Python神器 Jupyter Notebook
什麼是Jupyter Notebook？
簡介
Jupyter Notebook是基於網頁的用於互動計算的應用程式。其可被應用於全過程計算：開發、文件編寫、執行程式碼和展示結果。
簡而言之，Jupyter Notebook是以網頁的形式開啟，可以在網頁頁面中 直接 編寫程式碼和執行程式碼，程式碼的執行結果也會直接在程式碼塊下顯示。如在程式設計過程中需要編寫說明文件，可在同一個頁面中直接編寫，便於作及時的說明和解釋。
組成部分
1，網頁應用
網頁應用即基於網頁形式的、結合了編寫說明文件、數學公式、互動計算和其他富媒體形式的工具。 簡言之，網頁應用是可以實現各種功能的工具。
2，文件
即Jupyter Notebook中所有互動計算、編寫說明文件、數學公式、圖片以及其他富媒體形式的輸入和輸出，都是以文件的形式體現的。
Jupyter Notebook的主要特點
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程式設計時具有 語法高亮 、縮排、tab補全的功能。
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可直接通過瀏覽器執行程式碼，同時在程式碼塊下方展示執行結果。
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對程式碼編寫說明文件或語句時，支援Markdown語法。
如何安裝Jupyter Notebook？
Jupyter Notebook原來也叫iPython Notebook，顧名思義，它和Python關係緊密。如果要在PC上安裝筆記本，首先你要確保自己已經安裝了Python（2.7/3.3或更高），這是必備條件。
1，Anaconda
官方在文件中強烈建議新使用者用Anaconda打包安裝Python和Anaconda——所謂懶人方法，小白必備。其實除了提到的兩個工具，Anaconda還包含資料科學和機器學習中經常需要用到的各種軟體包，只需下載、解壓、安裝，所有工具就都一步到位了。
下載地址： https://jupyter.readthedocs.io/en/latest/install.html
安裝好後檢查有沒有加下面的環境變數：
2，pip
如果你很欣賞自己，或者因為某些因素就是不想用Anaconda，你也可以用pip。當然首先，你得確保自己的機器上有pip的最新版本。
# Linux和OSX pip install -U pip setuptools # Windows python -m pip install -U pip setuptools 然後，安裝Jupyter Notebook： #Python2使用者看這裡 pip install jupyter #Python3使用者不要跑 pip3 install jupyter
執行Jupyter Notebook
幫助
如果你有任何jupyter notebook命令的疑問，可以考慮檢視官方幫助文件，命令如下：
jupyter notebook --help # 或 jupyter notebook -h
啟動
預設埠啟動
在終端中輸入以下命令：
jupyter notebook
執行命令之後，在終端中將會顯示一系列notebook的伺服器資訊，同時瀏覽器將會自動啟動Jupyter Notebook。
啟動過程中終端顯示內容如下：
$ jupyter notebook [I 21:58:24.417 NotebookApp] Serving notebooks from local directory: /Users/catherine [I 21:58:24.417 NotebookApp] 0 active kernels [I 21:58:24.417 NotebookApp] The Jupyter Notebook is running at: http://localhost:8888/ [I 21:58:24.417 NotebookApp] Use Control-C to stop this server and shut down all kernels (twice to skip confirmation).
