目錄
- Jupyter Notebook
- 啟動notebook server
- notebook document 的結(jié)構(gòu)
- code cells
- markdown cells
- raw cells
- 以模塊的形式導入Jupyter Notebooks
Jupyter Notebook
Jupyter項目是從Ipython項目中分出去的,在Ipython3.x之前,他們兩個是在一起發(fā)布的。在Ipython4.x之后,Jupyter作為一個單獨的項目進行開發(fā)和管理。因為Jupyter不僅僅可以運行Python程序,它還可以執(zhí)行其他流程編程語言的運行。
Jupyter Notebook包括三個部分,第一個部分是一個web應(yīng)用程序,提供交互式界面,可以在交互式界面中運行相應(yīng)的代碼。
![](http://img.jbzj.com/file_images/article/202106/202163111239013.jpg?202153111247)
上圖是NoteBook的交互界面,我們可以對文檔進行編輯,運行等操作。
主要的功能如下:
- 在瀏覽器中進行代碼編輯,自動語法突出顯示,縮進和制表符完成/自檢功能。
- 從瀏覽器執(zhí)行代碼的能力,并將計算結(jié)果附加到生成它們的代碼上。
- 使用諸如HTML,LaTeX,PNG,SVG等富媒體表示來顯示計算結(jié)果。例如,可以內(nèi)嵌包含matplotlib庫渲染的具有出版質(zhì)量的圖形。
- 使用Markdown標記語言在瀏覽器中對富文本進行的編輯(可以為代碼提供注釋)不僅限于純文本。
- 使用LaTeX輕松在markdown單元中包含數(shù)學符號的能力,并由MathJax本地呈現(xiàn)。
第二個部分就是NoteBook的文檔了,這個文檔存儲了要運行的代碼和一些描述信息。一般這個文檔是以.ipynb的后綴進行存儲的。
notebook文檔是以json的形式存儲的,并用base64進行編碼。使用json的好處就是可以在不同的服務(wù)器中方便的進行數(shù)據(jù)的交互。
Notebook documents中除了可運行的代碼文件,還可以存儲說明等解釋性內(nèi)容,從而將代碼和解釋內(nèi)容完美結(jié)合,尤其適合做學習筆記使用。
筆記本可以通過nbconvert命令導出為多種靜態(tài)格式,包括HTML,reStructuredText,LaTeX,PDF等多種格式。
另外文檔還可以方便的在網(wǎng)絡(luò)上進行共享。
第三個部分就是代碼運行的核心Kernels,通過不同的Kernels搭配,notebook可以支持運行多種程序。比如:Python,java,go,R,ruby,nodejs等等。
這些Kernels和notebook之間是以Json的形式通過MQ來進行通信的。
啟動notebook server
有了文檔之后,如果我們想要運行文檔,需要啟動notebook server。
jupyter notebook
默認情況下會開啟下面的URL: http://127.0.0.1:8888
啟動的時候還可指定要打開的.ipynb文件:
jupyter notebook my_notebook.ipynb
具體的notebook界面的操作這里就不多介紹了,基本上和普通的編譯器差不多。大家可以自行探索。
notebook document 的結(jié)構(gòu)
notebook中包含了多個cells,每個cell中包含了多行文本輸入字段,可以通過Shift-Enter 或者工具欄中的播放按鈕來執(zhí)行其中的代碼。
這里的cell有三種類型,分別是code cells,markdown cells和raw cells。
code cells
代碼單元允許您編輯和編寫新代碼,并突出顯示完整的語法和制表符。 您使用的編程語言取決于內(nèi)核,默認內(nèi)核(IPython)運行Python代碼。
執(zhí)行代碼單元時,它包含的代碼將發(fā)送到與筆記本關(guān)聯(lián)的內(nèi)核。 然后,從該計算返回的結(jié)果將在筆記本中顯示為單元格的輸出。 輸出不僅限于文本,還有許多其他可能的輸出形式,包括matplotlib圖形和HTML表格(例如,在pandas數(shù)據(jù)分析包中使用的表格)。
我們看一個code cells的例子:
#%%
import numpy as np
my_arr = np.arange(1000000)
my_list = list(range(1000000))
每個單元格是以 #%% 來進行分隔的。
Ipython本身還支持多種富文本的展示格式,包括HTML,JSON,PNG,JPEG,SVG,LaTeX等。
Ipython提供了一個display方法,我們可以使用display來展示要呈現(xiàn)的對象:
from IPython.display import display
display(obj) 將會尋找這個對象所有可能的展示類型,并從中挑選一個最適合的類型進行展示,并將結(jié)果存儲在Notebook文檔里面。
如果你想展示特定類型的對象,那么可以這樣:
from IPython.display import (
display_pretty, display_html, display_jpeg,
display_png, display_json, display_latex, display_svg
)
舉個展示圖片的例子:
from IPython.display import Image
i = Image(filename='../images/ipython_logo.png')
i
display(i)
上面的例子中i包含了一個Image對象,直接調(diào)用i即可展示,我們也可以顯示的調(diào)用display(i)。
其他的富文本類型可以參考Image,使用方法都是類似的。
markdown cells
markdown是一種簡介的標記語言,使用起來非常簡單,使用范圍非常廣泛,所以notebook document也支持markdown的語法。
先看一個markdown cell的例子:
#%% md
```python
$ python
Python 3.6.0 | packaged by conda-forge | (default, Jan 13 2017, 23:17:12)
[GCC 4.8.2 20140120 (Red Hat 4.8.2-15)] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> a = 5
