Jupyter 交互式开发入门教程

第一章：Notebook 结构

Jupyter Notebook 由 Cell 序列组成，两种核心类型：

• Code Cell：包含可执行代码。Shift+Enter 执行，输出直接显示在 Cell 下方
• Markdown Cell：包含格式化文档。支持标题、列表、链接、图片、LaTeX 数学公式

内核（Kernel）

每个 Notebook 连接一个内核进程，它维护代码执行后的全部变量。重启内核 = 清空所有变量。

第二章：JupyterLab vs 经典 Notebook

特性	JupyterLab	经典 Notebook
界面	IDE 风格，多标签	单页面
终端	内置	无
文件管理	侧边栏拖放	简单文件列表
扩展系统	丰富	有限
适用场景	日常开发	快速笔记

推荐：新用户直接用 JupyterLab。

第三章：魔术命令全解

魔术命令以 %（行魔术）或 %%（Cell 魔术）开头：

# 性能分析
%timeit sum(range(100000))
%prun some_function()

# 环境管理
%env PATH
%pwd  # 当前工作目录
%cd /path

# 外部代码
%load myscript.py       # 加载文件到 Cell
%run myscript.py        # 运行 Python 文件
%%writefile output.py   # 将 Cell 内容写入文件

# 显示
%matplotlib widget      # 交互式图表
%config InlineBackend.figure_format = 'svg'  # 高清图

第四章：分享与导出

# 导出为多种格式
jupyter nbconvert --to html notebook.ipynb
jupyter nbconvert --to pdf notebook.ipynb
jupyter nbconvert --to slides notebook.ipynb  # 幻灯片
jupyter nbconvert --to markdown notebook.ipynb

隐藏代码（适合报告）

在 Cell 中设置 Tag：hide-input。或使用 --no-input：

jupyter nbconvert --to html --no-input notebook.ipynb

第五章：生产级 JupyterHub

多用户场景（教学/企业）：

用户 → 浏览器 → JupyterHub → 为每人启动独立 JupyterLab Pod/容器

每个用户有独立环境、持久化存储。支持 GitHub OAuth / LDAP 认证。

思考题

1. Jupyter 的内核和 Notebook 的关系是什么？为什么内核挂了，Notebook 还能保存？
2. .ipynb 文件里实际存的是什么？它是纯文本吗？
3. Jupyter 在数据科学中为何不可替代？VSCode 的 .py + # %% 能否平替？