2281 lines
104 KiB
Plaintext
2281 lines
104 KiB
Plaintext
{
|
||
"cells": [
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"<!-- dom:TITLE: Введение -->\n",
|
||
"# Введение\n",
|
||
"<!-- dom:AUTHOR: С.В. Лемешевский Email:sergey.lemeshevsky@gmail.com at Институт математики НАН Беларуси -->\n",
|
||
"<!-- Author: --> \n",
|
||
"**С.В. Лемешевский** (email: `sergey.lemeshevsky@gmail.com`), Институт математики НАН Беларуси\n",
|
||
"\n",
|
||
"Date: **Feb 26, 2020**\n",
|
||
"\n",
|
||
"<!-- Common Mako variable and functions -->\n",
|
||
"<!-- -*- coding: utf-8 -*- -->"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"# Установка\n",
|
||
"<div id=\"intro:install\"></div>"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"## Версии Python\n",
|
||
"<div id=\"intro:install:vers\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"На сегодняшний день существуют две версии Python — это Python 2\n",
|
||
"и Python 3, у них отсутствует полная совместимость друг с другом. На\n",
|
||
"данный момент вторая версия Python ещё широко используется,\n",
|
||
"но, судя по изменениям, которые происходят, со временем, она останется\n",
|
||
"только для запуска старого кода. Мы будем Python 3, и, в дальнейшем,\n",
|
||
"если где-то будет встречаться слово Python, то под ним следует\n",
|
||
"понимать Python 3. Случаи применения Python 2 будут специально\n",
|
||
"оговариваться."
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"## Установка Python\n",
|
||
"<div id=\"intro:install:python\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"Для установки интерпретатора Python на ваш компьютер, первое, что\n",
|
||
"нужно сделать — это скачать дистрибутив. Загрузить его можно с\n",
|
||
"официального сайта, перейдя по ссылке <https://www.python.org/downloads/>\n",
|
||
"\n",
|
||
"<!-- dom:FIGURE: [fig-intro/python_downloads.png, width=600 frac=1.0] -->\n",
|
||
"<!-- begin figure -->\n",
|
||
"<!-- end figure -->"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"### Установка Python в Windows\n",
|
||
"\n",
|
||
"<div id=\"intro:install:python:windows\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"Для операционной системы Windows дистрибутив распространяется либо в виде\n",
|
||
"исполняемого файл, либо в виде архивного файла.\n",
|
||
"\n",
|
||
"<!-- dom:FIGURE: [fig-intro/python_dwl_list_files.png, width=600 frac=1.0] -->\n",
|
||
"<!-- begin figure -->\n",
|
||
"<!-- end figure -->"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"**Порядок установки.**\n",
|
||
"\n",
|
||
"1. Запустите скачанный установочный файл.\n",
|
||
"\n",
|
||
"2. Выберете способ установки.\n",
|
||
"\n",
|
||
"<!-- dom:FIGURE: [fig-intro/python_inst_1.png, width=600 frac=1.0] -->\n",
|
||
"<!-- begin figure -->\n",
|
||
"<!-- end figure -->\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"В данном окне предлагается два варианта *Install Now* и *Customize installation*. При\n",
|
||
"выборе *Install Now*, Python установится в папку по указанному пути. Помимо самого\n",
|
||
"интерпретатора будет установлен `IDLE` (интегрированная среда разработки), `pip`\n",
|
||
"(пакетный менеджер) и документация, а также будут созданы соответствующие ярлыки\n",
|
||
"и установлены связи файлов, имеющие расширение `.py` с интерпретатором Python.\n",
|
||
"*Customize installation* – это вариант настраиваемой установки. Опция *Add python 3.* to\n",
|
||
"`PATH` нужна для того, чтобы появилась возможность запускать интерпретатор без\n",
|
||
"указания полного пути до исполняемого файла при работе в командной строке.\n",
|
||
"\n",
|
||
"1. Отметьте необходимые опций установки (доступно при выборе *Customize installation*)\n",
|
||
"\n",
|
||
"<!-- dom:FIGURE: [fig-intro/python_inst_2.png, width=600 frac=1.0] -->\n",
|
||
"<!-- begin figure -->\n",
|
||
"<!-- end figure -->\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"На этом шаге нам предлагается отметить дополнения, устанавливаемые вместе с\n",
|
||
"интерпретатором Python . Рекомендуем выбрать все опции:\n",
|
||
"\n",
|
||
"* `Documentation` – установка документаций.\n",
|
||
"\n",
|
||
"* `pip` – установка пакетного менеджера pip.\n",
|
||
"\n",
|
||
"* `tcl/tk` and `IDLE` – установка интегрированной среды разработки (`IDLE`) и библиотеки для построения графического интерфейса (`tkinter`).\n",
|
||
"\n",
|
||
"2. Выберете место установки (доступно при выборе Customize installation )\n",
|
||
"\n",
|
||
"<!-- dom:FIGURE: [fig-intro/python_inst_3.png, width=600 frac=1.0] -->\n",
|
||
"<!-- begin figure -->\n",
|
||
"<!-- end figure -->\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"Помимо указания пути, данное окно позволяет внести дополнительные\n",
|
||
"изменения в процесс установки с помощью опций:\n",
|
||
"\n",
|
||
"* `Install for all users` – Установить для всех пользователей. Если не выбрать данную опцию, то будет предложен вариант инсталляции в папку пользователя, устанавливающего интерпретатор.\n",
|
||
"\n",
|
||
"* `Associate files with Python` – Связать файлы, имеющие расширение `.py`, с Python. При выборе данной опции будут внесены изменения в Windows , позволяющие запускать Python скрипты по двойному щелчку мыши.\n",
|
||
"\n",
|
||
"* `Create shortcuts for installed applications` – Создать ярлыки для запуска приложений.\n",
|
||
"\n",
|
||
"* `Add Python to environment variables` – Добавить пути до интерпретатора Python в переменную `PATH`.\n",
|
||
"\n",
|
||
"* `Precomple standard library` – Провести прекомпиляцию стандартной библиотеки.\n",
|
||
"\n",
|
||
"Последние два пункта (`Download debugging symbols`, `Download debug\n",
|
||
"binaries`) связаны с загрузкой компонентов для отладки, их мы устанавливать не будем.\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"3. После успешной установки вас ждет следующее сообщение.\n",
|
||
"\n",
|
||
"<!-- dom:FIGURE: [fig-intro/python_inst_4.png, width=600 frac=1.0] -->\n",
|
||
"<!-- begin figure -->\n",
|
||
"<!-- end figure -->"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"### Установка Python в Linux\n",
|
||
"\n",
|
||
"<div id=\"intro:install:python:linux\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"Чаще всего интерпретатор Python уже в входит в состав дистрибутива. Это можно\n",
|
||
"проверить набрав в терминале"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" Terminal> python\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"или"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" Terminal> python3\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"В первом случае, вы запустите Python 2 во втором – Python 3. В будущем, скорее\n",
|
||
"всего, во всех дистрибутивах Linux, включающих Python, будет входить только третья\n",
|
||
"версия. Если у вас, при попытке запустить Python, выдается сообщение о том, что он\n",
|
||
"не установлен, или установлен, но не тот, что вы хотите, то у вас есть два пути: а)\n",
|
||
"собрать Python из исходников; б) взять из репозитория.\n",
|
||
"\n",
|
||
"Например, для установки из репозитория в Ubuntu воспользуйтесь командой:"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" Terminal> sudo apt-get install python3\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"## Установка Anaconda\n",
|
||
"<div id=\"intro:install:anaconda\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"Для удобства запуска примеров и изучения языка Python , советуем установить на\n",
|
||
"свой ПК пакет Anaconda . Этот пакет включает в себя интерпретатор языка Python (есть\n",
|
||
"версии 2 и 3), набор наиболее часто используемых библиотек и удобную среду\n",
|
||
"разработки и исполнения, запускаемую в браузере.\n",
|
||
"\n",
|
||
"Для установки этого пакета, предварительно нужно скачать дистрибутив\n",
|
||
"<https://www.continuum.io/downloads>.\n",
