【51CTO.com快譯】Jupyter Notebooks現(xiàn)在很火，這有其道理。這種基于Web的交互式計(jì)算環(huán)境使軟件工程師可以輕松創(chuàng)建和共享含有實(shí)時(shí)代碼、方程式、圖表甚至敘述文本的文檔。您可以使用窗口組件、圖形、圖像和視頻等定制筆記本。

開(kāi)源項(xiàng)目Jupyter支持40多種語(yǔ)言，比如Python、R、Julia、Matlab、Octave、Scheme、Processing和Scala。您可以通過(guò)電子郵件或Dropbox和GitHub共享筆記本。而由于交互式輸出和大數(shù)據(jù)集成，您無(wú)法忽視這個(gè)易于使用的強(qiáng)大工具。

本文介紹安裝Jupyter和啟動(dòng)您第一個(gè)筆記本的過(guò)程，將在Linux Mint上演示，但可以將其安裝在支持conda、pip、pipenv或Docker的任何設(shè)備上。完成后，您將擁有一個(gè)功能齊全的Jupyter Notebook，準(zhǔn)備開(kāi)始第一個(gè)項(xiàng)目。

安裝依賴項(xiàng)

部署Jupyter Notebook前要安裝許多軟件包。

要安裝的第一個(gè)依賴項(xiàng)是Python。我們同樣使用Linux Mint;如果您選擇其他Linux桌面版本，可能要更改安裝命令(比如將apt-get換成dnf)。

要在Linux Mint上安裝Python，登錄后打開(kāi)終端窗口，執(zhí)行以下命令：

sudo apt-get install python3 -y 

您可能會(huì)發(fā)現(xiàn)Python3已安裝。無(wú)論怎樣，要驗(yàn)證安裝，執(zhí)行以下命令：

python3 --version 

您會(huì)看到計(jì)算機(jī)上安裝的Python的具體版本。

接下來(lái)需要安裝讓我們可以創(chuàng)建Python虛擬環(huán)境的一個(gè)軟件。安裝該軟件的命令是：

sudo apt-get install python3-venv -y 

由于我們將使用Python軟件包安裝程序pip，須使用以下命令進(jìn)行安裝：

sudo apt-get install python3-pip -y 

最后我們需要安裝Voila，它讓您可以在Web瀏覽器中查看Jupyter Notebooks。首先用以下命令創(chuàng)建一個(gè)新目錄：

mkdir ~/voila 

現(xiàn)在切換進(jìn)入到新目錄：

cd ~/voila 

現(xiàn)在我們可以使用Python venv命令創(chuàng)建虛擬環(huán)境，如下所示：

python3 -m venv venv 

上述命令將創(chuàng)建名為venv的新目錄，其中包含許多文件和子目錄。在該目錄中，我們可以使用以下命令為voila加載預(yù)定義變量：

source venv/bin/activate 

最后我們可以使用pip安裝Voila：

pip install voila 

安裝Jupyter

安裝所有依賴項(xiàng)后，我們現(xiàn)在可以安裝Jupyter。我們將添加幾個(gè)庫(kù)，讓它更有用一點(diǎn)。隨時(shí)可以根據(jù)需要安裝更多的Python庫(kù)。執(zhí)行命令：

pip install jupyter numpy matplotlib 

已完成了安裝?，F(xiàn)在是時(shí)候部署您的第一個(gè)Jupyter Notebook了。

部署Notebook

遺憾的是，Jupyter Notebooks每次都必須從命令行來(lái)部署。因此，沒(méi)有方便的桌面快捷方式可供點(diǎn)擊。這是由于Notebooks必須從虛擬環(huán)境中啟動(dòng)。因此在~/ voila目錄中，執(zhí)行命令：

jupyter notebook 

運(yùn)行命令后不久，默認(rèn)Web瀏覽器會(huì)打開(kāi)，Jupyter Notebook實(shí)例已準(zhǔn)備可以工作(圖1)。

