Jupyter Notebook使用指南：终极教程

Jupyter Notebook使用指南：终极教程

Jupyter Notebook是一个开源的网络应用程序，允许用户创建和共享包含实时代码、方程式、可视化和叙述性文本的文档。它广泛应用于数据清洗、数值模拟、统计建模、数据可视化、机器学习等领域。Jupyter支持超过40种不同的编程语言，其中Python是主要支持的语言之一。

安装Jupyter Notebook

使用Anaconda

要使用Anaconda安装Jupyter Notebook：下载并安装最新版本的Python 3版Anaconda。它默认包含Jupyter Notebook、Python和其他必要包，对于初学者来说是一个简单且推荐的选择。

使用pip

或者你可以使用pip安装：

python3 -m pip install --upgrade pip
python3 -m pip install jupyter

启动Jupyter Notebook

要在终端中启动Jupyter Notebook，输入以下命令：

jupyter notebook

这将在终端中打印一些关于笔记本服务器的信息，包括Web应用程序的URL（默认为http://localhost:8888），然后在默认浏览器中打开此URL。

启动后，你会看到Notebook Dashboard，它列出了所有可用的笔记本、文件和子目录。通常建议在包含你的笔记本的目录中启动服务器，比如你的主目录。

创建笔记本

要创建一个新的笔记本，点击右上角的新建按钮。点击它以打开下拉列表，然后点击Python3，将打开一个新的笔记本。

在Jupyter Notebook中编写和运行代码

在成功安装并创建笔记本后，让我们看看如何在其中编写代码。Jupyter笔记本由单元格组成，你可以在其中编写和执行代码。例如，如果你创建了一个Python3笔记本，你可以在单元格中编写Python3代码。现在，让我们添加以下代码：

print("Hello, World!")

要运行一个单元格，可以选择单元格后点击运行按钮，或按Shift+Enter。在Jupyter笔记本中编写上述代码后的输出如下：

Jupyter Notebook中的单元格

单元格可以被认为是Jupyter的核心。在上面的截图中，带有绿色边框的框就是一个单元格。有3种类型的单元格：

• 代码：这是编写代码的地方，执行代码后会在单元格下方显示输出。代码类型取决于你创建的笔记本类型。例如，下面是一个简单的斐波那契数列代码示例，该代码还从用户获取输入。

上面代码中的文本栏用于从用户获取输入。上述代码的输出如下：

• Markdown：Markdown是一种流行的标记语言，是HTML的超集。Jupyter Notebook也支持Markdown。可以通过单元格菜单将单元格类型更改为Markdown。

添加标题：可以通过在任何行前添加单个或多个“#”后跟空格来添加标题。

添加列表：在Jupyter Notebook中添加列表非常简单。可以使用“*”符号添加列表，并通过缩进来创建嵌套列表。

添加LaTeX方程：可以在代码周围用“$”包围LaTeX代码来添加LaTeX表达式，如果要在中间编写表达式，则用“$$”包围LaTeX代码。

添加表格：可以通过以下格式添加表格。

• Raw NBConverter：原始单元格提供直接写入输出的功能。这种单元格不会被Jupyter Notebook评估。经过nbconvert处理后，原始单元格将不加修改地出现在目标文件夹中。例如，你可以在原始单元格中编写完整的Python代码，只有在通过nbconvert转换后才能由Python渲染。

理解Jupyter Notebook内核

每个Jupyter笔记本背后都运行着一个内核，执行代码并存储变量。内核在整个笔记本会话期间保持活动状态。例如，如果在一个单元格中导入模块，那么该模块将对整个文档可用。以下是内核的一些选项：

• 重启：这将重启内核，清除所有定义的变量、清除导入的模块等。
• 重启并清除输出：这将执行与上述相同的操作，但还会清除显示在单元格下方的所有输出。
• 重启并运行所有：这与上述相同，但还会按从上到下的顺序运行所有单元格。
• 中断：此选项将中断内核执行。在程序持续执行或内核卡在某些计算时，这可能很有用。

命名单词本和保存

默认情况下，新笔记本被命名为“Untitled”。要重命名它：点击笔记本标题，然后输入新名称并确认。Jupyter会自动定期保存笔记本，但你也可以手动保存它们，方法是点击文件>保存检查点（Ctrl + S）。

通过扩展扩展Jupyter Notebook

可以通过扩展为Jupyter添加新功能。扩展是JavaScript模块。你可以编写自己的扩展，访问页面的DOM和Jupyter JavaScript API。Jupyter支持四种类型的扩展：

• Kernel
• IPython Kernel
• Notebook
• Notebook server

安装扩展

大多数扩展都可以使用Python的pip工具安装。如果扩展不能使用pip安装，则可以使用以下命令安装：

jupyter nbextension install extension_name

上述命令仅安装扩展，但不会启用它。要启用它，请在终端中输入以下命令：

jupyter nbextension enable extension_name