Anaconda入门:Navigator、Spyder和Jupyter Notebook

Anaconda安装后,可以从菜单中看到它包含几个应用程序,其中Anaconda Navigator是这几个程序的导航入口。

1.Anaconda Navigator是什么?

Anaconda Navigator是Anaconda发行包中包含的桌面图形界面,可以用来方便地启动应用、方便的管理conda包、环境和频道,不需要使用命令行的命令。Navigator可以从Anaconda Cloud或本地Anaconda仓库中搜索包。提供了Windwos、maxOS和Linux版本。


Anaconda Navigator
Anaconda Navigator

2.通过Navigator可以启动那些应用?

Anaconda安装后,缺省的包含下列应用:

  • Jupyter Notebook
  • Orange App
  • QTConsole
  • Glueviz
  • Spyder
  • RStudio

3.如何使用Navigator运行代码?

最简单的方式就是运行Spyder. 从Navigator的Home页面,点击Spyder, 就可以启动它并写代码并运行它了。


Spyder
Spyder

4.Jupyter Notebook介绍

文学编程

在介绍 Jupyter Notebook 之前,让我们先来看一个概念:文学编程 ( Literate programming ),这是由 Donald Knuth 提出的编程方法。传统的结构化编程,人们需要按计算机的逻辑顺序来编写代码;与此相反,文学编程则可以让人们按照自己的思维逻辑来开发程序。

简单来说,文学编程的读者不是机器,而是人。 我们从写出让机器读懂的代码,过渡到向人们解说如何让机器实现我们的想法,其中除了代码,更多的是叙述性的文字、图表等内容。这么一看,这不正是数据分析人员所需要的编码风格么?不仅要当好一个程序员,还得当好一个作家。那么 Jupyter Notebook 就是不可或缺的一款集编程和写作于一体的效率工具。

历史传承

也许说到 Jupyter 你会觉得陌生,但想必你或多或少听过鼎鼎大名的 IPython。其实Jupyter 脱胎于 IPython 项目,IPython 顾名思义,是专注于 Python 的项目,但随着项目发展壮大,已经不仅仅局限于 Python 这一种编程语言了。Jupyter 的名字就很好地释义了这一发展过程,它是 Julia、Python 以及 R 语言的组合,字形相近于木星(Jupiter),而且现在支持的语言也远超这三种了。

优点

以下列举了 Jupyter Notebook 的众多优点:

  • 极其适合数据分析。

想象一下如下混乱的场景:你在终端中运行程序,可视化结果却显示在另一个窗口中,包含函数和类的脚本存在其他文档中,更可恶的是你还需另外写一份说明文档来解释程序如何执行以及结果如何。此时 Jupyter Notebook 从天而降,将所有内容收归一处,你是不是顿觉灵台清明,思路更加清晰了呢?

  • 支持多语言。

也许你习惯使用 R 语言来做数据分析,或者是想用学术界常用的 MATLAB 和 Mathematica,这些都不成问题,只要安装相对应的核(kernel)即可。

  • 分享便捷。

支持以网页的形式分享,GitHub 中天然支持 Notebook 展示,也可以通过 nbviewer 分享你的文档。当然也支持导出成 HTML、Markdown 、PDF 等多种格式的文档。

  • 远程运行。

在任何地点都可以通过网络链接远程服务器来实现运算,这里给出一个远程运行的例子,可以体验一下 Jupyter Notebook。

  • 交互式展现。

不仅可以输出图片、视频、数学公式,甚至可以呈现一些互动的可视化内容,比如可以缩放的地图或者是可以旋转的三维模型。这就需要交互式插件(Interactive widgets)来支持,更多内容请参考这里

运行

如果使用 Anaconda,可以在其 Navigator 图形界面中点击打开 Notebook。但是最快捷的方法还是在命令行中输入:

jupyter notebook

此时你的 Web 浏览器被自动打开,显示文件目录。通过点击右上角的 new 创建新文档。


jupyter notebook
jupyter notebook

而关闭 notebook 文档可以通过选择文件名前的复选框后,点击 Shutdown 按钮实现。如果要关闭整个服务,则在原来的终端中按 Control + C 两次。

界面

Notebook 文档是由一系列单元(Cell)构成,主要有两种形式的单元:

