1.1 Jupyter Notebook 概述

    Anaconda 安装完成后，在开始菜单中选择 Jupyter Notebook 即可启动，如下图（1.png）所示。

1.png

    Jupyter notebook特别适合做数据处理、可视化、机器学习和大数据分析。利用该软件可将说明文本、数学方程、  
代码和可视化内容全部组合到一个易于共享的文档中。                                      

    Jupyter Notebook采用B/S工作模式，其基础架构如下图(2.png)所示。

2.png

    Jupyter Notebook的核心是 Notebook Server，用户通过浏览器连接到该服务器。Notebook 呈现为 Web应用，  
 用户在 Web 应用中编写的代码通过该服务器发送给内核，内核运行代码，并将结果发送回服务器。

    任何输出都会返回到浏览器中呈现。保存Notebook 时，它将作为JSON文件（扩展名为.ipynb）写入到服务器  
中。启动过程中会出现如下图(3.png)所示的命令行界面，这是Jupyter Notebook的服务器，在Jupyter   Notebook
的工作过程中是不能关闭的。

    Notebook 服务器默认URL：http://localhost:8888  
    只要Notebook 服务器仍在运行，随时可通过默认URL 返回到 web 页面。

3.png

    Jupyter Notebook启动后会在浏览器中打开一个窗口。在菜单栏中有Files、Running、Clusters、Conda四个  
选项，如下图（4.png）所示。

4.png

1.2 新建Notebook

    Jupyter Notebook启动后可以通过点击“New”菜单创建新的Notebook、文本文件、文件夹或终端等。如创建  
新的Python3的ipynb文件：
    点击“New”→“Python3”
    Notebook的编辑界面如下图（5.png）所示。

5.png

1.3 单元格

    Notebook 中大部分代码编写和执行工作都是在单元格（Cell）中完成，就像在 IDE 软件里输入代码一样，可以  
给变量赋值、定义函数和类、导入包等。执行单元格代码可以通过 Shift + Enter 或 Ctrl+Enter来完成。其主要功能和  
方法包括两种模式和四种功能。在命令模式下可用快捷键“h”弹出快捷键窗口。

1.3.1 两种模式

1. 编辑模式

    编辑模式下用户可将代码或文本输入到单元格，如下图（6.png）所示，其标志是右上角有一只铅笔的图标，单元  
格呈绿色。编辑模式下按Esc键或通过运行单元格代码切换至命令模式，编辑模式下的快捷键如下图（7.png）所示。

6.png

    在单元格中输入下列代码，按Ctrl+Enter运行并观察出现什么情况。    
   
        import numpy as np

        import matplotlib.pyplot as plt

        points = np.arange(-5,5,0.01)

        x, y = np.meshgrid(points,points)

        z = np.sqrt(x**2+y**2)

        plt.imshow(z, cmap = plt.cm.gray)

        plt.show()

7.png

2. 命令模式

    命令模式下用户可进行如下图（8.png）所示，右上角铅笔图标消失，单元格左侧呈蓝色。命令模式下按Enter键  
或鼠标双击Cell切换至编辑模式。命令模式下的快捷键如下图（9.png）所示。

8.png

9.png

1.3.2 编辑功能

    Cell有四种编辑功能：代码(Code)、标记(Markdown)、Raw NBConvert和标题(Heading)，如下图(10.png)所示。  
Code用于写代码，Markdown用于文本编辑，Raw NBConvert中的文字或代码等都不会被运行，Heading是用于设  
置标题的，这个功能已经包含在Markdown中了。在此主要介绍代码Code和Markdown功能。

10.png

1. Code（代码）编辑功能

    在命令模式下，按快捷键Y可进入代码编辑状态，单元格可能出现三类提示符，其对应含义如下表所示：

2. Markdown（标记）编辑功能

    在命令模式下，按快捷键M可进入标记编辑状态，Markdown 是格式化语法，可以加入链接、将文本样式设为粗体  
或斜体和设置代码格式。Markdown的详细用法见网址：https://daringfireball.net/projects/markdown/basics。

    利用Markdown可直接在代码旁写出叙述性文档。对于Markdown 单元格，同样可通过组合键Shift + Enter或Ctrl +
Enter运行单元格，常用的Markdown用法如下图（11.png）所示。

11.png

1.4 魔法函数

    使用魔法函数可以用较简单的方法实现较为复杂的功能。
    % ：行魔法函数，只对本行代码生效。 
    %% ：Cell魔法函数，在整个Cell中生效，必须放于Cell首行。 
    %lsmagic ：列出所有的魔法函数。 
    %magic 魔法函数名称：查看该魔法函数的说明。
    ? 魔法函数名称：查看该魔法函数的说明。
    常用的魔法函数及功能如下表所示。

1.5 导出pdf文件

    Anaconda安装完成后，可将代码、运行结果以及Markdown导出为pdf文件，但默认情况下该操作会提示“未  
安装xelatex”，如下图（12.png）所示。

12.png

    两个步骤可以解决这个问题：（1）安装Miktex；（2）修改模板文件。

1.5.1 安装Miktex

    打开截图提示的网址：https://nbconvert.readthedocs.io/en/latest/install.html#installing-tex
    下载Miktex并按照提示安装，安装完成后重启NoteBook Server。
    有些情况需要安装nbconvert pandoc，如需安装，命令如下：
        conda install nbconvert pandoc        

1.5.2 修改lex模板文件

    上述步骤完成后能够生成pdf文件，但无法正常显示中文，通过修改两个lex模版文件来解决：

1. 修改article.tplx（一共有两个）

    （1）首先找到article.tplx文件，在Anaconda中的示例路径如下：
    C:\ProgramData\Anaconda3\Lib\site-packages\nbconvert\templates\latex
    C:\ProgramData\Anaconda3\pkgs\nbconvert-5.4.0-py37_1\Lib\site-packages\nbconvert\templates\latex

    （2）用文本编辑器打开article.tplx：
    将 “\documentclass[11pt]{article}” 
    修改为
     “\documentclass[11pt]{ctexart}”。
    通过上述修改之后，正文中的中文可以正常显示，但是标题上的中文不能正常显示。

2. 修改base.tplx（一共有两个）

    （1）注销 fontenc：
    将 \usepackage[T1]{fontenc}
    修改为：
    %\usepackage[T1]{fontenc}，即前面加“%”。
    （2）修改tittle 生成规则：
    将\title{((( nb_title | ascii_only | escape_latex )))}
    修改为：
    \title{((( nb_title | escape_latex )))}，即去掉“ascii_only |”
    重新启动NoteBook Server后即可完美导出pdf文件。