Jupyter Notebook简介

Jupyter Notebook 是一个开源的交互式计算环境，支持代码、文本、数学公式和可视化的混合编写。用户可以在一个文档中同时运行代码、展示结果并添加说明，广泛用于数据分析、机器学习和学术研究。它支持多种编程语言，最常用的是 Python。

在 Jupyter Notebook 中，除了基本的代码执行和文档编辑，还有很多有用的操作和快捷键可以提高你的工作效率。以下是一些常用操作和快捷键。

常用操作

1. 创建新笔记本：
   • 在 Jupyter Notebook 的主页上，点击右上角的 “New” 按钮，选择你需要的内核（如 Python 3）创建一个新笔记本。
2. 运行代码单元：
   • 运行当前单元格中的代码：按 Shift + Enter。
   • 运行当前单元格并创建新的代码单元格：按 Alt + Enter。
   • 运行当前单元格但不跳转到下一个单元格：按 Ctrl + Enter。
3. 保存笔记本：
   • 保存当前笔记本：点击菜单栏的 “File” → “Save and Checkpoint”，或者使用快捷键 Command + S（Mac）或 Ctrl + S（Windows）。
4. 插入新的单元格：
   • 在当前单元格上方插入新单元格：点击工具栏中的 “+” 按钮，或按 A（在命令模式下）。
   • 在当前单元格下方插入新单元格：按 B（在命令模式下）。
5. 删除单元格：
   • 删除当前单元格：按 DD（按两次 D，在命令模式下）。
6. 切换单元格类型：
   • 将单元格切换为代码单元格：按 Y（在命令模式下）。
   • 将单元格切换为 Markdown 单元格：按 M（在命令模式下）。
7. 运行所有单元格：
   • 运行所有单元格：点击菜单栏的 “Cell” → “Run All”。
8. 退出 Jupyter Notebook：
   • 点击右上角的 “Quit” 按钮，或者在终端使用 Ctrl + C 终止 Jupyter 服务器。

---

常用快捷键

1. 命令模式（蓝色边框）

• 切换到编辑模式：按 Enter。
• 切换到命令模式：按 Esc。
• 插入单元格（上/下）：
  • 上方：按 A。
  • 下方：按 B。
• 删除单元格：按 DD（连续按两次 D）。
• 运行单元格并选中下一个单元格：按 Shift + Enter。
• 运行当前单元格并插入新的单元格：按 Alt + Enter。
• 运行当前单元格并停留在当前单元格：按 Ctrl + Enter。
• 切换单元格类型：
  • 代码单元格：按 Y。
  • Markdown 单元格：按 M。
• 撤销操作：按 Z。
• 跳转到最后一个单元格：按 Ctrl + ↓。

2. 编辑模式（绿色边框）

• 执行代码：按 Shift + Enter。
• 插入换行：按 Enter。
• 删除字符：
  • 删除当前字符：按 Backspace。
  • 删除当前单词：按 Ctrl + Backspace。
• 自动补全：按 Tab。
• 撤销：按 Command + Z（Mac）或 Ctrl + Z（Windows）。

3. Markdown 常用快捷键

• 插入标题（不同级别）：
  • 一级标题：#。
  • 二级标题：##。
  • 三级标题：###。
• 插入加粗文本：**文本** 或 __文本__。
• 插入斜体文本：*文本* 或 _文本_。
• 插入链接：[链接文本](URL)。
• 插入图片：![图片描述](图片URL)。
• 插入代码块：
  • 行内代码：使用反引号 代码。
  • 多行代码块：使用三个反引号 ```。
• 插入无序列表：使用 - 或 * 开头。
• 插入有序列表：使用数字和点号 1. 、2. 等。

4. 其他常用操作

• 查找和替换：
  • 查找：按 Command + F（Mac）或 Ctrl + F（Windows）。
  • 替换：按 Command + Shift + F（Mac）或 Ctrl + Shift + F（Windows）。
• 重命名文件：在 Jupyter 首页，点击文件名右侧的铅笔图标。
• 导出笔记本：点击 “File” → “Download as”，选择文件格式（如 .html、.pdf 等）。

------------- 示例 -------------

import os
os.getcwd()

'/Users/zxd/jupyter'

print("hello world!")

hello world!