注意：之後在Jupyter Notebook的所有操作，都請保持終端 不要關閉 ，因為一旦關閉終端，就會斷開與本地伺服器的連結，你將無法在Jupyter Notebook中進行其他操作啦。
瀏覽器位址列中預設地將會顯示： http://localhost:8888 。其中，“localhost”指的是本機，“8888”則是埠號。
如果你 同時 啟動了多個Jupyter Notebook，由於預設埠“8888”被佔用，因此位址列中的數字將從“8888”起，每多啟動一個Jupyter Notebook數字就加1，如“8889”、“8890”……
指定埠啟動
如果你想自定義埠號來啟動Jupyter Notebook，可以在終端中輸入以下命令：
jupyter notebook --port <port_number>
其中，“<port_number>”是自定義埠號，直接以數字的形式寫在命令當中，數字兩邊不加尖括號“<>”。如： jupyter notebook --port 9999 ，即在埠號為“9999”的伺服器啟動Jupyter Notebook。
啟動伺服器但不開啟瀏覽器
如果你只是想啟動Jupyter Notebook的伺服器但不打算立刻進入到主頁面，那麼就無需立刻啟動瀏覽器。在終端中輸入：
jupyter notebook --no-browser
此時，將會在終端顯示啟動的伺服器資訊，並在伺服器啟動之後，顯示出開啟瀏覽器頁面的連結。當你需要啟動瀏覽器頁面時，只需要複製連結，並貼上在瀏覽器的位址列中，輕按回車變轉到了你的Jupyter Notebook頁面。
例圖中由於在完成上面內容時我同時啟動了多個Jupyter Notebook，因此顯示我的“8888”埠號被佔用，最終分配給我的是“8889”。
用法
如果你想新建一個筆記本，單擊面板右側的“New”，它會跳出 4個選項 ：
Python 3
Text File
Folder
Terminal
選擇Text File後，你會得到一個空白的頁面。它相當於一個文字編輯器（類似於Ubuntu上的應用程式），你可以在上面輸入任何字母、單詞和數字，所以選擇好程式語言後，你是可以在上面寫指令碼的。此外，它還提供查詢和替換檔案中的單詞的功能。
選擇Folder後，你其實是在編輯資料夾列表。你可以建立一個新資料夾，把所需文件放進裡面，或者修改它的名稱、直接把它刪除。
而Terminal的工作方式和Mac、Linux計算機上的Terminal一樣，都是在Web瀏覽器中建立終端支援。只需在終端輸入Python，一個Python指令碼就寫好了。
匯入最常見的Python庫來啟動筆記本，如pandas和numpy。在程式碼上方的選單中，那些圖示依次表示新增、編輯、剪下、向上移動cell、向下移動cell、執行程式碼、停止執行和撤銷。
這個下拉的列表提供了 四個選項：
Code：這個不言自明，就是你寫程式碼的地方；
Markdown：非常常見的輕量級標記語言，用來為程式碼添加註釋和結論；
Raw NBConvert：一個命令列工具，可以把你的筆記本轉換成另一種格式，如HTML；
Head i ng：新增標題，使你的文件看起來更乾淨整潔，它現在已經變成Markdown裡的一個語法，用兩個#表示。
快捷鍵
- 向上插入一個cell：a
- 向下插入一個cell：b
- 刪除cell：x
- 將code切換成markdown：m
- 將markdown切換成code：y
- 執行cell：shift+enter
- 檢視幫助文件：shift+tab
- 自動提示：tab
魔法指令
作為iPython的繼承者，開發人員已經在Jupyter Notebook中加入預定義的魔術命令（magic function）。這是一種增加便捷性和互動性的工具，如果要檢視命令列表，你可以輸入（注：通常不需要“%”）：
%lsmagic
當看到那一串函式列表時，也許你能從中認出幾張老面孔，如%clear、%autosave、%debug和％mkdir。只要你以前寫過程式碼，這些函式就幾乎是不可避免的。
在Jupyter Notebook中，魔術命令有兩種執行方式，一是Line-wise，而是Cell-wise。顧名思義，Line-wise就是當你想執行一個命令列的時候需要用到的，而Cell-wise面向的就不單單是一行了，它作用的是整個cell的程式碼塊。
為了區分兩種執行方式，如果是Line-wise，所有命令必須以%字元打頭；如果是Cell-wise，則用%%。
Line-wise：
%time a = range(10)
Cell-wise：
%%timeit a = range (10)
min(a)
執行外部python原始檔：%run xxx.py
計算statement的執行時間:%time statement
計算statement的平均執行時間:%timeit statement
測試多行程式碼的平均執行時間：
%%timeit
statement1
statement2
statement3