Jupyter Notebook认识、安装和启动以及使用

Jupyter Notebook 是一种交互性强，易于学习和使用的支持多种编程语言计算环境，方便代码测试和调试，可以创建包含代码、文本、方程式和可视化的富文档。 它广泛用于数据科学、机器学习、深度学习和教育领域。 是一个值得学习的python运行环境，本文将介绍Jupyter Notebook功能和特点、安装和启动以及基本使用。

一、认识Jupyter Notebook

1.1 Jupyter Notebook概述

Jupyter Notebook 是一种交互式计算环境，允许你创建和共享包含代码、方程式、可视化和叙述文本的文档。 它广泛用于数据科学、机器学习、深度学习和教育领域。

图1 Jupyter显示的界面

1.2 Jupyter Notebook 重要特性

(1)交互式代码执行

你可以逐个单元格执行代码，并立即查看结果。 这使得代码的测试和调试更加方便。

(2)支持多种编程语言

Jupyter Notebook 支持多种编程语言，包括 Python、R、Julia、Scala 等等。 你可以在同一个 Notebook 中混合使用多种语言。

(3)富文本编辑

可以使用 Markdown 语法在 Notebook 中添加标题、段落、列表、链接、图像等富文本内容，使得 Notebook 更易于阅读和理解。

(4)代码高亮

代码具有语法高亮显示，提高了代码的可读性。

(5)可视化

可以直接在 Notebook 中创建和显示各种图表和可视化结果，例如 Matplotlib、Seaborn 等库生成的图表。

(6)版本控制

Jupyter Notebook 文件通常以 .ipynb 扩展名保存，可以与版本控制系统 (如 Git) 集成。

(7)共享和协作

可以轻松地将 Jupyter Notebook 文件共享给他人，并进行协作。 你可以导出为 HTML、PDF、Markdown 等多种格式。

二、安装jupyter和启动jupyter notebook

2.1 普通安装方法

在确保已经安装好python软件的基础上（python安装方法见博文:python安装方法链接），安装jupyter工具的方法，在电脑cmd指令窗口中使用pip安装：

pip install notebook -i  https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

或者

pip install notebook

安装完成后，会在python安装文件夹下的site-packages文件夹的：

2.2 使用Anaconda中的安装

如果使用 Anaconda，可以使用 conda 安装：

conda install -c conda-forge notebook

三、启用jupyter note和使用

3.1 启用jupyter notebook的两种方法

（1）方法一：程序启动法

建立一个后缀为.py的启用程序，程序代码为：

import os
# !jupyter notebook
os.system("jupyter notebook")  # 用 os.system 函数更稳健

运行上述代码后，就可以在浏览器中打开jupyter notebook
如图2所示：

图2 启动Jupyter notebook的网页界面

（2）方法二：cmd指令框启动法

安装完成后，在终端或命令提示符中输入：

 jupyter notebook 

命令启动 Jupyter Notebook 服务器。 这会在你的默认浏览器中打开一个网页界面。

图3 通过指令窗输入jupyter notebook启动

此外，启动jupyterlab方法，在终端或命令提示符中输入：

jupyter lab

3.2 新建一个jupyter notebook文件并使用

3.2.1 创建一个jupyter notebook文件

图4 新建一个jupyter notebook文件

对新建的jupyter notebook文件重命名（比如命名为ex_1），选择你想要使用的内核 (例如，Python 3)，并编写简单程序测试，如图5所示。

图5 jupyter note中简单的测试代码
在 Notebook 中，你可以编写代码、执行代码、查看输出结果。 每个代码块被称为一个单元格 (cell)。

3.2.2 Notebook 中添加文本和运行单元格

(1) 添加文本

可以使用 Markdown 语法在 Notebook 中添加文本、标题、列表等内容。

(2) 运行单元格

点击单元格左侧的运行按钮 (或按 Shift+Enter) 来运行单元格中的代码。

3.2.3 保存和导出

（1）保存 Notebook

定期保存你的 Notebook 文件，以防止数据丢失。

（2）导出 Notebook

可以将 Notebook 导出为各种格式，例如 HTML、PDF、Markdown 等。

四、优缺点比较

4.1 优点

① 交互性强，易于学习和使用。
②方便代码测试和调试。
③支持多种编程语言。
④可以创建包含代码、文本和可视化的富文档。

4.2 缺点

① 需要安装 Jupyter Notebook。
② 大规模项目可能难以管理。
③ 并非所有环境都兼容。

五、总结

Jupyter Notebook 是一个强大的工具，特别适合用于数据分析、机器学习和教学。 它可以帮助更有效地组织和分享你的工作。

参考资料

Project Jupyter 文档链接: Project Jupyter Documentation