回顧：菜鳥數(shù)據(jù)科學(xué)入門01 - 工具包概略

為什么要用 IPython？

IPython (Interactive Python 的簡寫) 是一個強大的交互式 Python Shell，由 Fernando Perez 在 2001 發(fā)起。它的目標是提供 Tools for the entire life cycle of research computing. 如果說 Python 是數(shù)據(jù)科學(xué)操作的引擎，那么 IPython 就是交互式的控制面板。

IPython 的優(yōu)點：

• 交互式和批處理功能
• 提高編寫、測試速度，執(zhí)行結(jié)果立即可見，方便調(diào)試
• 同時保存腳本和計算過程，可重復(fù)可互動
• 豐富的數(shù)據(jù)可視化工具
• 能在本地計算機上對遠程服務(wù)器中的數(shù)據(jù)進行分析
• 兼容 markdown 語法，滿足數(shù)據(jù)分析、課程教學(xué)、博客寫作等需求

Python Scientific Ecosystem

IPython 只是為 NumPy、Scipy、Pandas、Matplotlib 等包提供一個交互式接口，本身并不提供科學(xué)計算的功能。這些工具組合在一起，形成了可以匹敵如 Matlab、Mathmatic 等復(fù)雜工具的科學(xué)計算框架。

Shell or Notebook?

使用 IPython 有兩種方式（前提是已經(jīng)安裝好 IPython）。

在命令行中使用

在命令行中輸入 ipython，進入 IPython 環(huán)境：

Python 2.7.10 (default, Jul 30 2016, 19:40:32)
Type "copyright", "credits" or "license" for more information.

IPython 5.1.0 -- An enhanced Interactive Python.
?         -> Introduction and overview of IPython's features.
%quickref -> Quick reference.
help      -> Python's own help system.
object?   -> Details about 'object', use 'object??' for extra details.

In [1]:

在 Jupyter Notebook 中使用

Jupyter Notebook 是基于瀏覽器的 IPython shell 圖形界面，非常適合用于開發(fā)、協(xié)同、分享甚至是發(fā)布數(shù)據(jù)科學(xué)研究成果。Notebook 以 JSON 格式保存整個交互式會話，可以兼容 Python 代碼，文本標記語言如 Markdown，圖片，視頻，媒體內(nèi)容等。 IPython Notebook 在 Python 社區(qū)中越來越普遍，特別是在科學(xué)研究與教育領(lǐng)域，很多課程/博客/書籍都是用 Notebook 寫的。

安裝 Jupyter 后，在命令行輸入 jupyter notebook，進入 IPython 環(huán)境

[I 15:28:38.305 NotebookApp] Serving notebooks from local directory: /Users/kidult/Workspace/PresentWrok/OpenMind/2016.OM.DS/my_venv
[I 15:28:38.305 NotebookApp] 0 active kernels
[I 15:28:38.305 NotebookApp] The Jupyter Notebook is running at: http://localhost:8888/
[I 15:28:38.305 NotebookApp] Use Control-C to stop this server and shut down all kernels (twice to skip confirmation).

瀏覽器會打開本地的 Jupyter 控制臺，新建或選擇 .ipynb 后綴文件打開，就可以看到 Notebook 的頁面了：

Notebook 基本結(jié)構(gòu)和操作

在 Jupyter Notebook 中，基本的操作單元是 cell：

每個 cell 由 In和Out，即輸入和輸出部分組成。在這里，IPython 實際上生成了名叫 In和Out 的 Python 變量，把操作歷史存儲起來，以便隨時調(diào)用。（_可調(diào)用上一個輸出，_X可調(diào)用 Out[X] 的輸出）

IPython 中的 cell 支持 Markdown 格式，所以很適合用來生成帶源碼和運行結(jié)果的文檔。

Notebook 中常用操作

命令模式 (按 Esc 鍵進入)

編輯模式 (按 Enter 鍵進入)

實用功能

Tab自動補全

在輸入命令時按下 tab 鍵，可以查看補全選項：

用 ? 查詢文檔

比如，要查詢 len 的用法，只需要輸入 len?

In [2]: len?

Type:        builtin_function_or_method
String form: <built-in function len>
Namespace:   Python builtin
Docstring:
len(object) -> integer

Return the number of items of a sequence or mapping.

另外，用 ?? 可以查看源代碼，比如輸入square??

In [8]: square??

Type:        function
String form: <function square at 0x103713cb0>
Definition:  square(a)
Source:
def square(a):
    "Return the square of a"
    return a ** 2

魔法命令

通過%lsmagic即可查看，以下為部分命令：

參考資料

• Python Data Science Handbook
• IPython.org
• 學(xué)習(xí)IPython進行交互式編程和數(shù)據(jù)可視化
• 使用IPython有哪些好處？ - 知乎
• 為什么要使用IPython？ - 簡書

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