1. 生成斐波那契数列

# 定义一个函数来生成斐波那契数列
def fibonacci(n):
    fib_sequence = [0, 1]  # 初始化前两个数字
    for i in range(2, n):   # 从第三个数开始生成
        next_fib = fib_sequence[-1] + fib_sequence[-2]
        fib_sequence.append(next_fib)
    return fib_sequence

# 生成前10个斐波那契数
fibonacci(10)

[0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34]

2. 求最大公约数

import math

# 求两个数的最大公约数
def gcd(a, b):
    return math.gcd(a, b)

# 计算 56 和 98 的最大公约数
gcd(56, 98)  # 输出 14

14

3. 求素数

# 判断一个数是否是素数
def is_prime(n):
    if n <= 1:
        return False
    for i in range(2, int(math.sqrt(n)) + 1):
        if n % i == 0:
            return False
    return True

# 判断 29 是否是素数
is_prime(29) # 输出 True

True

画图

下面是一个在 Jupyter Notebook 中绘制简单图形的示例：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from scipy.stats import norm

# Generate data
x = np.linspace(-5, 5, 1000)
y = norm.pdf(x, loc=0, scale=1)  # 标准正态分布

# Create the plot
plt.plot(x, y, label='Normal Distribution')

# Add title and labels
plt.title('Standard Normal Distribution')
plt.xlabel('X Values')
plt.ylabel('Probability Density')

# Show the plot
plt.legend()
plt.grid(True)
plt.show()

​

magic命令

Jupyter Notebook 的 Magic 命令 是一组特殊的命令，通常以百分号 (%) 或双百分号 (%%) 开头，用于简化常见的任务和操作。这些命令可以帮助你更有效地进行计算、优化工作流程、与外部系统交互等。Magic 命令分为两类：行魔法命令（Line Magics）：以一个百分号 % 开头，只作用于当前单行代码。单元格魔法命令（Cell Magics）：以两个百分号 %% 开头，作用于整个代码单元格。
以下是一些常见的 Magic 命令：

# %time用来测量某一行代码的执行时间。
%time sum(range(1000000))

CPU times: user 25.3 ms, sys: 951 µs, total: 26.2 ms
Wall time: 26.1 ms

499999500000

# %who显示当前会话中所有已定义的变量，并且会显示变量的类型和大小等信息。
%who

fibonacci	 gcd	 i	 is_prime	 math	 os	 result	 

# %pwd显示当前工作目录的路径。
%pwd

'/Users/zxd/jupyter'

%%time
# %%time测量整个单元格的执行时间。

result = 0
for i in range(1000000):
    result += i
result

CPU times: user 71.6 ms, sys: 4.17 ms, total: 75.8 ms
Wall time: 74 ms

499999500000

%%bash
# 用于在单元格中运行 Bash 命令。

echo "This is a bash command"

This is a bash command

shell 命令

在 Jupyter Notebook 中，! 开头的命令是 系统命令（或称为 shell 命令）。它允许你在 Jupyter Notebook 中直接运行操作系统的命令，而不是 Python 代码。

# 查看 Python 版本：
!python --version

Python 3.10.9

# 列出当前目录中的文件：
!ls

Untitled1.ipynb

This is a bash command

shell 命令

在 Jupyter Notebook 中，! 开头的命令是 系统命令（或称为 shell 命令）。它允许你在 Jupyter Notebook 中直接运行操作系统的命令，而不是 Python 代码。

# 查看 Python 版本：
!python --version

Python 3.10.9

# 列出当前目录中的文件：
!ls

Untitled1.ipynb