jupyter notebook / lab操作简介

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livingbody 发表于 2022/11/22 00:46:30 2022/11/22
【摘要】 Jupyter notebook/Lab 简述在数据科学,机器学习,深度学习中,我们希望即时进行图像的可视化和函数的计算,基于这种需求,人们开发出了基于网页的用于交互计算的应用程序Jupyter Notebook。在我们的教程代码也是基于Jupyter notebook。除此之外,它们可被应用于全过程计算:开发、文档编写、运行代码和展示结果。在Jupyter Notebook中编写的文档保...

Jupyter notebook/Lab 简述

在数据科学,机器学习,深度学习中,我们希望即时进行图像的可视化和函数的计算,基于这种需求,人们开发出了基于网页的用于交互计算的应用程序Jupyter Notebook。在我们的教程代码也是基于Jupyter notebook。除此之外,它们可被应用于全过程计算:开发、文档编写、运行代码和展示结果。在Jupyter Notebook中编写的文档保存为.ipynbJSON格式文件,文档可以导出为HTML、LaTeX、markdown、PDF等格式。Jupyter Notebook的主要特点有:

  • 编程时具有语法高亮缩进tab补全的功能。

  • 可直接通过浏览器运行代码,同时在代码块下方展示运行结果。

  • 以富媒体格式展示计算结果。富媒体格式包括:HTML,LaTeX,PNG,SVG等。

  • 对代码编写说明文档或语句时,支持Markdown语法。

  • 支持使用LaTeX编写数学性说明。

除此之外,好用的Jupyter Notebook还有个“双胞胎”——Jupyter Lab。Jupyter Lab是基于Web的集成开发环境,可以把它当作进化版的Jupyter Notebook。使用Jupyter Lab可以同时在一个浏览器页面打开编辑多个Notebook、Ipython console和terminal终端,甚至可以使用Jupyter Lab连接Google Drive等服务。由于Jupyter Lab拥有模块化结构,提供更多类似IDE的体验,已经有越来越多的人从使用Jupyter Notebook转向使用Jupyter Lab。

  • 安装和配置Jupyter Notebook和Jupyter Lab的方法
  • Jupyter Notebook的基本操作和快捷键
  • 使用Jupyter Notebook编写代码的方式
  • 了解Jupyter Notebook的Bash命令和魔术命令
  • 为Jupyter Notebook安装拓展插件的方法

1 Jupyter Notebook/Lab安装

  1. 安装Jupyter Notebook:激活虚拟环境后,我们只需要在终端输入指令

    conda install jupyter notebook
    # pip install jupyter notebook
    
  • 注:如果pip版本过低,还需提前运行更新pip的指令

    pip install --upgrade pip
    
  1. 安装Jupyter Lab:激活环境后,我们同样也只需要在终端输入指令

    conda install -c conda-forge jupyterlab
    # pip install jupyterlab
    
  2. 在终端输入指令打开Jupyter Notebook

    jupyter notebook  # 打开Jupyter Notebook
    jupyter lab  # 打开Jupyter Lab
    
  • 如果想要自定义端口,在终端输入如下指令修改

    jupyter notebook --port <port_number>
    
  • 如果想启动服务器但不打开浏览器,可以在终端输入

    jupyter notebook --no-browser
    

2 Jupyter Notebook/Lab配置

2.1 设置文件存放位置

​ 在使用Jupyter Notebook/Jupyter Lab时,如果我们想要更改默认文件存放路径,该怎么办?

  • Jupyter Notebook
  1. 我们首先需要查看配置文件,只需要在终端输入

    jupyter notebook --generate-config
    
  • Jupyter Lab的修改操作和Jupyter Notebook流程相似,但是在细节上有些不同
  1. 同样我们还是首先需要查看配置文件,在终端输入

    jupyter lab --generate-config
    
  2. 找到配置文件所在的文件夹,打开配置文件

  3. 修改配置文件时,用Ctrl+F快捷键查找,输入关键词,找到# c.ServerApp.notebook_dir,去掉注释。改为c.ServerApp.notebook_dir = 'D:\\Adatascience(这里填自己想改的文件路径)'

  4. 之后的步骤和Jupyter Notebook修改配置文件的第七至第十步相同

2.2 使用虚拟环境

​ 需要注意的是,Anaconda安装的虚拟环境和Jupyter Notebook运行需要的Kernel并不互通。那么我们该如何解决这个问题,并且如果我们想要切换内核(Change Kernel),该如何操作呢?

