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本文总结了28种Jupyter Notebook的使用技巧。

[ 导读 ]最近做实验一直是用Jupyter Notebook编程，有一种打草稿的便捷感，在dataquest上看到一篇博客总结了28种Jupyter Notebook的使用技巧。为了方便大家理解，对原文一个简略的地方进行了适当的解释和扩充。希望大家在用Jupyter Notebook编程时可以更加爽快。

00 Jupyter Notebook是什么

Jupyter Notebook，以前称为IPython Notebook，是一种灵活的python编程工具，可以用来创建可读的分析。在Jupyter Notebook上可以将代码、图像、注释、公式和可视化结果保存在一起。在这篇文章中，我们介绍了一些非常实用的Jupyter Notebook高级使用技巧，让Jupyter Notebook成为你编程的超级利器！

01 实用的快捷键

Jupyter Notebook有很多的快捷键，编程时使用这些快捷键将提高你的编程效率。想知道Jupyter Notebook有哪些快捷键，你可以在它的下拉菜单Help>Keyboard Shortcuts中找到。或者在command model中按下H查看。每次更新Jupyter的时候你都最好看看有哪些新的快捷键。还有一个方法调用快捷键，那就是使用Ctrl + Shift + P调出command palette。在这个对话框中你可以输入快捷功能的名字来使用快捷键，比如你想重启kernel，那就在对话框中输入’restar’，command palette会自动显示候选的功能。这个功能类似Mac上的Spotlight工具。

我的一些常用快捷键：

• Esc进入command mode
• 在command mode下：A/B可以在上/下方插入新的cell，M切换到Markdown模式下，Y切回编程模式，D+D删除当前cell
• Enter从command mode返回edit mode
• Shift + Tab会显示你刚才输入对象的文档
• Ctrl + Shift + –将会分割你的cell
• Esc + F查找替换代码（不包含输出部分）
• Esc + O隐藏cell的输出
• 你还可以选对多个cell进行操作：Shift + J或Shift + Down向下选择，Shift + K或Shift + Up向上选择，Shift + M合并多个cell

02 整齐的变量输出

当你的cell最后是一个变量名，那么你不需要用print就可以输出了。特别是你要输出Pandas DataFrames的时候，这很有用。不过我要教你一个少有人知道的技巧，指定ast_note_interactivity参数为all来一次性输出多个变量而不用print。

ore.interactiveshellimportInteractiveShellInteractiveShell.ast_node_interactivity ="all"frompydatasetimportdata
quakes = data(quakes)
quakes.head()
quakes.tail()输出的效果是将head和tail都输出，而不是只有tail输出

如果你希望所有Jupyter 的cell都这样输出，创建一个文件~/.ipython/profile_default/ipython_config.py并输入以下代码：

c= get_config()Run all nodes interactivelyc.InteractiveShell.ast_node_interactivity="all"

03 快速链接文档

你可以在Help菜单中看到一些常用库，如NumPy, Pandas, SciPy and Matplotlib的文档。不过你还可以在方法前面加?来查看对应的文档。

执行下面这行代码在Jupyter Notebkook中?str.replace()将显示文档Docstring:
S.replace(old,new[,count]) ->strReturna copyofSwithalloccurrencesofsubstringold replacedbynew.Ifthe optional argumentcountisgiven,onlythefirstcountoccurrencesarereplaced.Type:      method_descriptor

04 在notebooks中绘图

常用的绘图库包括：matplotlib, Seaborn, mpld3, bokeh, plot.ly, Altair

05-15 魔法命令

由于Jupyter是基于IPython内核的，所以Jupyter可以使用IPython内核中的Magics命令。可以使用%lsmagic查看所有的magic命令。

• %env，设置环境变量

Running %env without any argumentslists all environment variablesThe line below sets the environmentvariable%env OMP_NUM_THREADS%env OMP_NUM_THREADS=4outputenv: OMP_NUM_THREADS=4

• %run，执行python代码

有时候你有一份已经写好的*.py文件，你可以在Jupyter中执行它。

this will execute and show the output fromall code cells of the specified notebook%run ./two-histograms.ipynb

• %load，导入外部脚本

有时候你想运行一个外部脚本，但是想用Jupyter加一些代码，那么你可以先把它load进Jupyter。

你有一个hello_world.py文件
 内容是if__name__ =="__main__":print("Hello World!")
 在Jupyter中先用%load载入
%load./hello_world.py

 运行%load./hello_world.py命令后，在你的cell中就出现以下几行代码（你执行的%run语句会显示已经注释）
 %load./hello_world.pyif__name__ =="__main__":print("Hello World!")

