Jupyter Notebook 使用教程

2024-07-14 12:55:23

Jupyter Notebook 使用教程

1. 概述

Jupyter Notebook是一个开源的Web应用程序，允许您创建和共享包含代码、方程、可视化和叙述文本的文档。它在数据清理和转换、数值模拟、统计建模、数据可视化和机器学习等领域得到了广泛应用。

2. 启动Jupyter Notebook

在命令行中输入以下命令启动Jupyter Notebook：

jupyter notebook

运行此命令后，您的默认浏览器将自动打开，并显示Jupyter Notebook的界面。如果未自动打开，可以在浏览器中输入以下地址手动打开：

http://localhost:8888/

3. 创建新的Notebook

在Jupyter Notebook界面中，您可以通过以下步骤创建一个新的Notebook：

点击右上角的“New”按钮，会弹出一个下拉菜单。
在下拉菜单中选择“Python 3”来创建一个新的Notebook。

此时，浏览器将打开一个新的标签页，显示一个新的Notebook。在这里，您可以输入和运行Python代码。

4. Notebook界面介绍

Jupyter Notebook界面主要由以下几个部分组成：

文件导航栏：显示您当前目录下的所有文件和文件夹。
菜单栏：包含文件操作、编辑、视图等选项。
工具栏：包含常用操作按钮，如保存、添加单元格、运行单元格等。
单元格区域：用于输入和运行代码或文本。

5. 使用代码单元格

代码单元格用于输入和运行Python代码。

5.1 输入和运行代码

在单元格中输入Python代码，例如：
```
print("Hello, Jupyter!")
```
按Shift + Enter键运行当前单元格中的代码，并移动到下一个单元格。您也可以点击工具栏中的运行按钮（带有箭头的三角形）。

5.2 查看输出

代码运行后，输出结果会显示在代码单元格的下方。例如，上面的代码运行后会显示：

Hello, Jupyter!

6. 使用Markdown单元格

Markdown单元格用于输入格式化文本、方程和其他非代码内容。

6.1 输入和渲染Markdown

将单元格类型设置为Markdown。可以点击工具栏中的下拉菜单选择“Markdown”，或者按Esc键进入命令模式，然后按M键将当前单元格转换为Markdown单元格。

在单元格中输入Markdown内容，例如：

# 这是一个标题
这是一个段落。您可以使用**粗体**和*斜体*格式化文本。

按Shift + Enter键渲染Markdown内容。

6.2 插入方程

您可以使用LaTeX语法在Markdown单元格中插入数学方程。例如：

这是一个行内方程：$E=mc^2$

这是一个块级方程：
$$
a^2 + b^2 = c^2
$$

渲染后，将显示为：

这是一个行内方程： $E=mc^2$

这是一个块级方程：
$a^2 + b^2 = c^2$

7. Notebook的基本操作

7.1 添加和删除单元格

添加单元格：点击工具栏中的+按钮，或者在命令模式下按A键在当前单元格上方添加新单元格，按B键在当前单元格下方添加新单元格。
删除单元格：选中单元格后，点击工具栏中的剪刀图标，或者在命令模式下按DD键删除当前单元格。

7.2 移动单元格

在命令模式下，使用以下快捷键移动单元格：

按K键或上箭头键将选中单元格向上移动。
按J键或下箭头键将选中单元格向下移动。

7.3 合并和拆分单元格

合并单元格：选中多个单元格后，点击菜单栏中的“Edit” > “Merge Cells”选项，或者按Shift + M键合并选中的单元格。
拆分单元格：选中单元格后，点击菜单栏中的“Edit” > “Split Cell”选项，或者按Ctrl + Shift + -键在光标处拆分当前单元格。

7.4 更改单元格类型

在命令模式下，按以下快捷键更改单元格类型：

按Y键将单元格类型更改为代码单元格。
按M键将单元格类型更改为Markdown单元格。

8. 保存和导出Notebook

8.1 保存Notebook

手动保存：点击工具栏中的保存图标，或者按Ctrl + S键保存当前Notebook。
自动保存：Jupyter Notebook会自动保存您的工作，但定期手动保存是一个好习惯。

8.2 导出Notebook

您可以将Notebook导出为多种格式：

点击菜单栏中的“File” > “Download as”选项。
选择您需要的格式，例如.ipynb（Jupyter Notebook格式）、.py（Python脚本）、.html（HTML文档）等。

9. 扩展功能和技巧

9.1 使用魔术命令

Jupyter Notebook提供了许多魔术命令，用于增强代码的功能。例如：

%matplotlib inline：在Notebook中内嵌显示Matplotlib图表。
%timeit：测量代码运行时间。

9.2 安装和使用扩展

您可以通过nbextensions来扩展Jupyter Notebook的功能：

安装jupyter_contrib_nbextensions：

pip install jupyter_contrib_nbextensions
jupyter contrib nbextension install --user

启用扩展：

jupyter nbextension enable <extension_name>

9.3 使用版本控制

Jupyter Notebook支持版本控制，您可以通过以下步骤启用：

安装nbdime：

pip install nbdime
nbdime config-git --enable

使用Git进行版本控制：

git init
git add <notebook_name>.ipynb
git commit -m "Initial commit"

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