  1. 将在Anaconda中创建的虚拟环境添加ipykernel
# 如果还没创建环境,在创建时要加上ipykernel
conda create -n env_name python=3.8 ipykernel
# 如果已经创建环境,在环境中安装ipykernel
pip install ipykernel
  1. 将虚拟环境写进Jupyter
python -m ipykernel install --user --name env_name --display-name "env_name"
  1. Kernel中更换添加的虚拟环境即可

3 Jupyter Notebook\Lab基本操作

  1. 重命名文件夹:点击文件夹前的方框,再点击“Rename”
  2. 复制(Duplicate)、移动(Move)、下载(Download)、查看(View)等操作,同样可以点击文件前的方框,再点上方的图标进行操作

3.1.2 Jupyter Lab

  1. 红框内按钮从左到右分别是新建文件、新建文件夹、上传文件和刷新

  2. 上传多个文件的方法:

  • 将文件打包成一个zip压缩包
  • 上传该压缩包
  • 解压文件!unzip (压缩包所在路径) -d (解压路径),例如:!unzip coco.zip -d data/coco
  • 删除该压缩包

3.2 常用快捷键

  1. 入门操作

    # 增加,减少,剪切,保存,删除等
    # a, b, x, s, dd
    
    # 合并,执行本单元代码,并跳转到下一单元,执行本单元代码,留在本单元
    # Shift+M Shift+Enter Ctrl+Enter
    
    # 显示行数,切换markdown/code
    # l, m/y
    
  2. Jupyter Notebook中按下Enter进入编辑模式,按下Esc进入命令模式

  • 在命令模式下,点击h,会弹出快捷键窗口
  1. Jupyter Lab同样有两种模式。按下Enter进入编辑模式,按下Esc进入命令模式

  2. 快捷键汇总

​ 命令模式(按Esc

  • Enter : 转入编辑模式
  • Shift-Enter : 运行本单元,选中下个单元
  • Ctrl-Enter : 运行本单元
  • Alt-Enter : 运行本单元,在其下插入新单元
  • Y : 单元转入代码状态
  • M :单元转入markdown状态
  • R : 单元转入raw状态
  • 1 : 设定 1 级标题
  • 2 : 设定 2 级标题
  • 3 : 设定 3 级标题
  • 4 : 设定 4 级标题
  • 5 : 设定 5 级标题
  • 6 : 设定 6 级标题
  • Up : 选中上方单元
  • K : 选中上方单元
  • Down : 选中下方单元
  • J : 选中下方单元
  • Shift-K : 扩大选中上方单元
  • Shift-J : 扩大选中下方单元
  • A : 在上方插入新单元
  • B : 在下方插入新单元
  • X : 剪切选中的单元
  • C : 复制选中的单元
  • Shift-V : 粘贴到上方单元
  • V : 粘贴到下方单元
  • Z : 恢复删除的最后一个单元
  • D,D : 删除选中的单元
  • Shift-M : 合并选中的单元
  • Ctrl-S : 文件存盘
  • S : 文件存盘
  • L : 转换行号
  • O : 转换输出
  • Shift-O : 转换输出滚动
  • Esc : 关闭页面
  • Q : 关闭页面
  • H : 显示快捷键帮助
  • I,I : 中断Notebook内核
  • 0,0 : 重启Notebook内核
  • Shift : 忽略
  • Shift-Space : 向上滚动
  • Space : 向下滚动

​ 编辑模式(按Enter

  • Tab : 代码补全或缩进
  • Shift-Tab : 提示
  • Ctrl-] : 缩进
  • Ctrl-[ : 解除缩进
  • Ctrl-A : 全选
  • Ctrl-Z : 复原
  • Ctrl-Shift-Z : 再做
  • Ctrl-Y : 再做
  • Ctrl-Home : 跳到单元开头
  • Ctrl-Up : 跳到单元开头
  • Ctrl-End : 跳到单元末尾
  • Ctrl-Down : 跳到单元末尾
  • Ctrl-Left : 跳到左边一个字首
  • Ctrl-Right : 跳到右边一个字首
  • Ctrl-Backspace : 删除前面一个字
  • Ctrl-Delete : 删除后面一个字
  • Esc : 进入命令模式
  • Ctrl-M : 进入命令模式
  • Shift-Enter : 运行本单元,选中下一单元
  • Ctrl-Enter : 运行本单元
  • Alt-Enter : 运行本单元,在下面插入一单元
  • Ctrl-Shift– : 分割单元
  • Ctrl-Shift-Subtract : 分割单元
  • Ctrl-S : 文件存盘
  • Shift : 忽略
  • Up : 光标上移或转入上一单元
  • Down :光标下移或转入下一单元

3.3 安装插件

  • Jupyter Notebook安装插件的方法
  1. 在Anaconda Powershell Prompt中输入

    pip install jupyter_contrib_nbextensions
    
  2. 再次输入以下指令,将插件添加到工具栏

    jupyter contrib nbextension install
    
  3. 打开Jupyter Notebook,点击Nbextensions,取消勾选disable configuration for nbextensions without explicit compatibility,此时可以添加自己喜欢的插件啦!

  4. 推荐以下两个基础插件

  • Execute Time:可以显示执行一个Cell要花费多少时间

  • Hinterland:提供代码补全功能

  • Jupyter Lab安装插件的方法

  1. Jupyter Lab安装插件点击左侧的第四个标志,点击“Enable”后就可以在搜索栏中搜索想要的插件

  2. 例如搜索jupyterlab-execute-time后,在Search Results中查看结果,点击Install便可安装插件

  3. 还可以在Anaconda Powershell Prompt中使用指令来安装插件

    jupyter labextension install jupyterlab-execute-time  # 安装jupyterlab-execute-time
    
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