|
||
"\n",
|
||
"Есть варианты под Windows , Linux и Mac OS .\n",
|
||
"\n",
|
||
"### Установка Anaconda в Windows\n",
|
||
"\n",
|
||
"<div id=\"intro:install:anaconda:windows\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"1. Запустите скачанный инсталлятор. В первом появившемся окне необходимо\n",
|
||
"нажать «Next».\n",
|
||
"\n",
|
||
"<!-- dom:FIGURE: [fig-intro/anaconda_inst_1.png, width=600 frac=1.0] -->\n",
|
||
"<!-- begin figure -->\n",
|
||
"<!-- end figure -->\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"2. Далее следует принять лицензионное соглашение.\n",
|
||
"\n",
|
||
"<!-- dom:FIGURE: [fig-intro/anaconda_inst_2.png, width=600 frac=1.0] -->\n",
|
||
"<!-- begin figure -->\n",
|
||
"<!-- end figure -->\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"3. Выберете одну из опций установки:\n",
|
||
"\n",
|
||
"<!-- dom:FIGURE: [fig-intro/anaconda_inst_3.png, width=600 frac=1.0] -->\n",
|
||
"<!-- begin figure -->\n",
|
||
"<!-- end figure -->\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"* `Just Me` – только для пользователя, запустившего установку;\n",
|
||
"\n",
|
||
"* `All Users – для всех пользователей.`\n",
|
||
"\n",
|
||
"4. Укажите путь, по которому будет установлена Anaconda.\n",
|
||
"\n",
|
||
"<!-- dom:FIGURE: [fig-intro/anaconda_inst_4.png, width=600 frac=1.0] -->\n",
|
||
"<!-- begin figure -->\n",
|
||
"<!-- end figure -->\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"5. Укажите дополнительные опции:\n",
|
||
"\n",
|
||
"<!-- dom:FIGURE: [fig-intro/anaconda_inst_5.png, width=600 frac=1.0] -->\n",
|
||
"<!-- begin figure -->\n",
|
||
"<!-- end figure -->\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"* `Add Anaconda to the system PATH environment variable` – добавить Anaconda в системную переменную `PATH`;\n",
|
||
"\n",
|
||
"* `Register Anaconda as the system Python 3` – использовать Anaconda, как интерпретатор Python 3 по умолчанию.\n",
|
||
"\n",
|
||
"Для начала установки нажмите на кнопку «Install».\n",
|
||
"\n",
|
||
"5. После этого будет произведена установка Anaconda на ваш компьютер.\n",
|
||
"\n",
|
||
"<!-- dom:FIGURE: [fig-intro/anaconda_inst_6.png, width=600 frac=1.0] -->\n",
|
||
"<!-- begin figure -->\n",
|
||
"<!-- end figure -->\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"### Установка Anaconda в Linux\n",
|
||
"\n",
|
||
"<div id=\"intro:install:anaconda:linux\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"Скачайте дистрибутив Anaconda для Linux, он будет иметь расширение\n",
|
||
"`.sh` , и запустите установку командой:"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" Terminal> bash имя_дистрибутива.sh\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"В результате вы увидите приглашение к установке. Для продолжения\n",
|
||
"процессе нажмите «Enter».\n",
|
||
"\n",
|
||
"<!-- dom:FIGURE: [fig-intro/anaconda_inst_7.png, width=600 frac=1.0] -->\n",
|
||
"<!-- begin figure -->\n",
|
||
"<!-- end figure -->\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"2. Прочитайте лицензионное соглашение, его нужно пролистать до конца.\n",
|
||
"\n",
|
||
"<!-- dom:FIGURE: [fig-intro/anaconda_inst_8.png, width=600 frac=1.0] -->\n",
|
||
"<!-- begin figure -->\n",
|
||
"<!-- end figure -->\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"Согласитесь с ним, для этого требуется набрать в командной строке `yes`, в ответе\n",
|
||
"на вопрос инсталлятора:"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" Terminal> Do you approve the license terms? [yes|no]\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"<!-- dom:FIGURE: [fig-intro/anaconda_inst_9.png, width=600 frac=1.0] -->\n",
|
||
"<!-- begin figure -->\n",
|
||
"<!-- end figure -->\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"3. Выберете место установки. Можно выбрать один из следующих вариантов:\n",
|
||
"\n",
|
||
"<!-- dom:FIGURE: [fig-intro/anaconda_inst_10.png, width=600 frac=1.0] -->\n",
|
||
"<!-- begin figure -->\n",
|
||
"<!-- end figure -->\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"* `Press ENTER to confirm the location` – нажмите ENTER для принятия предложенного пути установки. Путь по умолчанию для моей машины: /home/tester/anaconda3 , он представлен чуть выше данного меню.\n",
|
||
"\n",
|
||
"* `Press CTRL-C to abort the installation` – нажмите CTRL-C для отмены установки.\n",
|
||
"\n",
|
||
"* `Or specify a different location below` – или укажите другой путь в строке ниже.\n",
|
||
"\n",
|
||
"Нажмите «ENTER».\n",
|
||
"\n",
|
||
"4. После этого начнется установка.\n",
|
||
"\n",
|
||
"<!-- dom:FIGURE: [fig-intro/anaconda_inst_11.png, width=600 frac=1.0] -->\n",
|
||
"<!-- begin figure -->\n",
|
||
"<!-- end figure -->\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"## Проверка работоспособности\n",
|
||
"<div id=\"intro:install:check\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"Теперь проверим работоспособность всего того, что мы установили.\n",
|
||
"\n",
|
||
"### Проверка интерпретатора Python\n",
|
||
"\n",
|
||
"<div id=\"intro:install:check:python\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"Для начала протестируем интерпретатор в командном режиме. Если вы работаете\n",
|
||
"в Windows , то нажмите сочетание Win+R и в появившемся окне введите\n",
|
||
"`python`. В Linux откройте окно терминала и в нем введите `python3`\n",
|
||
"(или `python`).\n",
|
||
"\n",
|
||
"В результате Python запустится в командном режиме, выглядеть это будет\n",
|
||
"примерно так (картинка приведена для Windows, в Linux результат будет\n",
|
||
"аналогичным):\n",
|
||
"\n",
|
||
"<!-- dom:FIGURE: [fig-intro/check_1.png, width=600 frac=1.0] -->\n",
|
||
"<!-- begin figure -->\n",
|
||
"<!-- end figure -->\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"В окне введите:"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {
|
||
"collapsed": false,
|
||
"jupyter": {
|
||
"outputs_hidden": false
|
||
}
|
||
},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"print(\"Hello, World!\")"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"Результат должен быть следующий:\n",
|
||
"\n",
|
||
"<!-- dom:FIGURE: [fig-intro/check_2.png, width=600 frac=1.0] -->\n",
|
||
"<!-- begin figure -->\n",
|
||
"<!-- end figure -->\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"### Проверка Anaconda\n",
|
||
"\n",
|
||
"<div id=\"intro:install:check:anaconda\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"Здесь и далее будем считать, что пакет Anaconda установлен в Windows, в папку\n",
|
||
"`C:\\Anaconda3`, в Linux, вы его можете найти в каталоге, который\n",
|
||
"выбрали при установке.\n",
|
||
"\n",
|
||
"Перейдите в папку `Scripts` и введите в командной строке:"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" Terminal> ipython notebook\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"<!-- dom:FIGURE: [fig-intro/check_3.png, width=600 frac=1.0] -->\n",
|
||
"<!-- begin figure -->\n",
|
||
"<!-- end figure -->\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"Если вы находитесь в Windows и открыли папку `C:\\Anaconda3\\Scripts` через\n",
|
||
"проводник, то для запуска интерпретатора командной строки для этой папки в поле\n",
|
||
"адреса введите `cmd`.\n",
|
||
"\n",
|
||
"<!-- dom:FIGURE: [fig-intro/check_4.png, width=600 frac=1.0] -->\n",
|
||
"<!-- begin figure -->\n",
|
||
"<!-- end figure -->\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"В результате запустится веб-сервер и среда разработки в браузере.\n",
|
||
"\n",
|
||
"<!-- dom:FIGURE: [fig-intro/check_5.png, width=600 frac=1.0] -->\n",
|
||
"<!-- begin figure -->\n",
|
||
"<!-- end figure -->\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"Создайте ноутбук для разработки, для этого нажмите на кнопку «New» (в правом углу\n",
