Jupyter Notebook 简介:一个交互式的科学计算平台
什么是Jupyter Notebook?
Jupyter Notebook 是一个开源Web 应用程序,允许用户创建和共享包含实时代码、公式、可视化和说明文本的文档。
交互式计算:为何这么重要?
该平台适合实验和数据分析,还支持Python、R、Julia等多种编程语言。
为什么选择Jupyter Notebook:特点与用途
功能丰富的界面
介绍Jupyter Notebook 用户界面和各种可用工具。
实用性与应用场景
从数据清理到机器学习,Jupyter Notebooks 在整个数据科学过程中发挥着关键作用。
Jupyter Notebook 安装与使用的详细教学
系统要求
要安装Jupyter Notebook,必须首先确保系统上安装了Python。我们建议安装Python 3.x 版本。如果您的系统上尚未安装Python,您可以从Python 官方网站下载并安装它。
安装步骤
使用pip 安装
打开命令提示符或终端。通过键入以下命令安装Jupyter Notebook: pip install Notebook 这将启动Jupyter Notebook 并在Web 浏览器中打开一个新选项卡。
基本操作教学
创建新的Notebook
在Jupyter主页上,单击右上角的新建。在下拉菜单中选择您要使用的编程语言(通常是Python 3)。
储存与读取Notebook
保存:您可以通过单击工具栏中的保存图标或使用Ctrl+S 来保存笔记本。阅读:从Jupyter 主页,浏览到要保存笔记本的目录,然后单击将其打开。
执行代码和Markdown 单元
代码单元:输入代码并使用Shift+Enter运行。 Markdown Cell:选择Markdown作为单元格类型,输入文本或Markdown语法,然后使用Shift+Enter进行渲染。
用Jupyter Notebook 中分析资料
Jupyter Notebook 不仅仅是一个代码编辑器;它还是一个强大的数据分析工具。本节快速介绍如何在Jupyter Notebooks 中进行基本数据分析。
准备工作:汇入必要的套件
开始数据分析任务之前的第一步通常是导入所需的Python包。下面是一些常用的数据分析相关包。
将pandas 导入为pdimport numpy 并将npimport matplotlib.pyplot 导入为pltPandas 进行数据处理和分析。 NumPy:用于大型多维数组和矩阵的数学计算。 Matplotlib:用于绘图和可视化。假设您有一个名为
载入资料
data.csv 的CSV 文件。您可以使用以下命令将其读入Pandas DataFrame:
df=pd.read_csv('data.csv') 显示前几行数据。
df.head()
基本资料探索
加载数据后,您可以执行一些基本的统计操作来获取数据的概览。
描述性统计
df.describe() 数据类型和空值数量
df.info()
资料视觉化
使用Matplotlib 或其他可视化软件包绘制基本图形。
绘制条形图
df['column_name'].value_counts().plot(kind='bar')plt.show() 绘制散点图
plt.scatter(df['column1'], df['column2'])plt.show()
进行数据分析
根据实际需要,使用Pandas或其他包进行数据处理和分析。例如:
过滤条件:df[df['column'] value] 排序数据:df.dropna(), df.fillna(value) 聚合操作:df.groupby('column').mean() 简单步骤快速分析数据例如,在Jupyter Notebook 中。尽管这些只是入门级操作,但它们是更深入探索数据的一个很好的起点。
Jupyter Notebook 高级功能和插件
熟悉Jupyter Notebook 的基础知识后,下一步就是探索更高级的功能和插件。这些先进的功能极大地提高了您的工作效率和数据分析能力。
常用的Jupyter 插件
Jupyter 插件或扩展可以增强各种Notebook 功能,包括但不限于代码折叠、目录生成、突出显示等。
Nbextensions:提供许多用户界面扩展。
安装说明: pip install jupyter_contrib_nbextensionsjupyter contrib nbextension install --user 用法:打开Jupyter Notebook 并在Nbextensions 选项卡中选择要启用的扩展。 Hinterland:代码自动完成。
安装说明: pip install jupyter_nbextensions_configuratorjupyter nbextensions_configurator enable --user
Jupyter Widgets
这些是用于创建交互式UI 控件(例如滑块、下拉菜单等)的小工具。
安装说明: pip install ipywidgetsjupyter nbextension 启用--py widgetsnbextension 使用示例:
from ipywidgets import interactiondef f(x): return xinteract(f, x=10)
高级视觉化技巧
您可以使用Matplotlib 和Seaborn 等工具进行更高级的数据可视化。
哑光图罗纹
3D绘图:from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3Dfig=plt.figure()ax=Fig.add_subplot(111, project='3d')Seaborn
Heatmap: import seaborn as snssns.heatmap(df.corr())
如何在Jupyter Notebook 中使用Matplotlib 和Seaborn
在Jupyter Notebook 的每个单元中,只需照常使用这些函数和方法即可。要使绘图内联,请记住在第一个单元格中添加%matplotlib inline 。
小结
Jupyter Notebook 是一款功能强大且灵活的工具,适用于各种数据分析和机器学习任务。我们研究了如何充分利用该平台,从基本安装和操作到高级功能和插件。这些高级功能和插件不仅可以加快您的分析速度,还可以实现更复杂的数据可视化。一旦掌握了这些基本和高级功能,您就会发现Jupyter Notebook 是必不可少的数据分析工具。
参考资源
官方文档Jupyter Notebook 官方文档教程视频Jupyter Notebook 教程: 简介、设置、演练插件和扩展很棒的Jupyter 数据可视化Matplotlib 官网Seaborn 官网互动小部件Jupyter Widgets 官方文档
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