[譯] 那些讓你如虎添翼的 Jupyter Notebooks 進階外掛神器

摘要： From towardsdatascience 編譯：Simon's Road Jupyter notebook是一款學習和科研的神奇，相信很多小夥伴已經利用它在學術科研、研究開發的道路上收穫了便捷易用、可視直觀的優點。但除了可以在瀏覽器編輯執行程式碼、一系列...

From towardsdatascience 編譯：Simon's Road

Jupyter notebook是一款學習和科研的神奇，相信很多小夥伴已經利用它在學術科研、研究開發的道路上收穫了便捷易用、可視直觀的優點。但除了可以在瀏覽器編輯執行程式碼、一系列暢爽的魔法命令外，jupyter還有眾多基於js開發的拓展外掛能幫助我們事先更加自如和高效的使用，讓我們在科研的道路上如虎添翼、健步如飛。

1. 自動補全

（Hinterland）

在通常情況下jupyter中實現程式碼補全需要主動按tab鍵，但有的時候會很期待jupyter可以實現如IDE一般的自動補全顯示，是需要輸入指令的頭部所有符合的指令變換躍然螢幕任君挑選。有了Hinterland之後，你就可以享受與其他流行的IDE（如PyCharm和VCS）一樣順滑的自動程式碼補全了，便捷高效想到就能補到。

https://jupyter-contrib-nbextensions.readthedocs.io/en/latest/nbextensions/hinterland/README.html

2. 單元格分置

（Split Cells Notebook）

從vim到sublime，各類編輯器都支援多視窗編輯、檢視程式碼。如果notebook可以實現這樣的功能就可以在寬屏顯示器上自由的施展拳腳了。notebook中split功能為我們貼心地準備了這個功能，只需輕輕一點就可以將原先垂直順序排列的單元格變成水平排列，更好的檢視與分析程式碼和計算結果。通過該擴充套件外掛可以將Notebook的單元格分開，再將它們相鄰放置。

3. 插入常用程式碼片

(Snippets)

在程式碼中存在很多可以複用的程式碼片，比如說每次程式開頭都需要import的一大堆包和一些常用的資料操作、繪圖指令。為了便捷的複用這些指令，Snippets為我們提供了一鍵插入程式碼片段的功能，從此再也不用辛苦的輸入那些常用的指令，甚至copy-paste都免了，輕輕一點程式碼出現！此擴充套件外掛為Notebook工具欄添加了一個下拉選單，允許將程式碼片段單元格輕鬆插入當前Notebook中。

4. 摺疊單元格

(Collapsible Headings)

程式碼寫的太長、註釋寫的太多、整個note太亂了，又長又沒有清晰的結構該如何是好呀？Collapsible Headings允許Notebook根據標題來分隔的可摺疊部分。如果Notebook中有很多不整潔的程式碼，我們就可以摺疊起來免除了反覆滾動的煩惱，同時也為整個notebook帶來了整潔的視覺體驗。

5.幻燈片放映

(Slideshow)

Notebooks是教學和編寫可解釋程式碼的有效工具。無論是給同學講解程式碼還是給老闆彙報進展，一份動態、順滑、有程式碼有圖片的報告總會帶來很好的效果。 Jupyter Notebooks可輕鬆轉換為幻燈片，將你的工作轉換為圖文並茂的生動報告，也許我們就不再需要PPT啦~

我們可以通過以下兩個方式來實現：

· Jupyter的內建幻燈片

在你的notebook中，可以通過工具欄導航到 View → Cell Toolbar → Slideshow 。

這時每個單元格頂部都會出現一個淺灰色條，您可以根據不同的五種特性自定義幻燈片，其中幻燈片是主要的呈現形式，還包括可以上下滑動的自幻燈片和浮動的碎片。

在設定完成後轉到notebook所在的目錄，執行以下程式碼：

幻燈片將顯示在本地8000埠。此外目錄中將生成.html檔案，您也可以從那裡雙擊訪問幻燈片。

· RISE （Reveal.js  plugin）

jupyter的問題在於無法再執行幻燈片的時候執行程式碼，而RISE提供了邊演示便執行的解決方案。RISE是Reveal.js — Jupyter/IPython Slideshow Extension 的首字母縮寫。 它利用reveal.js來執行幻燈片。這非常有用，因為它能在不必退出幻燈片的情況下執行程式碼。 使用如下命令進行安裝：

在適當的目錄安裝JS和 CSS:

