《利用Python进行数据分析》学习笔记 第2章 Python语法基础，IPython和Jupyter Notebooks

第2章 Python语法基础，IPython和Jupyter Notebooks

2.1 Python解释器

Python是解释性语言。Python解释器同一时间只能运行一个程序的一条语句。

要退出Python解释器返回终端，可以输入exit()或按Ctrl-D。

2.2 IPython基础

• 运行IPython Shell

可以通过输入代码并按Return（或Enter），运行任意Python语句。IPython还支持执行任意代码块（通过复制-粘贴方法）和整段Python脚本的功能。

• 运行Jupyter Notebook

notebook是Jupyter项目的重要组件之一，它是一个代码、文本（有标记或无标记）、数据可视化或其它输出的交互式文档。Jupyter Notebook需要与内核互动，内核是Jupyter与其它编程语言的交互编程协议。Python的Jupyter内核是使用IPython。要启动Jupyter，在命令行中输入jupyter notebook：

• Tab补全

从外观上，IPython shell和标准的Python解释器只是看起来不同。IPython shell的进步之一是具备其它IDE和交互计算分析环境都有的tab补全功能。在shell中输入表达式，按下Tab，会搜索已输入变量（对象、函数等等）的命名空间。

默认情况下，IPython会隐藏下划线开头的方法和属性，这些也可以tab补全，但是你必须首先键入一个下划线才能看到它们。

除了补全命名、对象和模块属性，Tab还可以补全其它的。当输入看似文件路径时（即使是Python字符串），按下Tab也可以补全电脑上对应的文件信息。

• 自省

在变量前后使用问号？，可以显示对象的信息。

如果对象是一个函数或实例方法，定义过的文档字符串，也会显示出信息。假设我们写了一个如下的函数：

然后使用？符号，就可以显示如下的文档字符串： 

使用？？会显示函数的源码： 

？还有一个用途，就是像Unix或Windows命令行一样搜索IPython的命名空间。字符与通配符结合可以匹配所有的名字。例如，我们可以获得所有包含load的顶级NumPy命名空间： 

• %run命令  

可以用%run命令运行所有的Python程序。

如果一个Python脚本需要命令行参数（在sys。argv中查找），可以在文件路径之后传递，就像在命令行上运行一样。

如果想让一个脚本访问IPython已经定义过的变量，可以使用%run -i。

在Jupyter notebook中，你也可以使用%load，它将脚本导入到一个代码格中： 

• 中断运行的代码

代码运行时按Ctrl-C，无论是%run或长时间运行命令，都会导致KeyboardInterrupt。这会导致几乎所有Python程序立即停止，除非一些特殊情况。

警告：当Python代码调用了一些编译的扩展模块，按Ctrl-C不一定将执行的程序立即停止。在这种情况下，你必须等待，直到控制返回Python解释器，或者更糟糕的情况下强制终止Python进程。

• 从剪切板执行程序

若使用Jupyter notebook，可以将代码复制粘贴到任意代码格执行。在IPython shell中也可以从剪贴板执行。假设在其它应用中复制了如下代码：

最简单的方法是使用%paste和%cpaste函数。%paste可以直接运行剪贴板中的代码： 

%cpaste功能类似，但会给出一条提示： 

使用%cpaste可以粘贴任意多的代码再运行。若粘贴了错误代码，可以用Ctrl-C中断。

• 键盘快捷键

IPython有许多键盘快捷键进行导航提示（类似Emacs文本编辑器或UNIX bash Shell）和交互shell的历史命令。

 

• 魔术命令

IPython中特殊的命令（Python中没有）被称作“魔术”命令。这些命令可以使普通人物更便捷，更容易控制IPython系统。魔术命令是在指令前添加百分号%前缀。例如，可以用%timeit测量任何Python语句，例如矩阵乘法的执行时间： 

魔术命令可以被看做IPython中运行的命令行。许多魔术命令有“命令行”选项，可以通过？查看。

魔术函数默认可以不用百分号，只要没有变量和函数名相同。这个特点被称为“自动魔术”，可以用%automagic打开或关闭。

一些魔术函数与Python函数很像，它的结果可以赋值给一个变量： 

• 集成Matplotlib

在IPython shell中，运行%matplotlib可以进行设置，可以创建多个绘图窗口，而不会干扰控制台session： 

在JUpyter中，命令有所不同：