• %store，在notebook之间传递变量

在notebook A 中data =this is the string I want to pass to different notebook%store data
del dataThis has deleted the variable在notebook B 中%store -r dataprint(data)显示this is the string I want to pass to different notebook

• %who，显示所有的变量

某个cell中有以下四行代码one ="for the money"two ="for the show"three ="to get ready now go cat go"%who str输出为one   three   two

• %%time和%timeit

%%time将提供代码单次运行的信息，%%timeit将默认运行你的代码100,000次，提供最快运行三次的平均结果。

• %%writefile和pycat，导出单元格的内容/显示外部脚本的内容

%%writefile保存cell内容到外部文件。%pycat正好相反。

• %prun，显示程序中每个函数的调用信息

• %pdb，代码调试

详细的介绍在：

https://docs.python.org/3.5/library/pdb.htmldebugger-commands

• 为视网膜(Retina)屏输出高分辨率图像

常规图像x = range(1000)
y = [i ** 2 for i in x]
plt.plot(x,y)
plt.show();视网膜(Retina)图像%config InlineBackend.figure_format =retina
plt.plot(x,y)
plt.show();

16 在函数末尾加入分号可以抑制输出

在函数末尾加分号可以抑制函数的输出。

17 执行shell命令

在shell命令前面加!

ore.interactiveshellimportInteractiveShellInteractiveShell.ast_node_interactivity ="all"frompydatasetimportdata
quakes = data(quakes)
quakes.head()
quakes.tail()输出的效果是将head和tail都输出，而不是只有tail输出

18 用LaTex写公式

在markdown cell 中书写LaTeX时，它会被 MathJax 渲染成一个公式

19 在一个notebook中运行多种kernel的代码

如果想要的话，你可以在一个notebook中运行多种kernel的代码。在每个cell的开头使用相关的魔法命令来声明你想使用的 kernel。

c= get_config()Run all nodes interactivelyc.InteractiveShell.ast_node_interactivity="all"

20 为Jupyter安装其他的kernel

Jupyter其实不止可以用于python编程，安装一个R内核它就可以用于R语言编程。

通过Anaconda安装conda install -c r r-essentials手动安装你需要先从https://cloud.r-project.org下载安装R然后在R控制台下运行以下代码install.packages(c(repr,IRdisplay,crayon,pbdZMQ,devtools))
devtools::install_github(IRkernel/IRkernel)
IRkernel::installspec()to register the kernel in the current R installation

21 在同一个notebook中运行R和Python

你可以安装rpy2用pip install rpy2

%load_extrpy2.ipython%Rrequire(ggplot2)array([1],dtype=int32)importpandasaspddf=pd.DataFrame({Letter:[a,a,a,b,b,b,c,c,c],X:[4,3,5,2,1,7,7,5,9],Y:[0,4,3,6,7,10,11,9,13],Z:[1,2,3,1,2,3,1,2,3]})%%R-idfggplot(data=df)+geom_point(aes(x=X,y=Y,color=Letter,size=Z))

22 用其他语言来写函数

有时numpy的速度不够快，我需要写一些快速的代码。原则上，可以在动态库中编译函数并编写python包装器…但是把这个无聊的部分做完会更好，对吧?您可以用cython或fortran编写函数，并直接从python代码中使用这些函数。首先你需要安装cython：

!pip install cython fortran-magic
%load_ext Cython
%%cythondefmyltiply_by_2(float x):return2.0* x
myltiply_by_2(23.)

就个人而言我建议使用fortran：

%load_extfortranmagic%%fortransubroutinecompute_fortran(x,y,z)real,intent(in)::x(:),y(:)real,intent(out)::z(size(x,1))z=sin(x+y)endsubroutinecompute_fortrancompute_fortran([1,2,3],[4,5,6])

23 多行编辑模式

你可以在Jupyter中使用多行编辑模式，只需要按住Alt键。

24 在Jupyter上安装插件

Jupyter-contrib extensions是一个插件库，包含了很多实用的插件，包括jupyter spell-checker和code-formatter。使用以下命令安装Jupyter-contrib extensions

执行下面这行代码在Jupyter Notebkook中?str.replace()将显示文档Docstring:
S.replace(old,new[,count]) ->strReturna copyofSwithalloccurrencesofsubstringold replacedbynew.Ifthe optional argumentcountisgiven,onlythefirstcountoccurrencesarereplaced.Type:      method_descriptor

安装成功后Jupyter-contrib extensions会以菜单栏的方式显示在界面上。

25 从notebook中创建PPT

安装RISE工具就可以从已有的notebook中创建powerpoint风格的演示了。

conda install -c damianavila82 rise或pip install RISE安装RISE。

激活RISEjupyter-nbextensioninstallrise--py --sys-prefixjupyter-nbextensionenablerise--py --sys-prefix

26 Jupyter输出系统

使用IPython.display这个库可以将多媒体文件排列输出。

27 大数据分析

推荐使用ipyparallel，pyspark工具以及%%sql魔法命令进行大数据查询，处理。

28 分享notebooks

通常分享*.ipynb文件是最简单的方式。但是如果你要给不用Jupyter的人分享有以下几种选择：

• 使用File – Download as – HTMLl菜单选项将笔记本转换为html文件
• 在github或者gist.github.com上分享notebooks
• 使用jupyterhub搭建你自己的分享系统
• 在dropbox上存储你的notebook并且将链接挂到https://nbviewer.jupyter.org上
• 使用File – Download as – PDF保存notebook为PDF

最后希望大家看完这篇安利后可以愉快地使用Jupyter Notebook~

参考资料

28 Jupyter Notebook Tips, Tricks, and Shortcuts

https://www.dataquest.io/blog/jupyter-notebook-tips-tricks-shortcuts

与作者交流

github：

https://github.com/keloli

blog：

https://www.jianshu.com/u/d055ee434e59

编辑：于腾凯

校对：林亦霖

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