圖1：我們的第一個(gè)Jupyter Notebook已準(zhǔn)備就緒

在Notebook主頁(yè)上，點(diǎn)擊“新建”以顯示下拉菜單(圖2)。

圖2：“新文件”下拉菜單，您可以在其中選擇可用的類(lèi)型

選擇Python3后在出現(xiàn)的窗口(圖3)中，點(diǎn)擊“無(wú)標(biāo)題”以命名您的Notebook。

圖3：新文件窗口，您可以在這里開(kāi)始創(chuàng)建Python項(xiàng)目

內(nèi)核和單元

為了成功使用Jupyter Notebook，您需要了解兩個(gè)術(shù)語(yǔ)：內(nèi)核和單元。

在Jupyter領(lǐng)域，內(nèi)核是一個(gè)計(jì)算引擎，它執(zhí)行Jupyter Notebook文檔中含有的代碼。單元構(gòu)成了Notebook的主體。您可以在單元中編寫(xiě)(或粘貼)內(nèi)容。有兩種類(lèi)型的單元：代碼單元和Markdown單元。您可能猜到了，代碼單元含有代碼，Markdown單元含有使用Markdown格式化的文本。

Hello, World!

不妨使用熟悉的“Hello，World!”Python代碼創(chuàng)建新的代碼單元。在主窗口中，您會(huì)看到空單元，輸入：

print(“Hello New Stack”) 

您已創(chuàng)建了第一個(gè)代碼單元(圖4)。

圖4：我們的Hello World Python程序已準(zhǔn)備好運(yùn)行

如果點(diǎn)擊“運(yùn)行”按鈕，內(nèi)核將執(zhí)行代碼，并在單元下輸出結(jié)果(圖5)。

圖5：Hello，New Stack!

代碼運(yùn)行后，會(huì)在第一個(gè)單元下方創(chuàng)建新的單元，因此您可以繼續(xù)創(chuàng)建。

處理數(shù)組

不妨看看另一種類(lèi)型的示例。還記得在安裝過(guò)程中，我們是否包含了numpy?Numpy是一個(gè)Python庫(kù)，添加了對(duì)大型多維數(shù)組的支持。不妨使用該庫(kù)。

先導(dǎo)入該庫(kù)，為此在新單元中輸入以下內(nèi)容：

1 import numpy as np 
2 def square(x): 
3    return x * x 

點(diǎn)擊“運(yùn)行”以執(zhí)行代碼?，F(xiàn)在我們可以將numpy引用為np，并在創(chuàng)建的任何其他單元中使用變量square。

接下來(lái)創(chuàng)建一個(gè)小型Python程序，它將計(jì)算變量的平方。在新單元中輸入以下代碼：

1 x = np.random.randint(1, 10) 
2 y = square(x) 
3 print('%d squared is %d' % (x, y)) 

點(diǎn)擊“運(yùn)行”，您將看到新程序的輸出(圖6)。

圖6：6的平方當(dāng)然是36

如果選擇單元3并點(diǎn)擊“運(yùn)行”按鈕，程序會(huì)再次運(yùn)行，給出不同的結(jié)果。然后，單元將被標(biāo)記為4(圖7)，因?yàn)檫@是您第四次點(diǎn)擊“運(yùn)行”按鈕(Jupyter會(huì)為您跟蹤此操作)。

圖7：我們的新結(jié)果和新的單元編號(hào)

關(guān)閉Notebook

如果您關(guān)閉含有Jupyter Notebook的瀏覽器，會(huì)看到命令仍在運(yùn)行。為了結(jié)束命令，按[Ctrl] +組合鍵。然后會(huì)問(wèn)您是否要關(guān)閉Notebook服務(wù)器。輸入y并按回車(chē)鍵，服務(wù)器會(huì)關(guān)閉。

Jupyter Notebook的好處是，它會(huì)自動(dòng)保存您的項(xiàng)目。再次部署筆記本(使用命令jupyter notebook)。瀏覽器窗口打開(kāi)后，您將看到已命名的筆記本(后跟.ipymb擴(kuò)展名)。點(diǎn)擊該名稱(chēng)，您會(huì)發(fā)現(xiàn)內(nèi)容已保存，可以再次使用它。

恭喜，您已安裝Jupyter Notebook并創(chuàng)建了一個(gè)新項(xiàng)目。想了解這個(gè)強(qiáng)大工具的更多信息，請(qǐng)查閱Jupyter Notebook官方文檔。

原文標(biāo)題：Jupyter Notebooks: The Web-Based Dev Tool You’ve Been Seeking，作者：Jack Wallen

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