|
||
"окна) и в появившемся списке выберете Python.\n",
|
||
"\n",
|
||
"В результате будет создана новая страница в браузере с ноутбуком. Введите в\n",
|
||
"первой ячейке команду"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {
|
||
"collapsed": false,
|
||
"jupyter": {
|
||
"outputs_hidden": false
|
||
}
|
||
},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"print(\"Hello, World!\")"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"и нажмите Alt+Enter на клавиатуре. Ниже ячейки должна появиться соответствующая надпись.\n",
|
||
"\n",
|
||
"<!-- dom:FIGURE: [fig-intro/check_6.png, width=600 frac=1.0] -->\n",
|
||
"<!-- begin figure -->\n",
|
||
"<!-- end figure -->\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"<!-- Local Variables: -->\n",
|
||
"<!-- doconce-chapter-nickname: \"intro\" -->\n",
|
||
"<!-- doconce-section-nickname: \"install\" -->\n",
|
||
"<!-- End: -->\n",
|
||
"# Установка библиотек\n",
|
||
"<div id=\"intro:libs\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"В зависимости от вашей системы и предыдущих инсталляций среда Python\n",
|
||
"может оказаться неукомплектованной всем тем, что может понадобиться.\n",
|
||
"\n",
|
||
"Чтобы установить любую нужную библиотеку, можно применить команду\n",
|
||
"`pip`. Инструмент установки библиотек Python `pip` непосредственно\n",
|
||
"получает доступ к Интернету и получает их из каталога библиотек Python\n",
|
||
"[PyPI](https://pypi.python.org/pypi). PyPI представляет собой\n",
|
||
"репозиторий, содержащий сторонние библиотеки с открытым исходным\n",
|
||
"кодом, которые постоянно поддерживаются в работоспособном состоянии и\n",
|
||
"сохраняются в репозитории их автором.\n",
|
||
"\n",
|
||
"Устанавливать библиотеки лучше всего при помощи `pip` по следующим\n",
|
||
"причинам:\n",
|
||
"* он является предпочтительным диспетчером библиотек Python и начиная с Python 2.7.9 и Python 3.4 по умолчанию включен в дистрибутивы Python;\n",
|
||
"\n",
|
||
"* он обеспечивает функциональность по деинсталляции библиотек;\n",
|
||
"\n",
|
||
"* он возвращает вашу систему в исходное состояние и оставляет ее чистой, если по какой-либо причине установленная библиотека перестала работать.\n",
|
||
"\n",
|
||
"Команда `pip` работает в командной строке. Чтобы удостовериться в том,\n",
|
||
"что инструмент `pip` установлен на локальной машине, выполните\n",
|
||
"следующую команду:"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" Terminal> pip -V\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"В некоторых инсталляциях в Linux и Mac OS устанавливается и Python 3 и\n",
|
||
"Python 2, в результате чего могут присутствовать команды `pip3` и\n",
|
||
"`pip2`. Если это так, то `pip2` подходит только для установки\n",
|
||
"библиотек в Python 2, а команды `pip` и `pip3` — только для библиотек\n",
|
||
"Python 3.\n",
|
||
"\n",
|
||
"Если проверка закончилась ошибкой, то вам действительно нужно\n",
|
||
"установить `pip` с нуля. Для установки `pip` следуйте инструкциям на\n",
|
||
"<https://pip.pypa.io/en/stable/installing/>. Самый безопасный\n",
|
||
"путь состоит в том, чтобы скачать сценарий `get-pip.py` по прямой\n",
|
||
"ссылке с [get-pip.py](https://bootstrap.pypa.io/get-pip.py) и затем\n",
|
||
"выполнить его при помощи следующей команды:"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" Terminal> python get-pip.py\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"После того, как вы удостоверитесь, что инструмент `pip` установлен,\n",
|
||
"можно будет устанавливать дополнительные библиотеки Python. Чтобы\n",
|
||
"установить типовую библиотеку `<lib>`, нужно просто выполнить команду:"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" Terminal> pip install <lib>\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"После этого библиотека `<lib>` и все библиотеки, от которых она\n",
|
||
"зависит, будут скачаны и установлены.\n",
|
||
"\n",
|
||
"Если вы установили дистрибутив Anaconda, то в нем для управления\n",
|
||
"установкой библиотек используется инструмент `conda`\n",
|
||
"\n",
|
||
"## Способы обновления библиотек\n",
|
||
"<div id=\"intro:libs:update\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"Как правило, может возникнуть ситуация, когда необходимо обновить\n",
|
||
"библиотеку, потому что некая связанная с ней другая библиотека,\n",
|
||
"т.н. зависимость, требует наличия более новой версии, либо имеется\n",
|
||
"дополнительный функционал, который требуется задействовать. Для этого\n",
|
||
"сначала нужно проверить версию установленной библиотеки, обратившись к\n",
|
||
"атрибуту `__version__`, как показано в примере с библиотекой NumPy\n",
|
||
"ниже:"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {
|
||
"collapsed": false,
|
||
"jupyter": {
|
||
"outputs_hidden": false
|
||
}
|
||
},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"import numpy\n",
|
||
">>> numpy.__version__ # 2 символа подчеркивания перед ним и после него"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"Далее если нужно ее обновить до более новой версии, скажем в точности\n",
|
||
"до версии 1.9.2, то из командной строки можно выполнить следующую ниже\n",
|
||
"команду:"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" Terminal> pip install -U numpy==1.9.2\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"Если вы просто заинтересованы в обновлении до последней доступной\n",
|
||
"версии, то просто выполните команду"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" Terminal> pip install -U numpy\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"<!-- Local Variables: -->\n",
|
||
"<!-- doconce-chapter-nickname: \"intro\" -->\n",
|
||
"<!-- doconce-section-nickname: \"libs\" -->\n",
|
||
"<!-- End: -->\n",
|
||
"# Среды для вычислений в Python\n",
|
||
"<div id=\"intro:environments\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"Программный код на языке Python можно записать с помощью любого\n",
|
||
"простого текстового редактора, который способен загружать и сохранять\n",
|
||
"текст либо в кодировке ASCII, либо UTF-8. По умолчанию предполагается,\n",
|
||
"что файлы с программным кодом на языке Python сохраняются в кодировке\n",
|
||
"UTF-8, надмножестве кодировки ASCII, с помощью которой можно\n",
|
||
"представить практически любой символ любого национального\n",
|
||
"алфавита. Файлы с программным кодом на языке Python обычно имеют\n",
|
||
"расширение `.py`, хотя в некоторых UNIX-подобных системах (таких как\n",
|
||
"Linux и Mac OS X) некоторые приложения на языке Python не имеют\n",
|
||
"расширения, а программы на языке Python с графическим интерфейсом, в\n",
|
||
"частности в Windows и Mac OS X, обычно имеют расширение `.pyw`. В этой\n",
|
||
"книге все время будет использоваться расширение `.py` для обозначения\n",
|
||
"консольных программ и модулей Python и расширение `.pyw` – для\n",
|
||
"программ с графическим интерфейсом. Все примеры, представленные в\n",
|
||
"книге, не требуют изменений для запуска в любой из платформ,\n",
|
||
"поддерживаемых Python 3.\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"Язык Python – это *интерпретируемый* язык. Это означает, что помимо\n",
|
||
"непосредственно самой программы, вам необходим специальный инструмент для её\n",
|
||
"запуска. Напомним, что существуют компилируемые и интерпретируемые языки\n",
|
||
"программирования. В первом случае, программа с языка высокого уровня переводится\n",
|
||
"в машинный код для конкретной платформы. В дальнейшем, среди пользователей,\n",
|
||
"она, как правило, распространяется в виде бинарного файла. Для запуска такой\n",
|
||
"программы не нужны дополнительные программные средства (за исключением\n",
|
||
"необходимых библиотек, но эти тонкости выходят за рамки нашего обсуждения).\n",
