Python初學 — jupyter 介紹
前言
通常在做資料分析或是畫圖，我們會習慣使用 jupyter 作為我們開發的工具，因為有以下幾個特點：
- Debug Fast: 它可以將程式碼一個區塊的慢慢執行，不需要每次都將整個程式跑過一遍，直到出現你要的結果，你可以反覆的修改執行在同一個地方，直接完成你想像中的功能。
- Display Easy: 在執行的過程，你可以輕鬆的查看過程中的變數，隨時監控結果。
3. Extension Huge: 因為 jupyter 建構在 HTML 上，因此可借用 javascript 的功能，簡單的擴充程式的互動及呈現，可參看 jupyter 的官方網站：http://jupyter.org/widgets
4. Support Good: 支援許多種檔案的轉換，除了 .py外，還可轉換成 html 檔放到自己的網站中。
因此這麼好的工具，如果你還不會使用的話，就太可惜了啊！
趕快來與我們一起學習這個工具的使用方法吧！
安裝
如何開啟 jupyter
使用 anaconda 的朋友
若你是使用 anaconda，你可以使用 anaconda navigator 來使用 jupyter notebook
但因為用此方法開啟的 jupyter notebook，不太好調整儲存的位置，因此建議參考下方的開啟方法，會比較方便。
用 cmd/powershell 來開啟 jupyter notebook
若是你想要更快速更漂亮的開啟，可以使用 cmd/powershell 來開啟
- 進入你想要新增或載入 jupyter 的資料夾
- 對著空白處，按住 Shift 鍵，同時點擊滑鼠右鍵
- 選擇 “在這裡開啟 cmd/powershell 視窗”
4. 等待 cmd/powershell 視窗開啟
5. 在視窗中輸入 jupyter notebook，即可開啟
關閉 jupyter notebook
連續按兩次 “ctrl+c”
Jupyter 的檔案操作
新增檔案
- 點擊 “New”，並選擇 “
python[conda root]"
2. 等待新分頁的開啟，新分頁即是新的檔案
兩種 kernel
[conda root]與[default]的差異
https://github.com/jupyter/notebook/issues/1850
儲存檔案
- 方法 1: 點選 File，選擇 Save and Checkpoint
- 方法 2: 直接按 “Ctrl+s” ，跟 microsoft word 一樣
修改檔名
- 點擊上面的名字，然後輸入你要修改的檔名
輸出成 .py 檔
關閉目前開啟的檔案
將沒用到的 jupyter，會釋放程式佔據的資源。
Jupyter 的編寫
因為 jupyter 可提供程式編輯及執行，所以 jupyter 有兩種模式，分別是編輯模式（綠色）及一般模式（藍色）。
模式的介紹及差異
- 編輯模式：使用上下左右鍵在程式區塊內移動，並可以編打程式碼（若進入時，程式區塊旁顯示綠色）。
- 一般模式：使用上下鍵選取不同的程式區塊，可執行程式區塊內的程式碼（若進入時，程式區塊旁顯示藍色）。
你可以在一般模式下，按下 “Enter“ 進入選取區塊並進行編輯，亦或是用滑鼠點擊想修改的程式碼。
在編輯模式下，想要跳回一般模式，可以按 “Esc” 來跳出。
一般模式下的操作
首先，程式碼寫完當然要執行了啊！特別注意的是， Jupyter 可以將整個 python 檔分區塊一一執行，可以不用一次就要跑完。將程式碼分成區塊，在區塊執行的中間查看目前的變數狀況，來協助程式的修正。所有稍早執行過的結果都會儲存起來，直到 kernel 關掉或重啟。
然後以下的快捷鍵全都要記起來啊！能不用手的工程師很帥！
程式區塊的執行
目前區塊，選取的區塊標記移到下個區塊
- 按鈕： “Run” 直接按 “Run” 來執行選取區塊的程式，並移到下一個區塊。會看到
In [1]代表這個區塊是第幾個被執行的區塊。
