如何優(yōu)化Jupyter？
1. 介紹
Jupyter Notebook是當(dāng)下解決Python中的機(jī)器學(xué)習(xí)/數(shù)據(jù)科學(xué)任務(wù)的最常用的環(huán)境之一。簡單來說，Jupyter Notebook是一個客戶端-服務(wù)器應(yīng)用程序，用于在瀏覽器中運(yùn)行能夠同時包含代碼和富文本元素(如段落，方程式等)的文檔。
接下來，我們一起來學(xué)習(xí)一些關(guān)于Jupyter Notebook使用的簡單技巧。我們將從有用的快捷方式開始，最后添加主題，自動生成的目錄等。
2. 快捷鍵
快捷鍵對于加速編寫代碼非常有用。與Jupyter Notebook交互的方法有兩種：命令模式和編輯模式。有些快捷方式僅在一種模式或另一種模式下有效，而另一些快捷方式在兩種模式下均通用。
兩種模式中都常見的一些快捷方式是：
- Ctrl + Enter：運(yùn)行所有選定的單元格
- Shift + Enter：運(yùn)行當(dāng)前單元格并移動下一個單元格
- Ctrl + s：保存筆記本
為了進(jìn)入Jupyter命令模式，我們需要按Esc鍵，然后按以下任意命令：
- H：顯示Jupyter Notebook中可用的所有快捷方式
- Shift +向上/向下箭頭：同時選擇多個筆記本單元(選擇多個單元后按Enter將使它們?nèi)窟\(yùn)行!)
- A：在上方插入一個新單元格
- B：在下面插入一個新單元格
- X：剪切選定的單元格
- Z：撤消刪除單元格
- Y：將單元格的類型更改為Code
- M：將單元格類型更改為Markdown
- Space：向下滾動筆記本
- Shift +Space：向上滾動筆記本
為了進(jìn)入Jupyter編輯模式，我們需要依次按Enter和以下任何命令：
- Tab：代碼完整說明
- Ctrl +]：增加縮進(jìn)
- Ctrl + [：減少縮進(jìn)
- Ctrl + z：撤消
- Ctrl + y：重做
- Ctrl + a：全選
- Ctrl + Home：將光標(biāo)移到單元格開始
- Ctrl + End：將光標(biāo)移到單元格的末尾
- Ctrl +左鍵：向左移動光標(biāo)一詞
- Ctrl +右鍵：將光標(biāo)向右移動一詞
3. Shell命令和軟件包安裝
我們可以通過在單元格的開頭添加感嘆號的方式，在Jupyter筆記本單元格中運(yùn)行Shell命令，目前只有極少數(shù)用戶意識到這一點(diǎn)。例如，使用!ls運(yùn)行單元 ，將返回當(dāng)前工作目錄中的所有項(xiàng)目。用!pwd運(yùn)行單元，將打印出當(dāng)前目錄的文件路徑。
同樣的技巧也可以應(yīng)用于在Jupyter筆記本中安裝Python軟件包。
- ！pip install numpy
4. Jupyter主題
此外，我們可以更改Jupyter筆記本的外觀，則可以安裝具有不同主題集合的軟件包。默認(rèn)的Jupyter主題類似于圖中的主題。
我們可以將軟件包直接安裝在筆記本中：
- ！pip install jupyterthemes
我們可以運(yùn)行以下命令來列出所有可用主題的名稱：
- !jt -l
- # Cell output:
- # Available Themes:
- # chesterish
- # grade3
- # gruvboxd
- # gruvboxl
- # monokai
- # oceans16
- # onedork
- # solarizedd
- # solarizedl
最后，我們可以使用以下命令選擇一個主題(在本示例中，我決定使用solarized1主題)：
- ！jt -t solarizedl
只要你運(yùn)行了此命令然后也刷新了頁面，Jupyter筆記本將如圖所示。
如果你想隨時返回到原始的Jupyter筆記本主題，則可以運(yùn)行以下命令并刷新頁面。
- ！jt -r
5. Jupyter筆記本擴(kuò)展
筆記本擴(kuò)展可以用于增強(qiáng)用戶體驗(yàn)并提供多種個性化技術(shù)。在此示例中，使用 nbextensions 庫來安裝所有必需的小部件(在這里，建議首先通過終端安裝軟件包，然后打開Jupyter筆記本)。nbextensions庫利用不同的Javascript模型來豐富Jupyter筆記本的前端。
- ！pip安裝jupyter_contrib_nbextensions
- ！jupyter contrib nbextension安裝--system
只要你把 nbextensions安裝成功，你會發(fā)現(xiàn)，在你的Jupyter筆記本電腦主頁上會多出一個額外的標(biāo)簽Nbextensions。
通過單擊Nbextensions選項(xiàng)卡，我們可以看到可用小部件的列表。在這里，我啟用圖所示的選項(xiàng)作為示例。
另外，我羅列了一些我最喜歡的擴(kuò)展小部件如下所示：
(1) Table of Contents
從markdown標(biāo)題自動生成目錄。
(2) Snippets
用于加載公共庫并創(chuàng)建示例圖的示例代碼，您可以將它們用作數(shù)據(jù)分析的起點(diǎn)。
(3) Hinterland
Jupyter Notebook的代碼自動完成功能。
除了上面列舉的這三個， nbextensions 庫提供了非常多的擴(kuò)展小部件，你可以嘗試勾選上不同的小部件，去探索其有趣的擴(kuò)展功能!
6. 輸出所有命令行
在默認(rèn)情況下，Jupyter Notebook只會將單元格中最后一行命令作為輸出行來輸出結(jié)果。那么，如果我們希望Jupyter Notebook自動幫我們輸出所有命令，而不必使用 print()逐條命令輸出，則可以在代碼的開頭添加以下代碼行。
- from IPython.core.interactiveshell import InteractiveShell
- InteractiveShell.ast_node_interactivity = "all"
此外，還可以通過將文本括在美元符號($)之間來在Markdown單元中編寫LaTex。
7. 筆記本幻燈片
通過對Jupyter Notebook進(jìn)行如下操作： View -> Cell Toolbar -> Slideshow ，然后為筆記本中的每個單元格選擇幻燈片配置，可以創(chuàng)建Jupyter筆記本的幻燈片演示文稿 。
最后，通過轉(zhuǎn)到終端并輸入以下命令，便可以創(chuàng)建幻燈片演示文稿。
- pip install jupyter_contrib_nbextensions
- # and successively:
- jupyter nbconvert my_notebook_name.ipynb --to slides --post serve
8. 魔鬼命令
python的魔術(shù)命令是Ipython在普通的python語法基礎(chǔ)之上的增強(qiáng)功能，可用于執(zhí)行某些特定命令，例如：內(nèi)聯(lián)繪圖，打印單元格的執(zhí)行時間，打印運(yùn)行單元格的內(nèi)存消耗等等。
同時，python魔法命令是以%作為前綴，僅以單個%符號作為開頭，則作用于單行輸入(放置命令的位置);如果以兩個%%作為開頭的魔術(shù)命令 ，則是將應(yīng)用于整個單元格中。
使用以下命令可以打印出所有可用的魔術(shù)命令：
- ％lsmagic
