1.3 Jupyter Notebook
Jupyter脱胎于IPython（Interactive Python，交互式Python），是Julia、Python及R语言的组合，Jupyter不仅支持Python，目前它所能支持运行的编程语言已达40多种。Jupyter具备“所见即所得，语法高亮、Tab补全，支持Markdown、数学公式编写，允许导出为HTML和PDF”等优点。
1.3.1 操作界面
1．新建笔记本
在Jupyter Notebook主界面的右上角，选择New→Python 3（ipykernel），用于新建Notebook（笔记本），如图1-17所示。
新建的Notebook（笔记本）如图1-18所示。
图1-17 新建笔记本（1）
图1-18 新建笔记本（2）
图1-18中，Untitled1是Notebook的名称，可以通过双击后进行更改。
2．界面构成
Notebook的界面主要由标题栏、菜单栏、工具栏、单元格组成，如图1-19所示。
3．菜单栏
菜单栏由File、Edit、View、Insert、Cell、Kernel、Widgets、Help这9个菜单组成。File菜单主要用于文件的保存与新建，Edit菜单主要用于编辑单元格，View菜单主要用于标题栏、工具栏、单元格相关项的显示与隐藏，Insert主要用于插入单元格，Cell主要用于运行代码单元格，Kernel主要用于运行Python代码，Widgets主要用于增强交互功能，Help主要用于帮助文档的链接。
图1-19 Jupyter Notebook界面说明
4．工具栏
Jupyter Notebook中常用工具栏及说明，如图1-20所示。
图1-20 Jupyter Notebook中常用工具栏及说明
5．代码单元格
Notebook文档是由一系列单元（Cell）构成的，主要有两种形式的单元。
（1）代码单元。用于编写代码，按Shift+Enter键运行代码，其结果显示在本单元下方。
（2）序列标志。In［］：这样的序列标记，方便人们查看代码的执行次序。
1.3.2 Code运行模式
Jupyter Notebook命令运行模式（代码模式）的4种特征：绿色边框、闪动的光标、代码（下拉菜单）、铅笔图标，如图1-21所示。
图1-21 Jupyter Notebook命令运行模式（1）
在代码单元格输入以下代码：
import numpy as np
import pandas as pd
单击工具栏“运行”按钮或按住Shift+Enter键，单元格左侧的［］会先变为［∗］再变为［＜num＞］。［］：表示运行前，［∗］：表示运行中，［＜num＞］：表示已运行结束，＜num＞代表的是运行结束后当前单元格［］所显示的数字。运行后如图1-22所示。
图1-22 Jupyter Notebook命令运行模式（2）
［∗］运行后会产生3种可能的结果：
（1）报错，会出现一串提示。
（2）运行正常，但无法看到结果。
（3）运行正常，可以看到运行结果。
报错举例：print（1+＂2＂），如图1-23所示。
图1-23 Jupyter Notebook报错提示
如果有对变量进行赋值的代码，运行结束后，意味着变量已被存入内存，则此变量可以在后面直接调用。这是Jupyter强于其他解释器的地方，示例代码如下：
a = 3
b = 2+a
b
结果为5，如图1-24所示。
图1-24 Jupyter Notebook的运行结果
如果需要重新运行Notebook中的所有代码，则可单击工具栏的双三角形（►►）或通过菜单工具栏Kernel→Restart & run all，在弹出的确认对话框中，单击“重启并运行所有代码块”按钮，如图1-25所示。
注意：后续第1～7章的代码都是以Jupyter Notebook演示为主，其中In［］：单元格内，代表的是代码的输入，Out［］：代表的是代码的输出。若采用Spyder或PyCharm等编译代码，则在所有显示输出的部分，可能需要在外面套上print（）才可以得到Jupyter Notebook中显示的结果。
图1-25 重启并运行Jupyter Notebook的所有代码块
1.3.3 Markdown模式
单击下拉菜单，选择Markdown。Markdown模式的几个特征如图1-26所示。
图1-26 Markdown模式（1）
Markdown单元支持对文本进行编辑。采用Markdown的语法规范，可以设置文本格式、插入链接、图片及数学公式。同样使用Shift+Enter运行Markdown单元来显示格式化的文本。在单元格外面单击，进入蓝框，然后按下M键；或者在工具栏菜单中选择Markdown。在单元格输入print（1+2），对比前后的效果，如图1-27所示。
图1-27 Markdown模式（2）
在Markdown模式下，文本字符串末尾的空格会影响显示的结果，如图1-28所示。
图1-28 Markdown模式（3）
1.3.4 常用快捷键
在Markdown模式下，按下H键，查看所有快捷键，如图1-29所示。
图1-29 常用快捷键
Jupyter Notebook常用快捷键见表1-1。
表1-1 Jupyter Notebook常用快捷键
1.3.5 常用魔法命令
%，%%，称为魔术关键字（Magic Keywords），是用于控制Notebook的特殊命令。以下是Jupyter Notebook中较常用的几个魔法命令。
（1）%timeit：获取代码的运行时间。
（2）%ls：获取当前目录下所有的文件内容。
（3）%matplotlib inline：在文档中嵌入Matplotlib生成的图形。注意：如果用了这个魔法函数，则可以在代码中省略plt.show（）。
（4）%run：运行“.py”格式的Python文件。
（5）%load：用外部脚本替换当前单元格。
（6）%pwd：获取当前目录。