現在我們就會發現一個新的擴充套件，上面寫著“Enter/Exit RISE Slideshow.”。

邊演示便執行真的很爽，是時候向老闆展示你真正的實力了。

6. 魔法工具包

（Jupyter Widgets）

Widgets是在jupyter裡具有代表性的多事件python物件，通常作為滑塊、文字框等控制元件使用。Widgets可用於構建互動式圖形使用者介面。 通過以下命令來安裝它們：

其中包含了一系列優秀的視覺化互動控制元件，從引數調整到檔案遍歷，從顏色拾取到繪圖風格變換，豐富且有用的小工具你一定會喜歡的。

https://github.com/jupyter-widgets/ipywidgets/blob/1223d4128aebe6c8831a034a73d1546a91f5138a/docs/source/examples/Widget%20Basics.ipynb

互動控制元件

這是IPython中widgets最簡單的使用方法。

互動功能（ipywidgets.interact）會自動為程式碼和資料建立使用者介面（UI）控制元件。在資料探索過程中，通常要一次又一次地重新執行相同的單元，而每次都只會稍微改變下輸入引數，這種致操作方式效率十分低下。理想解決方案是使用互動式控制元件，無需重寫或重新執行程式碼即可更改輸入。 使用IPython widgets（ipywidgets），您可以使用一行程式碼構建互動式控制元件。該庫允許我們將Jupyter Notebooks從靜態文件轉換為互動式儀表板，非常適合資料的探索和視覺化資料。

我們可以使用 @interact 修飾器快速將任何普通函式轉換為互動式控制元件，例如改變x的取值：

快速迴圈遍歷所有影象，而無需重新執行單元程式。 如果調試卷積神經網路並想要檢查網路錯分類的影象，這招就很管用。

Widgets在資料探索方面的用途是多種多樣的。 還可以用來便捷地分析兩列資料間的相關性，對於資料科學家和統計學家十分有用。

播放控制元件

Play widget能以一定速度按照整數序列來迴圈播放動畫，並可以通過滑塊的值來控制播放相關引數。

日期選擇器控制元件

日期選擇器控制元件 Date picker 可在Chrome和IE Edge中使用，但目前暫時無法在Firefox或Safari中使用，因為它們不支援HTML日期輸入欄位。

顏色選擇控制元件

Color picker 可以調出調色盤，供你選擇最中意的顏色：

表格控制元件

表格控制元件Tab可以構建類似excel的表格，便於展示和視覺化資料：

Widgets for Plots 繪圖控制元件

互動式控制元件對於選擇資料繪製特別有用，我們同樣可以使用@interact修飾器將資料視覺化函式轉為控制元件：

這裡，cufflinks+plotly的組合用來實現互動式繪圖。如果繪圖的更新速度有點慢，我們可以使用@interact_manual，手動點選按鈕來進行更新。

Qgrid

Qgrid主要關注DataFrame物件。 它使用SlickGrid在Jupyter notebook中渲染pandas DataFrame。 這使您可以使用直觀的滾動、排序和篩選控制元件來瀏覽DataFrame，還可以通過雙擊單元格來編輯DataFrame，可以便捷高效的檢視dataframe中的資料：

7. 視訊/PDF/url外掛

使用IPython的顯示模組，您可以輕鬆地將URLs、pdf和視訊嵌入到您的Jupyter Notebooks中。

顯示pdf，組會講論文神器呀：

再來個視訊佐證自己的觀點吧：

8. Jupyter主題

原生的白色主題太扎眼了，好想用暗色系的主題保護眼睛，安心擼程式碼？就像你用的IDE概要或主題設定？ 安裝jupyterthemes就可解你的燃眉之急。

Jupyter也有同樣的功能，這些主題還可以增強了程式碼的顯示, 可以定製自己喜歡的字型字號和背景顏色。雖然主題數量不多，但用起來相當不錯，以後也會越來越多。

寫在最後

如果你對這些拓展功能躍躍欲試啦，那就趕快給你的jupyter新增想要的外掛吧！外掛安裝連線請參考：

https://jupyter-contrib-nbextensions.readthedocs.io/en/latest/install.html

還可以發掘原始碼進行學習，他日寫出自己中意的外掛：

https://github.com/ipython-con trib/jupyter_contrib_nbextensions/tree/master/src/jupyter_contrib_nbextensions/nbext ensions

jupyterlab外掛：

https://jupyterlab.readthedocs.io/en/stable/user/extensions.html

-The End-

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