>>> print(a)
5
```
markdown中的語法在notebook中都是可以用的。
還支持標準的LaTeX 和 AMS-LaTeX語法。
raw cells
原始單元格提供了一個可以直接寫入輸出的位置。 notebook不會對原始單元格中的內(nèi)容進行計算。
以模塊的形式導入Jupyter Notebooks
有時候我們希望以模塊的形式導入Jupyter Notebooks,但是可惜的是,Jupyter Notebooks并不是一個標準的python程序,不過Python提供了一些鉤子程序,讓我們能夠方便的進行導入。
首先,我們需要導入一些基本的API :
import io, os, sys, types
from IPython import get_ipython
from nbformat import read
from IPython.core.interactiveshell import InteractiveShell
接下來需要注冊NotebookFinder到sys.meta_path:
sys.meta_path.append(NotebookFinder())
這個NotebookFinder就是定義的鉤子。
我們看下NotebookFinder的定義:
class NotebookFinder(object):
"""Module finder that locates Jupyter Notebooks"""
def __init__(self):
self.loaders = {}
def find_module(self, fullname, path=None):
nb_path = find_notebook(fullname, path)
if not nb_path:
return
key = path
if path:
# lists aren't hashable
key = os.path.sep.join(path)
if key not in self.loaders:
self.loaders[key] = NotebookLoader(path)
return self.loaders[key]
里面使用了兩個重要的方法,find_notebook用來找到notebook,和NotebookLoader,用來加載notebook。
看下find_notebook的定義:
def find_notebook(fullname, path=None):
"""find a notebook, given its fully qualified name and an optional path
This turns "foo.bar" into "foo/bar.ipynb"
and tries turning "Foo_Bar" into "Foo Bar" if Foo_Bar
does not exist.
"""
name = fullname.rsplit('.', 1)[-1]
if not path:
path = ['']
for d in path:
nb_path = os.path.join(d, name + ".ipynb")
if os.path.isfile(nb_path):
return nb_path
# let import Notebook_Name find "Notebook Name.ipynb"
nb_path = nb_path.replace("_", " ")
if os.path.isfile(nb_path):
return nb_path
看下NotebookLoader的定義:
class NotebookLoader(object):
"""Module Loader for Jupyter Notebooks"""
def __init__(self, path=None):
self.shell = InteractiveShell.instance()
self.path = path
def load_module(self, fullname):
"""import a notebook as a module"""
path = find_notebook(fullname, self.path)
print ("importing Jupyter notebook from %s" % path)
# load the notebook object
with io.open(path, 'r', encoding='utf-8') as f:
nb = read(f, 4)
# create the module and add it to sys.modules
# if name in sys.modules:
# return sys.modules[name]
mod = types.ModuleType(fullname)
mod.__file__ = path
mod.__loader__ = self
mod.__dict__['get_ipython'] = get_ipython
sys.modules[fullname] = mod
# extra work to ensure that magics that would affect the user_ns
# actually affect the notebook module's ns
save_user_ns = self.shell.user_ns
self.shell.user_ns = mod.__dict__
try:
for cell in nb.cells:
if cell.cell_type == 'code':
# transform the input to executable Python
code = self.shell.input_transformer_manager.transform_cell(cell.source)
# run the code in themodule
exec(code, mod.__dict__)
finally:
self.shell.user_ns = save_user_ns
return mod
有了他們,我們就可以直接import我們自己編寫的notebook了。
以上就是詳解運行Python的神器Jupyter Notebook的詳細內(nèi)容,更多關(guān)于運行Python的神器Jupyter Notebook的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
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