相较于 Pycharm 执行 py 文件来说，Jupyter Notebook 可保存执行过程，添加图表、注释等富文本说明的功能，使其对机器学习的开发者格外友好。

本文包含机器学习环境安装，Jupyter Notebook 常见用法：常见使用、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、机器学习环境安装

网上安装机器学习环境的资料非常多，我没有必要过分详细介绍。此处推荐我个人的安装方式 Miniconda+清华镜像，因为使用国内镜像所以非常快。

1. Miniconda

Miniconda 是 Anaconda 的最小安装版。只包含conda和Python以及它们依赖的少量软件包，包括pip, zlib等。

Miniconda下载地址：https://docs.conda.io/en/latest/miniconda.html

2. pip install

下载安装常用软件包，-i 参数指定清华镜像下载。

注意：本例安装 tensorflow CPU 版本，如需安装 tensorflow GPU 版本，替换tensorflow-cpu为tensorflow。

GPU 版 TensorFlow 需安装 CUDA 和 cuDNN，详情见TensorFlow中文官网-GPU支持: 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 可以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，其支持 GPU 和 TPU。使用体验与 Jupyter Notebook 一致，但更方便。以我个人使用为例，它免费赠送 12.72GB 内存和 107.77GB 的硬盘。简单来说，它比一般的个人电脑要快。Colab 支持付费版，性能更高。

Colaboratory官方地址：https://colab.research.google.com/

二、Jupyter Notebook

打开 Miniconda/Anaconda 命令行，输入启动命令启动 Jupyter。

jupyter Notebook

如下图，进入 Jupyter 启动页，然后点击New --> Python3 新建 Notebook。现在我们正式进入 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！")

执行结果如图所示

1.2 新建单元格，自动补全

按 B（Below）键，在单元格下方新建单元格。

输入下方代码，按Shift+Enter执行单元格。试试在输入np.lins时按 Tab 键，Jupyter 将自动补全代码。关于linspace方法，我们将在接下来讲解 Numpy 的文章中说明。

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

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

1.3 代码提示

输入myarray，按Alt+Enter执行选中单元格，并在下方插入新的单元格。我们将光标放在代码后方，按Shift+Tab查看代码提示。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 将单元格格式转换为 Markdown 格式。

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

执行得到如下显示。

1.5 序号说明

单元格前面的序号表示单元格执行的次序。*其中空[ ]为从来没执行过。[\]为尚未执行到。**

1.6 Jupyter 两种模式及全部快捷键

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 常用编辑模式快捷键：

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 数学公式支持

Jupyter Notebook 支持 LaTex 数学公式。新建 Markdown 代码格式单元格。

输入下方文本将现实 LaTeX 公式，这对我们学习机器学习记数学公式非常有帮助。

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

试试执行下面的代码，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详细介绍，还请您多多关注我。

2.2 魔法命令

输入%lsmagic查看所有可用魔法命令。

%lsmagic

其中比较常见的如 %pwd, %timeit 等。

3. 更多

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