|
||
"Самыми распространенными языками такого типа являются C++ и C . Программы на\n",
|
||
"интерпретируемых языках, выполняются интерпретатором и распространяются в виде\n",
|
||
"исходного кода.\n",
|
||
"\n",
|
||
"Ниже представим несколько сред вычислений в Python.\n",
|
||
"\n",
|
||
"## Интерпретатор\n",
|
||
"<div id=\"intro:environments:interpret\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"Стандартный способ выполнения файлов со сценариями Python — запуск программ\n",
|
||
"напрямую через интерпретатор с помощью команды `python`. Если в\n",
|
||
"качестве аргумента команды `python` передается исходный файл,\n",
|
||
"то выполняется код Python, записанный в файле:"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" Terminal> python hello.py\n",
|
||
" Hello from Python!\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"Здесь файл [hello.py](src-intro/hello.py) содержит одну строку:"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {
|
||
"collapsed": false,
|
||
"jupyter": {
|
||
"outputs_hidden": false
|
||
}
|
||
},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"print(\"Hello from Python!\")"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"Кроме выполнения файлов со сценариями Python интерпретатор можно\n",
|
||
"использовать в качестве интерактивной консоли (REPL:\n",
|
||
"Read-Evaluate-Print-Loop). Выполнив команду `python` без аргументов,\n",
|
||
"вы можете запустить интерпретатор Python в интерактивном\n",
|
||
"режиме:"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" Terminal> python\n",
|
||
" Python 3.8.1 (default, Jan 22 2020, 06:38:00) \n",
|
||
" [GCC 9.2.0] on linux\n",
|
||
" Type \"help\", \"copyright\", \"credits\" or \"license\" for more information.\n",
|
||
" >>> \n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"Здесь можно вводить код Python. При этом для каждой инструкции\n",
|
||
"интерпретатор выполняет код и выводит результат на экран.\n",
|
||
"Интерпретатор Python предоставляет такие возможности как история\n",
|
||
"команд и базовое автодополнение команд.\n",
|
||
"\n",
|
||
"## Консоль IPython\n",
|
||
"<div id=\"intro:environments:ipython\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"IPython\n",
|
||
"— расширенная среда интерпретатора REPL для Python с\n",
|
||
"дополнительными функциями для интерактивных и исследовательских\n",
|
||
"вычислений. Например, IPython предоставляет улучшенный просмотр\n",
|
||
"истории команд (также между сессиями), систему кэшировния ввода и\n",
|
||
"вывода, улучшенное автодополнение, более подробные и полезные\n",
|
||
"отслеживания исключений и многое другое. Фактически, IPython теперь\n",
|
||
"намного больше, чем расширенный интерфейс командной строки Python. \n",
|
||
"\n",
|
||
"Выполнение команды `ipython` запускает интерпретатор IPython:"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" Terminal> ipython\n",
|
||
" Python 3.8.1 (default, Jan 22 2020, 06:38:00) \n",
|
||
" Type 'copyright', 'credits' or 'license' for more information\n",
|
||
" IPython 7.12.0 -- An enhanced Interactive Python. Type '?' for help.\n",
|
||
" \n",
|
||
" In [1]: \n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"### Кэширование ввода и вывода\n",
|
||
"\n",
|
||
"<div id=\"intro:environments:ipython:caching\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"В консоли IPython подсказка ввода обозначается как `In[1]:`, а\n",
|
||
"соответствующий вывод обозначается как `Out[1]:`, где число в\n",
|
||
"квадратных скобках увеличивается для каждого нового ввода и\n",
|
||
"вывода. Эти подсказки ввода и вывода называются *ячейками* в \n",
|
||
"IPython. Значения как входных так и выходныех предыдущих ячеек можно\n",
|
||
"потом использовать через переменные `In` и `Out`, которые\n",
|
||
"автоматически создаются IPtyhon. Переменные `In` и `Out` — это список\n",
|
||
"и словарь соответственно, которые могут быть проиндексированы индексом\n",
|
||
"ячейки. Например, рассмотрим следующую сессию IPython:"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {
|
||
"collapsed": false,
|
||
"jupyter": {
|
||
"outputs_hidden": false
|
||
}
|
||
},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"3*3"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {
|
||
"collapsed": false,
|
||
"jupyter": {
|
||
"outputs_hidden": false
|
||
}
|
||
},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"In[]"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {
|
||
"collapsed": false,
|
||
"jupyter": {
|
||
"outputs_hidden": false
|
||
}
|
||
},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"Out[]"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {
|
||
"collapsed": false,
|
||
"jupyter": {
|
||
"outputs_hidden": false
|
||
}
|
||
},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"In"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {
|
||
"collapsed": false,
|
||
"jupyter": {
|
||
"outputs_hidden": false
|
||
}
|
||
},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"Out"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"Кэширование ввода и вывода часто полезно при интерактивных и\n",
|
||
"исследовательских вычислениях, так как результат вычислений может быть\n",
|
||
"доступен даже если он не был явно присвоен переменной.\n",
|
||
"\n",
|
||
"Отметим, что когда ячейка выполнена, значение последнего выражения в\n",
|
||
"ячейке ввода по-умолчанию отображается в соответствующей ячейке\n",
|
||
"вывода, если выражение не является присваиванием или если значение не\n",
|
||
"равно `None`. Вывод можно пресечь посредством ввода точки с запятой в\n",
|
||
"конце инструкции:"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {
|
||
"collapsed": false,
|
||
"jupyter": {
|
||
"outputs_hidden": false
|
||
}
|
||
},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"1+2"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {
|
||
"collapsed": false,
|
||
"jupyter": {
|
||
"outputs_hidden": false
|
||
}
|
||
},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"1+2;"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {
|
||
"collapsed": false,
|
||
"jupyter": {
|
||
"outputs_hidden": false
|
||
}
|
||
},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"x=1"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {
|
||
"collapsed": false,
|
||
"jupyter": {
|
||
"outputs_hidden": false
|
||
}
|
||
},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"x=2; x"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"### Автодополнение и самоанализ объектов\n",
|
||
"\n",
|
||
"<div id=\"intro:environments:ipython:autocompl\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"В Ipython нажатие клавиши `TAB` активирует автодополнение, которое\n",
|
||
"отображает список символов (переменных, функций, классов и т.д.) с\n",
|
||
"именами, которые доступны для дополнения того, что уже было\n",
|
||
"набрано. Автодополнение в IPython является контекстным, и оно будет\n",
|
||
"искать совпадающие переменные и функции в текущем пространстве имен\n",
|
||
"или среди атрибутов и методов класса при вызове после имени экземпляра\n",
|
||
"класса. Например, `os.<TAB>` даст список переменных, функций и классов\n",
|
||
"из модуля `os`, а нажатие `TAB` после того, как набрали `os.w` даст\n",
|
||
"список символов из модуля `os`, которые начинаются с `w`. Эта функция\n",
|
||
"называется самоанализом объекта. Она очень полезна для\n",
|
||
"интерактивного изучения свойств объекта Python. \n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"### Документация\n",
|
||
"\n",
|
||
"<div id=\"intro:environments:\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"Самоанализ объекта удобен для изучения API модулей и содержащихся в\n",
|
||
"них классов и функций, и вместе со строками документации или\n",
