IPython与Jupiter是什么？

IPython是Python的一个交互式解释器，可以提供交互式命令行，支持自动补全、历史记录等功能。Jupyter是IPython的一个扩展，可以提供交互式命令行、Markdown文档、代码块等功能。当你使用%run命令时，IPython会在同一个进程内执行指定文件中的代码，确保你能够在执行完成时立即探索结果。

IPython的使用

启动IPython

像启动标准Python解释器一样，你可以ipython命令启动IPython命令行。

IPython的交互式命令行

你可以将Python语句输入命令行，然后按下回车键运行。当你在IPython命令行中仅仅输入一个变量名后，它会返回一个表示该对象的字符串：

IPython输出风格

与常见的print打印语句不同，IPython会将输出格式化为一个更易读的格式。

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import numpy as np
data = {i:np.random.randn() for i in range(7)}
data
    {0: -0.4046457180241955,
     1: -2.27136111318475,
     2: 1.7273107463935018,
     3: -1.364839504945707,
     4: -1.957277837917039,
     5: -0.5369751270845555,
     6: 0.9250198022472945}

IPython的Tab补全功能

相较于标准Python命令行，IPython增添了Tab补全功能。通常这种功能只在IDE或者其他交互式计算分析环境中提供。当在命令行中输入一个表达式时，按下Tab键可以自动搜索能够匹配当前表达式的自定义变量、关键字、内建函数、方法、属性、名称、关键字参数等。另外需要导入的模块也可以通过相同的方式进行补全。并且在新版的IPython中，自动补全是在下拉列表中进行的，需要在补全列表中选择一个选项，然后按回车键执行。
请注意IPython默认情况下隐藏了以下划线开始的方法和属性，诸如魔术方法，内部“私有”方法和属性以防止新手混淆，这些属性必须先输入下划线才可以看到
此外，Tab补全功能还可以用于对计算机文件系统的搜索，当输入任意路径（甚至是Python字符串）时，按下Tab键可以自动补全文件和目录名。这与%run命令搭配使用能够节省大量的输入时间（%run + Tab补全文件路径）。

内省

在一个变量名前后使用问号(?)可以显示一些关于该对象的概要信息：

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array?

这就是对象内省。如果对象是一个函数或实例方法且文档字符串已经写好，则文档字符串就会显示出来。例如：

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def exchange_numbers(a, b):
    """
    Exchange two numbers without a temp variable
    Returns
    --------
    b, a
    """
    return b, a

然后使用?显示对象的完整文档字符串：

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exchange_numbers?

使用双问号??可以显示函数源代码：

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exchange_numbers??

此外?操作符还有一个终极用途，可以结合通配符*使用，例如我们可以得到Numpy顶层函数中包含load的函数名列表：

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np.*load*?
np.__loader__
np.load
np.loads
np.loadtxt
np.pkgload

%run命令

在Juypter中可以使用%run命令运行任意的Python程序文件，并且Jupyter提供了良好的用户输入接口。

在%run FileName.py这行命令中，脚本是在一个独立的空白命名空间中运行的，之前导入的模块或定义的变量对其不会造成影响。（类似于在一个单独的命令行中执行python FileName.py）。

在程序执行期间，按下Ctrl+C可以中断程序。除了某些特殊情况，这将导致所有的Python程序立即停止运行。但需要注意的是，当一段Python代码被其他已经编译的扩展模块调用时，按下Ctrl+C将不会中断程序。在这些情况下，你需要等到控制流重新返回Python解释器，甚至有时还需要强制结束Python进程。

关于魔术命令

IPython中存在一些特殊的内置命令称为魔术命令，它们以%开头，用于简化常见任务。例如：

指令	功能
%time statement	命令可以测量一段代码的执行时间
%timeit statement	命令多次运行单个语句计算平均时间
%pwd	命令可以显示当前工作目录
%cd	命令可以改变当前工作目录
%ls	命令可以列出当前工作目录下的文件
%matplotlib	命令可以启用matplotlib绘图功能
%edit	命令可以打开一个Python程序文件的编辑器
%debug	命令可以启动调试器
%hist	命令可以显示命令历史记录
%pdb	命令可以启用Python调试器
%who, %who_ls, %whos	命令可以显示当前工作空间中的变量
%quickref	命令可以打开一个快速参考手册
%magic	命令可以列出所有魔术命令的详细文档
%paste	命令可以从剪贴板中执行已经预先格式化的Python代码
%cpaste	命令可以打开一个特殊提示符，然后手动粘贴待执行的Python代码
%reset	命令可以重置当前工作空间，删除当前工作空间中的所有变量和函数
%page OBJECT	通过分页器更美观地打印显示一个对象
%xdel variable	命令可以删除一个变量并清除相关的引用

Tips:

魔术命令可以看作IPython系统内部的命令行程序，大多数魔术命令都可以在其后追加?操作符来显示更加详细的文档

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In[1]: %time?

只要没有变量定义为与魔术命令相同的名字，魔术命令即可不加%使用，这种特性可以通过%automagic命令来启用或禁用
一些魔术命令（例如%pwd）也像Python函数一样，其输出可以赋值给一个变量。

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In[2]: pwd = %pwd
In[3]: pwd

matplotlib集成

IPython良好得集成了matplotlib，在IPython中，运行%matplotlib命令可以生成多个绘图窗口而不会干扰控制台的会话。

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In[1]: %matplotlib
In[2]: import matplotlib.pyplot as plt
In[3]: import numpy as np
In[4]: plt.plot(np.random.randn(50).cumsum(), 'k--')

在Jupyter中，命令会有所不同：

Jupyter的使用

Jupyter是一个基于Web的交互式计算分析环境，可以运行多种数据分析语言。一般安装Anaconda时，已经安装了Jupyter。在使用Jupyter时，需要打开命令行输入jupyter notebook命令，然后打开浏览器访问localhost:8888。一般情况下，Jupyter会自动打开一个浏览器窗口（除非你使用了 –no-browser 选项）同时，你可以在jupyter notebook命令后面追加目录来指定Jupyter的默认打开地址。