[*] 为尚未执行到。

Jupyter两种模式及全部快捷键

命令模式（按 ESC 进入）

Jupyter 常用命令模式快捷键：

快捷键	操作
A	在上方插入单元格
B	在下面插入单元格
D,D	删除选定的单元格
Shift-Enter	运行单元格，在下面选择
Ctrl-Enter	运行选定的单元格
Alt-Enter	运行单元格并在下面插入
Y	将单元格更改为代码格式
M	将单元格更改为Markdown格式

编辑模式（按 Enter 进入）

Jupyter 常用编辑模式快捷键：

快捷键	操作
Tab	代码补全或缩进
Shift-Tab	代码提示
Ctrl-D	删除整行
Shift-Enter	运行单元格，在下面选择
Ctrl-Enter	运行选定的单元格
Alt-Enter	运行单元格并在下面插入

Jupyter Notebook快捷键大全

进入命令模式，按 H 查看所有 Jupyter Notebook 快捷键。

2.2 进阶用法

LaTeX数学公式支持

Jupyter Notebook 支持 LaTex 数学公式。新建 Markdown 代码格式单元格。

输入下方文本将显示 LaTeX 公式，这对我们学习机器学习记数学公式非常有帮助。

### variance 方差公式
$$s^2 = \frac{\sum_{i=1}^{n}{(x_i -x)^2}}{n}$$
(其中`x`为均值)

试试执行下面的代码，看看会显示什么？

\begin{equation*}
\left( \sum_{k=1}^n a_k b_k \right)^2 \leq \left( \sum_{k=1}^n a_k^2 \right) \left( \sum_{k=1}^n b_k^2 \right)
\end{equation*}

魔法命令

输入 %lsmagic 查看所有可用魔法命令。

%lsmagic

其中比较常见的如 %pwd, %timeit 等。

以上。

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