|
||
"«docstrings», которые обычно представлены в коде Python, он\n",
|
||
"предоставляет встроенное динамическое справочное руководство для почти\n",
|
||
"всех модулей, которые установлены и могут быть импортированы. Если\n",
|
||
"закончить объект Python знаком вопроса и выполнить команду, то будет\n",
|
||
"выведена строка документации для объекта. Это аналогично вызову\n",
|
||
"Python-функции `help`. Ввод объекта можно закончить двумя знаками\n",
|
||
"вопроса. В этом случае IPython пытается отобразить более детальную\n",
|
||
"документацию, вколючая (если возможно) исходный код. Например, для\n",
|
||
"того чтобы получить описание функции `cos` из модуля `math` можно\n",
|
||
"сделать следующее:"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {
|
||
"collapsed": false,
|
||
"jupyter": {
|
||
"outputs_hidden": false
|
||
}
|
||
},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"import math"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {
|
||
"collapsed": false,
|
||
"jupyter": {
|
||
"outputs_hidden": false
|
||
}
|
||
},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"math.cos?"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"Строки документации могут быть заданы для модулей, функций, классов и\n",
|
||
"их атрибутов и методов. Хорошо документированные модули включают\n",
|
||
"документацию своего API в исходный код.\n",
|
||
"\n",
|
||
"### Взаимодействие с оболочкой системы\n",
|
||
"\n",
|
||
"<div id=\"intro:environments:ipython:sysshell\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"IPython предоставляет также расширение языка Python, которое делает\n",
|
||
"его удобным для взаимодействия с оболочкой системы, в которой он\n",
|
||
"запущен. Все, что следует за восклицательным знаком\n",
|
||
"выполняется с помощью системной оболочки. Например, в UNIX-подобных\n",
|
||
"системах, таких как Linux или Mac OS X, список файлов из текущего\n",
|
||
"каталога можно получить следующим образом:"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {
|
||
"collapsed": false,
|
||
"jupyter": {
|
||
"outputs_hidden": false
|
||
}
|
||
},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"!ls"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"В Windows эквивалентная команда — `!dir`. Этот метод взаимодействия с\n",
|
||
"операционной системой является очень мощной функцией, которая дает\n",
|
||
"возможность легкой навигации по файловой системе и использования\n",
|
||
"IPython в качестве консольной системной оболочки. Вывод команд,\n",
|
||
"следующих за восклицательным знаком, может быть легко записан в\n",
|
||
"переменную Python. Например, список файлов, полученный командой `!ls`\n",
|
||
"можно сохранить в список следующим образом:"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {
|
||
"collapsed": false,
|
||
"jupyter": {
|
||
"outputs_hidden": false
|
||
}
|
||
},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"files = !ls"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {
|
||
"collapsed": false,
|
||
"jupyter": {
|
||
"outputs_hidden": false
|
||
}
|
||
},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"len(files)"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {
|
||
"collapsed": false,
|
||
"jupyter": {
|
||
"outputs_hidden": false
|
||
}
|
||
},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"files"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"Аналогично, мы можем передать значения переменных Python командам\n",
|
||
"оболочки, поставив перед именем переменной знак `$`:"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {
|
||
"collapsed": false,
|
||
"jupyter": {
|
||
"outputs_hidden": false
|
||
}
|
||
},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"file = \"test.py\""
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {
|
||
"collapsed": false,
|
||
"jupyter": {
|
||
"outputs_hidden": false
|
||
}
|
||
},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"!ls -l $file"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"Такое двухстороннее взаимодействие между консолью IPython и системной\n",
|
||
"оболочкой может оказаться очень удобным когда, например, мы\n",
|
||
"обрабатываем файлы с данными.\n",
|
||
"\n",
|
||
"### Расширения IPython\n",
|
||
"\n",
|
||
"<div id=\"intro:environments:ipython:ext\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"IPython предоставляет команды расширения, так называемые *магические*\n",
|
||
"команды. Эти команды начинаются со знака `%`. Один знак `%`\n",
|
||
"используется для однострочных команд, а два знака `%` используются для\n",
|
||
"команд, которые действуют на нескольких ячейках (многострочные\n",
|
||
"команды). Чтобы получить полный список доступных команд расширения,\n",
|
||
"наберите `%lsmagic`, а документацию для каждой команды можно получить\n",
|
||
"заканчивая магическую команду знаком вопроса:"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {
|
||
"collapsed": false,
|
||
"jupyter": {
|
||
"outputs_hidden": false
|
||
}
|
||
},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"%lsmagic?"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"### Навигация по файловой системе\n",
|
||
"\n",
|
||
"<div id=\"intro:environments:ipython:nav\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"Кроме взаимодействия с системной оболочкой IPython предоставляет\n",
|
||
"команды для навигации по файловой системе. Команды будут знакомы\n",
|
||
"пользователям UNIX-подобных систем: `%ls` (список файлов), `%pwd`\n",
|
||
"(вернуть текущий рабочий каталог), `%cd` (изменить рабочий каталог),\n",
|
||
"`%cp` (копировать файл), `%less` (вывести содержимое файла) и\n",
|
||
"`%writefile filename` (записать содержимое ячейки в файл\n",
|
||
"`filename`). Отметим, что в IPython автодополнение работает и для имен\n",
|
||
"файлов в текущем работчем каталоге.\n",
|
||
"\n",
|
||
"### Запуск сценариев из консоли IPython\n",
|
||
"\n",
|
||
"<div id=\"intro:environments:ipython:runscr\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"Команда `%run` — важное и полезное расширение. С помощью этой команды\n",
|
||
"можно выполнять внешние файлы со сценариями Python в интерактивной\n",
|
||
"сессии IPython. Оставляя сессию активной между несколькими запусками\n",
|
||
"сценария, мы можем анализировать переменные и функции, определенные в\n",
|
||
"сценарии, интерактивно после окончания выполнения сценария. Рассмотрим\n",
|
||
"файл"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {
|
||
"collapsed": false,
|
||
"jupyter": {
|
||
"outputs_hidden": false
|
||
}
|
||
},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"# -*- coding: utf-8 -*-\n",
|
||
"def fib(n):\n",
|
||
" \"\"\"\n",
|
||
" Возвращает список первых n чисел Фибоначи\n",
|
||
" \"\"\"\n",
|
||
" f0, f1 = 0, 1\n",
|
||
" f = [1]*n\n",
|
||
" for i in range(1, n):\n",
|
||
" f[i] = f0 + f1\n",
|
||
" f0, f1 = f1, f[i]\n",
|
||
"\n",
|
||
" return f\n",
|
||
"\n",
|
||
"print(fib(10))"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"Сценарий определеяет функцию, которая генерирует последовательность из $n$\n",
|
||
"чисел Фибоначчи, и выводит результат при $n=10$. Его можно запустить в\n",
|
||
"системной консоли, используя стандартный интерпретатор Python:"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" Terminal> python fib.py\n",
|
||
" [1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55]\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"Также этот файл со сценарием можно выполнить в интерактивной сессии\n",
|
||
"IPython, которая выполнит тот же вывод, а также добавит символы\n",
|
||
"определенные в файле в локальное пространство имен, так что функция\n",
|
||
"`fib` будет доступна для использования в интерактивной сессий после\n",
|
||
"выполнения команды `%run`."
