《scikit-learn机器学习常用算法原理及编程实战》—2.2.2 IPython图形界面

2.2.2  IPython图形界面

　　除了控制台环境外，IPython另外一个强大的功能是图形环境。与控制台环境相比，它有两个显著的特点：

* 方便编写多行代码；

* 可以直接把数据可视化，显示在当前页面下。

　　安装完Jupyter后，直接在命令行输入ipython notebook，启动网页版的图形编程界面。它会在命令行启动一个轻量级的Web服务器，同时用默认浏览器打开当前目录所在的页面，在这个页面下可以直接打开某个notebook或者创建一个新的notebook。一个notebook是以.ipynb作为后缀名的、基于json格式的文本文件。

　　$ ipython notebook

　　[I 01:10:56.511 NotebookApp] Serving notebooks from local directory: 

　　/Users/kamidox/books

　　[I 01:10:56.511 NotebookApp] 0 active kernels

　　[I 01:10:56.511 NotebookApp] The IPython Notebook is running at: 

　　http://localhost:8888/

　　[I 01:10:56.511 NotebookApp] Use Control-C to stop this server and shut down 

　　all kernels (twice to skip confirmation).

　　我们新建一个notebook并且画一个正弦曲线。

　　# 设置 inline 方式，直接把图片画在网页上

　　%matplotlib inline

　　# 导入必要的库

　　import numpy as np

　　import matplotlib.pyplot as plt

　　# 在 [0, 2*PI] 之间取 100 个点

　　x = np.linspace(0, 2 * np.pi, num=100)

　　# 计算这 100 个点的正弦值，并保存到变量 y 中

　　y = np.sin(x)

　　# 画出 x, y, 即正弦曲线

　　plt.plot(x, y)

　　代码的注释已经把意图说明得很清楚了，读者可以自己动手尝试一下，也可以参考随书代码ch02.01.ipynb。运行效果如图2-1所示。

　　几乎所有的IPython控制台的技巧都可以在IPython notebok里使用。一个比较大的区别是，IPython notebook使用cell作为一个代码单元。在控制台里，写完代码直接按Enter键即可运行，而在IPython notebook里需要单击“运行”按钮或用快捷键Ctrl + Enter才能运行当前cell中的代码。另外一个区别是IPython notebook有两个模式，一个是编辑模式，可以直接在这个cell上编写代码。另外一个是命令模式，即输入的按键作为命令，而不是作为文本处理。这一机制和vim很类似。这一描述很抽象，读者可以直接打开IPython notebook后，按Ctrl+M快捷键在命令模式和编辑模式之间切换，直观地体验两者的不同。

图2-1  正弦曲线

　　由于这个原因，掌握一些IPython notebook特有的快捷键对效率提高不无裨益。通过选择“菜单”｜Help｜Keyboard Shortcuts命令，可以查看系统快捷键列表。不同操作系统的快捷键前导键略有不同，比如下面是几个 Windows 系统下常用的快捷键，分为命令模式和编辑模式。

　　命令模式如下。

* J：焦点上移一个cell；

* K：焦点下移一个cell，熟悉vim的读者对这一模式应该很习惯；

* A：在当前cell的上面插入一个新的cell；

* B：在当前cell的下面插入一个新的cell；

* DD：连续按两次D键，删除当前cell。这是另一个vimer“喜欢”的功能。

　　编辑模式如下。

* Ctrl + Enter：执行当前的cell代码。相信大部分人对这个快捷键都不陌生，很多即时聊天工具就是用这个快捷键来发送消息的。

* Shift + Enter：执行当前的cell代码，并把焦点移到下一个cell处。如果没有下一个cell则会自动创建一个新的cell。

　　掌握这些基本够用了，这些工具类的软件描述起来总是略显苍白，只有实际使用起来才能深切体验其便利性。值得一提的是，通过选择“菜单”｜Help｜User Interface Tour命令，可以快速地熟悉IPython notebook一些基本的界面元素及其操作要领。