Jupyter позволяет создавать интерактивные документы, объединяющие текст, код и графику. Он широко используется в научных вычислениях для обмена кодом и результатами. Блокноты Jupyter состоят из ячеек кода и Markdown; их легко создавать и перестраивать.

Программирование может показаться простым вводом кода в IDE, текстовый редактор или интерпретатор. Jupyter предлагает принципиально иной подход, позволяя плавно интегрировать текст, код и графику в интерактивные документы. Он сочетает в себе простоту использования и мощные возможности.

Jupyter - это "интерфейс блокнота", в котором можно создавать "грамотные программы" - код, перемежающийся с описанием. Он родился из проекта IPython, который был разработан для улучшения интерактивных возможностей пользователей Python. Jupyter входит в состав IPython, но может работать и как самостоятельное приложение. Jupyter поддерживает не только Python, как можно предположить из его названия; он предлагает множество языков программирования через различные "ядра". Python - один из вариантов среди множества доступных.

Вы наверняка слышали о том, что хорошие программы должны содержать комментарии, объясняющие все, что может запутать человека, читающего ваш код, - или вас, если вы вернетесь к нему через некоторое время. Но блокнот делает еще один шаг вперед. Вы можете создавать документы, описывающие вашу работу, включая графику и код.

Вот пример, который я сделал в свободное время, используя Python и Seaborn, чтобы показать линию тренда набора данных, в котором записано количество авиапассажиров с конца 1950-х до начала 1960-х годов. Это лишь один из видов проектов, над которыми вы можете работать.

Jupyter завоевал большую популярность в научных вычислениях, в частности в анализе данных и науке о данных, потому что он предлагает исследователю простой способ передачи любых результатов. Однако его применение не ограничивается учеными: Jupyter может использовать любой человек для решения обычных задач кодирования и без труда демонстрировать свою работу другим. Такой подход к программированию позволяет создавать интерактивные документы, а не просто выполнять код.

Одно из преимуществ Jupyter перед обычным интерактивным интерпретатором вроде Python заключается в том, что он ведет автоматический журнал ваших действий. В таких областях, как наука и инженерия, это служит способом "доказать свою работу".
Что лучше: Jupyter Notebook или JupyterLab?

У Jupyter есть два типа: обычный Jupyter Notebook и JupyterLab. JupyterLab создан для того, чтобы предоставить больше инструментов, например, среду разработки. Хотя проект Jupyter сначала отказался от старого Jupyter и перевел его в статус обслуживания, позже он решил вернуть старый Jupyter из-за его длительного использования и теперь запускает оба типа одновременно.

В этой статье мы рассмотрим классический интерфейс Jupyter Notebook, поскольку он является более простой точкой входа, чем JupyterLab. Несмотря на то, что разработчики Jupyter считают JupyterLab будущим своего проекта, вы можете предпочесть пока остановиться на первом варианте, чтобы понять, понравится ли он вам после изучения Jupyter.

Установка Jupyter

Установить Jupyter очень просто.

Самый простой способ установить Jupyter - через pip:

Выполните команду pip install notebook.

Другой способ - использовать Conda или Mamba, они созданы для сложных сред, целью которых является наука о данных и опытные пользователи. Кроме того, эти инструменты можно найти в менеджерах пакетов для дистрибутивов Linux, поскольку они обычно используются учеными, изучающими данные, и опытными пользователями для управления более сложными средами. Поэтому стоит проверить свои репозитории.

Запуск Jupyter

Чтобы запустить Jupyter из терминала в Linux, введите:

Если приложение не запускается автоматически, попробуйте открыть браузер и перейти по адресу localhost:8888. Вы увидите много информации о запуске, а затем окно браузера с интерфейсом Jupyter. Сначала вы получите файловый менеджер на основе браузера.
Запуск нового блокнота

Чтобы создать новый блокнот, перейдите в меню Файл, нажмите кнопку Создать и выберите пункт Блокнот. Откроется новая вкладка с блокнотом, первоначально названным Untitled. Чтобы переименовать его, щелкните по названию, и появится окно, в котором вы сможете изменить название блокнота. После того как вы введете желаемое имя, нажмите кнопку Сохранить для подтверждения. Поскольку это блокнот Python, он будет иметь расширение .ipynb. Когда вы откроете Jupyter, ваш блокнот будет найден в директории создания.

Вам будет предложено выбрать, какое из установленных ядер вы хотите использовать. В этом учебнике мы выберем Python, поскольку это очень популярный и простой в использовании язык.

Активация и мобилизация клеток

Блокнот состоит из ячеек, в которых может храниться текст или код. Тип ячейки можно выбрать из выпадающего меню с надписью "Код" или "Уценка". По умолчанию ячейки имеют тип "Код".

Для ввода текста в режиме Markdown используйте стандартный синтаксис Markdown. В ячейке с кодом используйте выбранное вами языковое ядро.

Чтобы запустить ячейку, используйте Shift+Enter. При применении к ячейке Markdown это отформатирует ее соответствующим образом, а в ячейке кода выполнит код и предоставит вывод. При успешном выполнении кода будет возвращено значение. Сообщения об ошибках будут отображаться красным цветом.

Чтобы изменить ячейку после ее выполнения, просто щелкните по ней. Затем снова нажмите Shift+Enter, чтобы запустить ее.
Чтобы продемонстрировать эти идеи, мы создадим простой пример с надписью "Hello, world!". Сначала будет добавлена текстовая ячейка, в которой мы расскажем, зачем существует эта программа. Затем мы добавим ячейку Markdown с примечанием типа "Это блокнот, который печатает "Hello, world!

Мы сделаем это и получим текстовую ячейку.

Чтобы добавить ячейку с кодом, нажмите на кнопку справа, где изображено поле над знаком плюс; это позволит вам вставить ячейку под текущей.

Вы также можете использовать клавишу B в качестве сочетания клавиш на клавиатуре.

Убедитесь, что в выпадающем меню выбран пункт "Код", а затем введите его в поле:

print("Приветствую тебя, Вселенная!").

В ячейках кода Jupyter автоматически подсвечивает синтаксис, что помогает убедиться в правильности введенного кода.
Теперь, нажав Shift+Enter, вы должны увидеть, как под ячейкой кода появляется надпись "Hello, world!". Кнопка, расположенная слева от функции "вставить ячейку ниже", выполнит то же действие, но добавит ячейку выше этой.

Ячейки можно перемещать. Справа от каждой ячейки отображается несколько значков. Эти значки позволяют перемещать ячейку вверх или вниз, добавлять новую ячейку сверху или снизу, а также дублировать текущую ячейку. Дублирование операции полезно, если вы хотите выполнить одну и ту же операцию с разными параметрами, например, изменить значение переменной.

Jupyter будет сохранять ваш блокнот через определенные промежутки времени. Вы можете выбрать пункт "Сохранить блокнот" в меню "Файл" или воспользоваться сочетанием клавиш Ctrl+S.

Чтобы выйти из блокнота, вы можете выбрать "Shut Down" из меню файла, что вызовет окно подтверждения. Чтобы полностью закрыть сервер Jupyter, вы можете либо выбрать "Shut Down" в меню файла, либо нажать Ctrl+C в терминале, в котором вы запустили блокнот.

Это поможет вам начать работу с новым сильным способом программирования с помощью блокнотов Jupyter.