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {
|
||
"collapsed": false,
|
||
"jupyter": {
|
||
"outputs_hidden": false
|
||
}
|
||
},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"%run src-intro/fib.py"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {
|
||
"collapsed": false,
|
||
"jupyter": {
|
||
"outputs_hidden": false
|
||
}
|
||
},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"%who"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {
|
||
"collapsed": false,
|
||
"jupyter": {
|
||
"outputs_hidden": false
|
||
}
|
||
},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"fib(6)"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"В предыдущем примере мы также использовали команду `%who`, которая\n",
|
||
"перечисляет все определенные символы (переменные и функции).\n",
|
||
"Команда `%whos` аналогична, но также предоставляет более подробную\n",
|
||
"информацию о типе и значении каждого символа, когда это применимо. \n",
|
||
"\n",
|
||
"### Отладчик\n",
|
||
"\n",
|
||
"<div id=\"intro:environments:ipython:debugger\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"IPython включает режим отладки, который может быть вызван после того\n",
|
||
"как возникло исключение Python (ошибка). После того, как в консоли\n",
|
||
"IPythob было напечатано сообщение об ошибке (Traceback) не\n",
|
||
"перехваченного исключения, можно непосредственно перейти в отладчик с\n",
|
||
"помощью команды `%debug`. Такая возможность позволяет не перезапускать\n",
|
||
"программу с самого начала с помощью отладчика или с использованием\n",
|
||
"метода отладки с добавлением операторов печати в код. Если исключение\n",
|
||
"было неожиданным и произошло после длительных вычислений, это может\n",
|
||
"значительно сэкономить время.\n",
|
||
"\n",
|
||
"Для того, чтобы увидеть как может работать команда `%debug`,\n",
|
||
"рассмотрим следующий некорректный вызов функции `fib`, определенной\n",
|
||
"выше. Вызов будет некорректным, так как мы передадим значение типа\n",
|
||
"`float` в то время, как функция реализована в предположении, что\n",
|
||
"передаваемый аргумент имеет тип `int`.`"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {
|
||
"collapsed": false,
|
||
"jupyter": {
|
||
"outputs_hidden": false
|
||
}
|
||
},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"fib(1.0)"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"В строке с номером 7 код сталкивается с ошибкой типа, и интерпретатор\n",
|
||
"Python вызывает исключение типа `TypeError`. IPython перехватывает\n",
|
||
"исключение и выводит полезную трассировку вызовов в консоль. Если мы\n",
|
||
"не понимаем, почему код в строке 7 содержит ошибку, полезно запустить\n",
|
||
"отладчик с помощью команды `%debug`. Тогда мы можем получить доступ к\n",
|
||
"локальному пространству имен в источнике исключения, который позволит\n",
|
||
"нам изучить более детально, почему возникло исключение."
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {
|
||
"collapsed": false,
|
||
"jupyter": {
|
||
"outputs_hidden": false
|
||
}
|
||
},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"%debug"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"> **Подсказка.**\n",
|
||
">\n",
|
||
"> Наберите знак вопроса в строке отладчика для того, чтобы получить\n",
|
||
"> подсказку с перечислением доступных команд.\n",
|
||
"> \n",
|
||
"> Больше информации об отладчике Python и его возможностях можно\n",
|
||
"> получить в документации Python по адресу <http://docs.python.org/3/library/pdb.html>.\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"### Сброс пространства имен\n",
|
||
"\n",
|
||
"<div id=\"intro:environments:ipython:reset\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"Сброс пространства имен сессии IPython часто полезен для гарантии\n",
|
||
"того, что программа запускается в нетронутой среде, не перегруженной\n",
|
||
"существующими переменными и функциями. Команда `%reset` предоставляет\n",
|
||
"такую возможность (используйте аргумент `-f` для принудительного\n",
|
||
"сброса). Использование этой команды часто устраняет необходимость в\n",
|
||
"других распространенных циклах выхода-перезапуска консоли. Несмотря на\n",
|
||
"то, что после выполнения команды `%reset` необходимо заново\n",
|
||
"импортировать модули, важно знать, что даже если модули изменялись с\n",
|
||
"момента последнего импорта, новый импорт после команды `%reset` не\n",
|
||
"будет импортировать новый модуль, а, скорее всего, включит\n",
|
||
"кэшированную версию модуля из предыдущего импорта. Такое поведение не\n",
|
||
"желательно при разработке новых модулей Python. В этом случае\n",
|
||
"повторный импорт ранее импортированного (и с тех пор обновленного)\n",
|
||
"модуля часто может быть достигнут с помощью функции `reload` из\n",
|
||
"`IPython.lib.deepreload`. Однако, этот метод не всегда работает, так\n",
|
||
"как некоторые библиотеки выполняют код во время импорта, который\n",
|
||
"должен выполняться только один раз. В этом случае есть только один\n",
|
||
"способ: остановить и заново запустить консоль IPython.\n",
|
||
"\n",
|
||
"### Расчет времени выполнения и профилирование кода\n",
|
||
"\n",
|
||
"<div id=\"intro:environments:ipython:timing\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"Команды `%timeit` и `%time` предоставляют простые средства сравнения,\n",
|
||
"которые полезны при попытках оптимизировать код. Команда `%timeit`\n",
|
||
"запускает оператор Python несколько раз и дает оценку времени\n",
|
||
"выполнения (используйте `%%timeit`, чтобы сделать \n",
|
||
"то же самое для многострочной ячейки). Точное количество раз \n",
|
||
"выполнения оператора, определяется эвристически, если явно не\n",
|
||
"установлено с помощью флагов `-n` и `-r`. Команда `%timeit` не\n",
|
||
"возвращает значение выражения. Если необходим результат выполнения\n",
|
||
"вычислений, можно использовать команды `%time` или `%%time` (для\n",
|
||
"многострочной ячейки), но эти команды запускают выражение только один\n",
|
||
"раз и, следовательно, дают менее точную оценку времени выполнения.\n",
|
||
"\n",
|
||
"Следующий пример демонстрирует типичное использование команд `%timit`\n",
|
||
"и `%time`"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {
|
||
"collapsed": false,
|
||
"jupyter": {
|
||
"outputs_hidden": false
|
||
}
|
||
},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"%timeit fib(100)"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {
|
||
"collapsed": false,
|
||
"jupyter": {
|
||
"outputs_hidden": false
|
||
}
|
||
},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"result = %time fib(100)"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"Хотя команды `%timeit` и `%time` полезны для измерения времени\n",
|
||
"выполнения вычислений, они не дают никакой подробной информации о том,\n",
|
||
"какая часть вычислений занимает больше времени. Такой анализ требует\n",
|
||
"более сложного профилировщика кода, такого, например, как `cProfile`,\n",
|
||
"предоставляемого стандартной библиотекой Python. Профилировщик Python\n",
|
||
"доступен в IPython с помощью команд `%prun` (для операторов) и `%run`\n",
|
||
"с аргументом `-p` (для запуска внешних сценариев). Вывод\n",
|
||
"профилировщика довольно многословен и может быть настроен с помощью\n",
|
||
"опций команд `%prun` и `%run -p` (см. `%prun?`).\n",
|
||
"\n",
|
||
"В качестве примера рассмотрим функцию, которая моделирует $N$\n",
|
||
"случайных ходоков, которые делают по $M$ шагов, а затем вычисляет\n",
|
||
"самое дальнее расстояние от начальной точки, достигнутой любым из\n",
|
||
"случайных ходоков."