  • 代码单元:这里是你编写代码的地方,通过按 Shift + Enter 运行代码,其结果显示在本单元下方。代码单元左边有 In [1]: 这样的序列标记,方便人们查看代码的执行次序。

  • Markdown 单元:在这里对文本进行编辑,采用 markdown 的语法规范,可以设置文本格式、插入链接、图片甚至数学公式。同样使用 Shift + Enter 运行 markdown 单元来显示格式化的文本。

jupyter notebook edit
jupyter notebook edit

类似于 Linux 的 Vim 编辑器,在 notebook 中也有两种模式:

  • 编辑模式:编辑文本和代码。选中单元并按 Enter 键进入编辑模式,此时单元左侧显示绿色竖线。
  • 命令模式:用于执行键盘输入的快捷命令。通过 Esc 键进入命令模式,此时单元左侧显示蓝色竖线。

如果要使用快捷键,首先按 Esc 键进入命令模式,然后按相应的键实现对文档的操作。比如切换成代码单元(Y)或 markdown 单元(M),或者在本单元的下方增加一单元(B)。查看所有快捷命令可以按H。

尽管一开始需要花费一些学习成本,但熟练使用快捷键将大大提高工作效率。试想你在键盘上十指如飞时,如果还需要通过鼠标来操作文档,是不是很影响思考速度呢?

Jupyter Notebook 进阶功能

数学公式编辑

如果你曾做过严肃的学术研究,一定对 LaTeX 并不陌生,这简直是写科研论文的必备工具,不但能实现严格的文档排版,而且能编辑复杂的数学公式。在 Jupyter Notebook 的 markdown 单元中我们也可以使用 LaTeX 的语法来插入数学公式。

在文本行中插入数学公式,使用一对 $符号,比如质能方程 $E = mc^2$。如果要插入一个数学区块,则使用一对美元$符号。比如下面公式表示 z=x/y:

$ $ z = frac{x}{y} $ $

如何在 notebook 中使用 LaTeX,可进一步参考 A Primer on Using LaTeX in Jupyter Notebooks 这篇文章。

幻灯片制作

既然Jupyter Notebook 擅长展示数据分析的过程,除了通过网页形式分享外,当然也可以将其制作成幻灯片的形式。这里有一个幻灯片示例供参考,其制作风格简洁明晰。

那么如何用 Jupyter Notebook 制作幻灯片呢?首先在 notebook 的菜单栏选择 View > Cell Toolbar > Slideshow,这时在文档的每个单元右上角显示了 Slide Type 的选项。通过设置不同的类型,来控制幻灯片的格式。有如下5中类型:

  • Slide:主页面,通过按左右方向键进行切换。
  • Sub-Slide:副页面,通过按上下方向键进行切换。
  • Fragment:一开始是隐藏的,按空格键或方向键后显示,实现动态效果。
  • Skip:在幻灯片中不显示的单元。
  • Notes:作为演讲者的备忘笔记,也不在幻灯片中显示。


    jupyter notebook slide
    jupyter notebook slide

当编写好了幻灯片形式的 notebook,如何来演示呢?这时需要使用 nbconvert:

jupyter nbconvert notebook.ipynb --to slides --post serve

在命令行中敲入上述代码后,浏览器会自动打开相应的幻灯片。

魔术关键字

魔术关键字(magic keywords),正如其名,是用于控制 notebook 的特殊的命令。它们运行在代码单元中,以 % 或者 %% 开头,前者控制一行,后者控制整个单元。

比如,要得到代码运行的时间,则可以使用 %timeit;如果要在文档中显示 matplotlib 包生成的图形,则使用 % matplotlib inline;如果要做代码调试,则使用 %pdb。但注意这些命令大多是在Python kernel 中适用的,其他 kernel 大多不适用。有许许多多的魔术关键字可以使用,更详细的清单请参考 Built-in magic commands

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 203,324评论 5 476
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,303评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 150,192评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,555评论 1 273
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,569评论 5 365
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,566评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,927评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,583评论 0 257
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,827评论 1 297
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,590评论 2 320
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,669评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,365评论 4 318
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,941评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,928评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,159评论 1 259
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,880评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,399评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容