- 快捷鍵： “shift + enter”
執行目前區塊，選取的區塊標記不移動
快捷鍵： “ctrl + enter”
中斷目前執行中的區塊
- 按鈕： “正方形”
- 快捷鍵： “ii” (連續按兩下 i)
程式區塊的操作
新增
在目前的區塊下方新增一個空的程式區塊
- 按鈕：”+”
- 快捷鍵：”b”
在目前的區塊上方新增一個空的程式區塊
- 快捷鍵：”a”
刪除
刪除選取的的程式區塊
- 按鈕： “剪刀”
- 快捷鍵： “dd” (連續按兩下 d)
複製
- 按鈕：請參考下方的 GIF
- 快捷鍵： 按 “c” 來複製選取的區塊，（移動到你要貼上的地方），按 “v” 在目前的區塊下方貼上複製的區塊
合併
將下方的區塊與目前選取的區塊，合成一個新的區塊
- 快捷鍵： “shift+m”
顯示行號
- 快捷鍵：“l” (英文字母的 l)
分割（必須在編輯模式）
- 快捷鍵： “ctrl + shift + -”
編輯模式下的快捷操作 (皆為快捷鍵)
- 註解： “ctrl+/”
- 縮排： “ctrl+[“
- 反縮排： “ctrl+]”
Kernel 的操作
下面可看到可針對 Kernel 的操作，有 Interrupt (中斷目前程式進行)、三種 Restart、Reconnect、Shutdown 及 Change kernel。
Restart 重啟
遇到以下的狀況，建議重啟 Kernel
- Cell 跑不出結果，一直顯示出
*號。
可能的原因有兩種，第一種是input卡住，這應該是各位目前最常遇到的，這主要是因為若在 jupyter kernel 進行中，沒有針對每一個input做輸入時，又再做 cell 的重覆執行或刪除時，就會發生既沒有input可供輸入，也一直跑不出結果來。至於第二種，系統仍在運行，計算過久或是陷入無限迴圈，皆有可能 - 當 module 無法正常
import進來時。通常發生在 module 在 kernel 進行時有更新的動作，這時就需要清理一下快取來重新 import。
- 有三種不同的 Restart 方式
- Restart：單純重啟 kernel，之前執行的結果都還留在 (即 output)
- Restart & Clean Output：除了重啟 kernel 外，也順便把所有執行的結果清除掉
- Restart & Run All：重啟 kernel 後，從最上面的 cell 從上到下依序執序。
Reconnect
基本上，把網頁關掉，不會清掉之前在該網頁所做的事情，包含所儲存使用的變數們，因此若重新開起網頁時，可以重連並繼續做事。但有時仍會發生被清掉狀況，所以還是用完再關吧。
Shutdown
就如同上方所說，網頁關掉不代表執行的結果也會立即清掉，這時你可以選擇點選 Shutdown 來正確的清掉目前的執行狀態。下面那張即是 shutdown 後，顯示 No kernel 的結果。
Change Kernel
顧名思義就是選擇目前這個 jupyter 檔案要使用的 python 環境。
畫面的介紹
上圖即是我們平常使用 jupyter 的樣子，但有時這樣很笨重，特別是在你已經熟記快捷鍵，不需要再去移動你的滑鼠去點選 Toolbar 。
工程師的浪漫，在於不用滑鼠，敲打著機械式鍵盤，一聲一聲的落下，快速跳動如彈鋼琴的手，望著 Power mode 的程式編輯器，猶如朕執掌天下，秋千萬世由我開啟。
下方的 View 可以折疊隱藏資訊，讓你更專注在寫 code 上面。
將 Header 及 Toolbar 都關閉後，就會呈現如此輕爽的畫面 :)
結論
工欲善其事，必先利其器。熟悉自己使用的工具，加快每個小細節，就會有更多時間專注在 google 上面，可參看另一篇 用google來協助寫程式 (趁機宣傳之前寫的文章)。
僅注意的是，jupyter 的檔案使用起來較為麻煩，需要額外開啟 kernel 來執行做事，因此建議在初期程式開發時使用，待測試完功能無誤時，還是建議使用 .py 檔案來做之後的維護。