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {
|
||
"collapsed": false,
|
||
"jupyter": {
|
||
"outputs_hidden": false
|
||
}
|
||
},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"# -*- coding: utf-8 -*-\n",
|
||
"import numpy as np\n",
|
||
"\n",
|
||
"def random_walker_max_distance(M, N):\n",
|
||
" trajectories = [np.random.randn(M).cumsum() for _ in range(N)]\n",
|
||
" return np.max(np.abs(trajectories))"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"Вызов этой функции с использованием профилировщика дает генерирует\n",
|
||
"следующий вывод, который включает информацию о том, как много раз\n",
|
||
"вызывается каждая функция и разбивку общего и совокупного времени,\n",
|
||
"потраченного на каждую функцию. По этой информации мы можем сделать\n",
|
||
"вывод, что в нашем простом примере вызовы функции `np.random.rand`\n",
|
||
"потребляет большую часть времени вычислений."
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "code",
|
||
"execution_count": null,
|
||
"metadata": {
|
||
"collapsed": false,
|
||
"jupyter": {
|
||
"outputs_hidden": false
|
||
}
|
||
},
|
||
"outputs": [],
|
||
"source": [
|
||
"%prun random_walker_max_distance(400, 10000)"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"## Интерпретатор и текстовый редактор как среда разработки\n",
|
||
"<div id=\"intro:environments:de\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"В принципе, интерпретаторы Python и IPython и хороший текстовый\n",
|
||
"редактор — это все, что нужно для полной среды разработки на\n",
|
||
"Python. Эта простая связка, по сути, является предпочтительной\n",
|
||
"средой разработки для многих опытных программистов. Однако в следующих\n",
|
||
"разделах мы рассмотрим Jupyter Notebook и интегрированную среду\n",
|
||
"разработки Spyder. Эти среды предоставляют более широкие возможности,\n",
|
||
"которые повышают производительность при работе с интерактивными и\n",
|
||
"исследовательскими приложениями. \n",
|
||
"\n",
|
||
"## Jupyter\n",
|
||
"<div id=\"intro:environments:jupyter\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"Проект\n",
|
||
"Jupyter\n",
|
||
"Проект Jupyter является побочным продуктом проекта IPython, который\n",
|
||
"включает независимые интерфейсы Python — в первую очередь блокноты\n",
|
||
"(notebook) — и коммуникационную структуру, которая позволяет отделить\n",
|
||
"внешний интерфейс от вычислительных серверных частей, известных как\n",
|
||
"ядра. \n",
|
||
"\n",
|
||
"До создания проекта Jupyter, блокноты и базовая структура приложения\n",
|
||
"для них были частью проекта IPython. Однако, поскольку внешний\n",
|
||
"интерфейс для блокнотов не зависит от языка — его также можно использовать\n",
|
||
"с большим количеством других языков, таких как R и Julia, — он был\n",
|
||
"выделен из отдельного проекта, чтобы лучше обслуживать более широкое\n",
|
||
"вычислительное сообщество и избегать предполагаемой предвзятости в\n",
|
||
"сторону Python. Теперь роль IPython заключается в том, чтобы\n",
|
||
"сосредоточиться на приложениях, специфичных для Python, таких как\n",
|
||
"интерактивная консоль Python, и предоставить ядро Python для среды\n",
|
||
"Jupyter.\n",
|
||
"\n",
|
||
"В среде Jupyter интерфейс взаимодействует с серверными частями\n",
|
||
"(ядрами). Интерфейс может иметь несколько зарегистрированных ядер,\n",
|
||
"например, для различных языков программирования, для различных версий\n",
|
||
"Python, или различных сред Python. Ядро поддерживает состояние\n",
|
||
"интерпретатора и выполняет фактические вычисления, в то время как\n",
|
||
"интерфейс управляет тем, как код вводится и организуется, и как\n",
|
||
"результаты вычислений визуализируются пользователю.\n",
|
||
"\n",
|
||
"Здесь мы рассмотрим Jupyter QtConsole и интерфейсы для блокнотов.\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"### Jupyter QtConsole\n",
|
||
"\n",
|
||
"<div id=\"intro:environments:jupyter:qtconsole\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"Jupyter QtConsole — это расширенное консольное приложение, которое\n",
|
||
"может служить заменой стандартной консоли IPython. QtConsole\n",
|
||
"запускается передачей аргумента `qtconsole` команде `jupyter`:"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" Terminal> jupyter qtconsole\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"Откроется новое приложение в системной консоли, способное\n",
|
||
"отображать мультимедийные объекты, такие как рисунки и\n",
|
||
"математические уравнения. Jupyter QtConsole также предоставляет\n",
|
||
"механизм на основе меню для отображения результатов автозаполнения, и\n",
|
||
"он запрашивает строки документации для функций во всплывающем окне при\n",
|
||
"вводе открывающей скобки функции или вызова метода. Скриншот Jupyter\n",
|
||
"QtСonsole показан на следующем рисунке:\n",
|
||
"\n",
|
||
"<!-- dom:FIGURE: [fig-intro/jupyter_1.png, width=400 frac=1.0] -->\n",
|
||
"<!-- begin figure -->\n",
|
||
"<!-- end figure -->\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"## Jupyter Notebook\n",
|
||
"<div id=\"intro:environments:jupyter:notebook\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"Кроме интерактивной консоли Jupyter также предоставляет веб-приложение\n",
|
||
"для блокнотов. Блокнот предоставляет много преимуществ по\n",
|
||
"сравнению с традиционной средой разработки при работе с анализом\n",
|
||
"данных и решением вычислительных задач. В частности, среда блокнота\n",
|
||
"позволяет писать и запускать код, отображать выходные данные, \n",
|
||
"произведенные кодом, а также документировать и интерпретировать код и\n",
|
||
"результаты: все в одном документе. Это означает, что весь рабочий\n",
|
||
"процесс анализа записывается в один файл, который впоследствии можно\n",
|
||
"сохранить, восстановить и использовать повторно. Напротив, при работе\n",
|
||
"с текстовым редактором или IDE код, соответствующие файлы данных и\n",
|
||
"рисунки, а также документация распределяются по нескольким файлам в\n",
|
||
"файловой системе, и для поддержания такого рабочего процесса требуются\n",
|
||
"значительные усилия.\n",
|
||
"\n",
|
||
"Jupyter Notebook оснащен богатой системой отображения, которая может\n",
|
||
"отображать мультимедиа, такие как уравнения, рисунки и видео, как\n",
|
||
"встроенные объекты в блокноте. Также возможно создавать элементы\n",
|
||
"пользовательского интерфейса с HTML и JavaScript, используя\n",
|
||
"систему виджетов Jupyter. Эти виджеты можно использовать в\n",
|
||
"интерактивных приложениях, которые связывают веб-приложение с кодом\n",
|
||
"Python, который выполняется в ядре IPython (на стороне сервера). Эти и\n",
|
||
"многие другие функции Jupyter Notebook делают его отличной средой для\n",
|
||
"интерактивных и грамотных вычислений. Для запуска среды Jupyter\n",
|
||
"Notebook аргумент `notebook` передается команде `jupyter`."
