jupyter实用数据分析 jupyter数据分析案例

1. 介绍

Jupyter Notebook是当下解决Python中的机器学习/数据科学任务的最常用的环境之一。简单来说，Jupyter Notebook是一个客户端-服务器应用程序，用于在浏览器中运行能够同时包含代码和富文本元素（如段落，方程式等）的文档。

接下来，我们一起来学习一些关于Jupyter Notebook使用的简单技巧。我们将从有用的快捷方式开始，最后添加主题，自动生成的目录等。

2. 快捷键

快捷键对于加速编写代码非常有用。与Jupyter Notebook交互的方法有两种：命令模式和编辑模式。有些快捷方式仅在一种模式或另一种模式下有效，而另一些快捷方式在两种模式下均通用。

两种模式中都常见的一些快捷方式是：

• Ctrl + Enter：运行所有选定的单元格
• Shift + Enter：运行当前单元格并移动下一个单元格
• Ctrl + s：保存笔记本

为了进入Jupyter命令模式，我们需要按Esc键，然后按以下任意命令：

• H：显示Jupyter Notebook中可用的所有快捷方式
• Shift +向上/向下箭头：同时选择多个笔记本单元（选择多个单元后按Enter将使它们全部运行！）
• A：在上方插入一个新单元格
• B：在下面插入一个新单元格
• X：剪切选定的单元格
• Z：撤消删除单元格
• Y：将单元格的类型更改为Code
• M：将单元格类型更改为Markdown
• Space：向下滚动笔记本
• Shift +Space：向上滚动笔记本

为了进入Jupyter编辑模式，我们需要依次按Enter和以下任何命令：

• Tab：代码完整说明
• Ctrl +]：增加缩进
• Ctrl + [：减少缩进
• Ctrl + z：撤消
• Ctrl + y：重做
• Ctrl + a：全选
• Ctrl + Home：将光标移到单元格开始
• Ctrl + End：将光标移到单元格的末尾
• Ctrl +左键：向左移动光标一词
• Ctrl +右键：将光标向右移动一词

3. Shell命令和软件包安装

我们可以通过在单元格的开头添加感叹号的方式，在Jupyter笔记本单元格中运行Shell命令，目前只有极少数用户意识到这一点。例如，使用**！ls运行单元 ，将返回当前工作目录中的所有项目。用！pwd**运行单元，将打印出当前目录的文件路径。

同样的技巧也可以应用于在Jupyter笔记本中安装Python软件包。

！pip install numpy

4. Jupyter主题

此外，我们可以更改Jupyter笔记本的外观，则可以安装具有不同主题集合的软件包。默认的Jupyter主题类似于图中的主题。

我们可以将软件包直接安装在笔记本中：

！pip install jupyterthemes

我们可以运行以下命令来列出所有可用主题的名称：

!jt -l# Cell output:# Available Themes: #   chesterish#   grade3#   gruvboxd#   gruvboxl#   monokai#   oceans16#   onedork#   solarizedd#   solarizedl

最后，我们可以使用以下命令选择一个主题（在本示例中，我决定使用solarized1主题）：

！jt -t solarizedl

只要你运行了此命令然后也刷新了页面，Jupyter笔记本将如图所示。

如果你想随时返回到原始的Jupyter笔记本主题，则可以运行以下命令并刷新页面。

！jt -r

5. Jupyter笔记本扩展

笔记本扩展可以用于增强用户体验并提供多种个性化技术。在此示例中，使用 nbextensions 库来安装所有必需的小部件（在这里，建议首先通过终端安装软件包，然后打开Jupyter笔记本）。nbextensions库利用不同的Javascript模型来丰富Jupyter笔记本的前端。

！pip安装jupyter_contrib_nbextensions！jupyter contrib nbextension安装--system

只要你把 nbextensions安装成功，你会发现，在你的Jupyter笔记本电脑主页上会多出一个额外的标签Nbextensions。

通过单击Nbextensions选项卡，我们可以看到可用小部件的列表。在这里，我启用图所示的选项作为示例。

另外，我罗列了一些我最喜欢的扩展小部件如下所示：

• Table of Contents

从markdown标题自动生成目录。

• Snippets

用于加载公共库并创建示例图的示例代码，您可以将它们用作数据分析的起点。

• Hinterland

Jupyter Notebook的代码自动完成功能。

除了上面列举的这三个， nbextensions 库提供了非常多的扩展小部件，你可以尝试勾选上不同的小部件，去探索其有趣的扩展功能！

6. 输出所有命令行

在默认情况下，Jupyter Notebook只会将单元格中最后一行命令作为输出行来输出结果。那么，如果我们希望Jupyter Notebook自动帮我们输出所有命令，而不必使用 print（）逐条命令输出，则可以在代码的开头添加以下代码行。

from IPython.core.interactiveshell import InteractiveShellInteractiveShell.ast_node_interactivity = "all"

此外，还可以通过将文本括在美元符号（$）之间来在Markdown单元中编写LaTex。

7. 笔记本幻灯片

通过对Jupyter Notebook进行如下操作： View -> Cell Toolbar -> Slideshow ，然后为笔记本中的每个单元格选择幻灯片配置，可以创建Jupyter笔记本的幻灯片演示文稿 。

最后，通过转到终端并输入以下命令，便可以创建幻灯片演示文稿。

pip install jupyter_contrib_nbextensions# and successively:jupyter nbconvert my_notebook_name.ipynb --to slides --post serve

8. 魔鬼命令

python的魔术命令是Ipython在普通的python语法基础之上的增强功能，可用于执行某些特定命令，例如：内联绘图，打印单元格的执行时间，打印运行单元格的内存消耗等等。

同时，python魔法命令是以%作为前缀，仅以单个%符号作为开头，则作用于单行输入（放置命令的位置）；如果以两个%%作为开头的魔术命令 ，则是将应用于整个单元格中。

使用以下命令可以打印出所有可用的魔术命令：

％lsmagic