关于机器学习:前置机器学习二30分钟掌握常用Jupyter-Notebook用法

相较于 Pycharm 执行 py 文件来说，Jupyter Notebook 可保留执行过程，增加图表、正文等富文本阐明的性能，使其对机器学习的开发者分外敌对。

本文蕴含机器学习环境装置，Jupyter Notebook 常见用法：常见应用、命令、快捷键等。进阶用法：LaTeX 数学公式、魔法命令等。

本文收录于机器学习前置教程系列。

一、机器学习环境装置

网上装置机器学习环境的材料十分多，我没有必要过分具体介绍。此处举荐我集体的装置形式 Miniconda+ 清华镜像，因为应用国内镜像所以十分快。

1. Miniconda

Miniconda 是 Anaconda 的 最小 安装版。只蕴含 conda 和Python以及它们依赖的大量软件包，包含 pip, zlib 等。
Miniconda 下载地址：https://docs.conda.io/en/latest/miniconda.html

2. pip install

下载安装罕用软件包，-i 参数指定清华镜像下载。
留神 ：本例装置 tensorflow CPU 版本，如需装置 tensorflow GPU 版本，替换tensorflow-cpu 为tensorflow。
GPU 版 TensorFlow 需装置 CUDA 和 cuDNN，详情见 TensorFlow 中武官网 -GPU 反对: https://tensorflow.google.cn/install/gpu。

pip install --upgrade pip

pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple tensorflow-cpu tensorflow-datasets tf-agents matplotlib pandas scikit-learn scikit-image ipython jupyter keras gym lxml xlrd openpyxl sqlalchemy

3. Colaboratory[可选]

对于有 外网条件 的人来说，Colaboratory 能够作为上述配置的替代品。
Colaboratory 是谷歌开发的在浏览器上运行 Python 的工具，其反对 GPU 和 TPU。应用体验与 Jupyter Notebook 统一，但更不便。以我集体应用为例，它收费赠送 12.72GB 内存和 107.77GB 的硬盘。简略来说，它比个别的个人电脑要快。Colab 反对付费版，性能更高。
Colaboratory 官网地址：https://colab.research.google.com/

二、Jupyter Notebook

关上 Miniconda/Anaconda 命令行，输出启动命令启动 Jupyter。

jupyter Notebook

如下图，进入 Jupyter 启动页，而后点击New --> Python3 新建 Notebook。当初咱们正式进入 Jupyter Notebook 的世界。

1. 常见用法

1.1 打印

键入命令，按 Ctrl+Enter 执行单元格。

print("2020, 戴好口罩！")

执行后果如图所示

1.2 新建单元格，主动补全

按 B（Below）键，在单元格下方新建单元格。

输出下方代码，按 Shift+Enter 执行单元格。试试在输出 np.lins 时按 Tab 键，Jupyter 将主动补全代码。对于 linspace 办法，咱们将在接下来解说 Numpy 的文章中阐明。

import numpy as np
myarray = np.linspace(0,10,101)

Shift+Enter将执行选中单元格，并抉择下方单元格。如下方无单元格则新建单元格。

1.3 代码提醒

输出 myarray，按Alt+Enter 执行选中单元格，并在下方插入新的单元格。咱们将光标放在代码前方，按 Shift+Tab 查看代码提醒。按 两次 Shift+Tab 可查看代码详情。

myarray

如图显示，myarray 是 ndarray 类型的数组。

1.4 Markdown

选中 myarray 单元格，按 A（Above）在 myarray 上方插入单元格，再按 M 将单元格格局转换为 Markdown 格局。

## markdown
在此处点击 **Shift+Tab** 可查看 myarray 数据类型。

执行失去如下显示。

1.5 序号阐明

单元格后面的序号示意单元格执行的秩序。其中空 [] 为素来没执行过。[*]为尚未执行到。

1.6 Jupyter 两种模式及全副快捷键

1.6.1 命令模式（按 ESC 进入）

Jupyter 常用命令模式快捷键：

1.6.2 编辑模式（按 Enter 进入）

Jupyter 罕用编辑模式快捷键：

1.6.3 Jupyter Notebook 快捷键大全

进入命令模式，按 H 查看所有 Jupyter Notebook 快捷键。

2. 进阶用法

2.1 LaTeX 数学公式反对

Jupyter Notebook 反对 LaTex 数学公式。新建 Markdown 代码格局单元格。

输出下方文本将显示 LaTeX 公式，这对咱们学习机器学习记数学公式十分有帮忙。

### variance 方差公式
$$s^2 = \frac{\sum_{i=1}^{n}{(x_i -x)^2}}{n}$$
(其中 `x` 为均值)

试试执行上面的代码，看看会显示什么？

\begin{equation*}
\left(\sum_{k=1}^n a_k b_k \right)^2 \leq \left(\sum_{k=1}^n a_k^2 \right) \left(\sum_{k=1}^n b_k^2 \right)
\end{equation*}

更多 LaTeX 的用法，我会在接下来的文章中具体介绍，还请您多多关注我。

2.2 魔法命令

输出 %lsmagic 查看所有可用魔法命令。

%lsmagic

其中比拟常见的如 %pwd, %timeit 等。

3. 更多

Jupyter Notebook 官网文档：https://jupyter-Notebook.readthedocs.io/en/stable/examples/Notebook/examples_index.html