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" Terminal> jupyter notebook\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"Это запускает ядро ноутбука и веб-приложение, которое по умолчанию\n",
|
||
"обслуживает веб-сервер через порт 8888 на локальном хосте, доступ к\n",
|
||
"которому осуществляется через локальный адрес <http://localhost:8888/>\n",
|
||
"в \n",
|
||
"веб-браузере.\n",
|
||
"По умолчанию при запуске `jupyter notebook` в браузере открывается\n",
|
||
"страница с панелью инструментов. На панели инструментов перечислены\n",
|
||
"все блокноты, доступные в каталоге, из которого был запущен\n",
|
||
"Jupyter Notebook, а также простой обозреватель каталогов, который\n",
|
||
"можно использовать для навигации по подкаталогам относительно места,\n",
|
||
"где был запущен сервер, и для открытия блокнотров в нем. На рисунке\n",
|
||
"показан снимок экрана веб-браузера и страницы с панелью инструментов\n",
|
||
"Jupyter Notebook:\n",
|
||
"\n",
|
||
"<!-- dom:FIGURE: [fig-intro/jupyter_2.png, width=400 frac=1.0] -->\n",
|
||
"<!-- begin figure -->\n",
|
||
"<!-- end figure -->\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"Нажатием кнопки «New» создадим новый блокнот и откроем его на новой\n",
|
||
"странице в браузере. Вновь созданный блокнот имеет имя `Untitled` или\n",
|
||
"`Untitled1` и т.д. Блокнот можно переименовать нажав на поле с\n",
|
||
"заголовком в верхней части страницы. Файлы Jupyter Notebook\n",
|
||
"сохраняются в формате JSON со специальным разрешением `ipynb`. Файл\n",
|
||
"Jupyter Notebook не является чистым кодом на Python, но при\n",
|
||
"необходимости код на Python можно легко выделить из блокнота используя\n",
|
||
"либо меню **File | Download as | Python** или с помощью утилиты\n",
|
||
"`nbconvert`.\n",
|
||
"\n",
|
||
"<!-- dom:FIGURE: [fig-intro/jupyter_3.png, width=400 frac=1.0] -->\n",
|
||
"<!-- begin figure -->\n",
|
||
"<!-- end figure -->\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"### Jupyter Lab\n",
|
||
"\n",
|
||
"<div id=\"intro:environments:jupyter:lab\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"Jupyter Lab — это новая альтернативная среда разработки из проекта\n",
|
||
"Jupyter. Она объединяет интерфейс Jupyter Notebook с файловым\n",
|
||
"браузером, текстовым редактором, командной оболочкой и консолью\n",
|
||
"IPython:\n",
|
||
"\n",
|
||
"<!-- dom:FIGURE: [fig-intro/jupyter_4.png, width=400 frac=1.0] -->\n",
|
||
"<!-- begin figure -->\n",
|
||
"<!-- end figure -->\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"Среда Jupyter Lab объединяет в себе множество преимуществ среды\n",
|
||
"для блокнотов и сильные стороны традиционных IDE. Доступ к консолям\n",
|
||
"оболочки и текстовым редакторам в одном веб-интерфейсе также удобен\n",
|
||
"при работе на сервере Jupyter, работающем в удаленной системе,\n",
|
||
"например в вычислительном кластере или в облаке. \n",
|
||
"\n",
|
||
"### Типы ячеек\n",
|
||
"\n",
|
||
"<div id=\"intro:environments:jupyter:cell-types\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"Основное содержимое блокнота, расположенное под строкой меню и\n",
|
||
"панелью инструментов, организовано как ячейки ввода и вывода. Ячейки\n",
|
||
"могут быть нескольких типов, тип выбранной ячейки можно изменять\n",
|
||
"используя меню в панели инструментов. Наиболее важные типы:\n",
|
||
"\n",
|
||
"* **Code**: ячейка с кодом может содержать произвольное количество многострочного кода на Python. Нажатие «Shift-Enter» посылает код из ячейки ядру для выполнения в интерпретаторе Python. Результат выполнения возвращается браузеру и отображается в соответствующей ячейке вывода.\n",
|
||
"\n",
|
||
"* **Markdown**: ячейка такого типа может содержать размеченный текст, который интерпретируется с использованием языка Markdown и HTML.\n",
|
||
"\n",
|
||
"* **Headings**: ячейка такого типа может использоваться для разбивки блокнота на разделы.\n",
|
||
"\n",
|
||
"* **Raw**: ячейка такого типа отображает необработанный текст.\n",
|
||
"\n",
|
||
"### Редактирование ячеек\n",
|
||
"\n",
|
||
"<div id=\"intro:environments:jupyter:edit\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"Используя меню и панель инструментов, ячейки можно добавлять,\n",
|
||
"удалять, перемещать вверх и вниз, вырезать и вставлять и т.д. Эти\n",
|
||
"функции также связаны с сочетаниями клавиш, которые удобны и\n",
|
||
"экономят время при работе с ноутбуками Jupyter. В ноутбуке\n",
|
||
"используется двухрежимный интерфейс ввода: режим редактирования и\n",
|
||
"командный режим. В режим редактирования можно войти, щелкнув ячейку\n",
|
||
"или нажав клавишу ввода на клавиатуре, когда ячейка находится в\n",
|
||
"фокусе. Находясь в режиме редактирования, содержимое ячейки ввода\n",
|
||
"можно редактировать. Выход из режима редактирования осуществляется\n",
|
||
"нажатием клавиши ESC или нажатием Shift-Enter для выполнения ячейки. В\n",
|
||
"командном режиме стрелки вверх и вниз можно использовать для\n",
|
||
"перемещения фокуса между ячейками, а ряд сочетаний клавиш\n",
|
||
"сопоставляется с основными действиями по манипулированию ячейками,\n",
|
||
"доступными через панель инструментов и меню. \n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"## Таблица 1 : Клавиши <div id=\"table:1\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"<table border=\"1\">\n",
|
||
"<thead>\n",
|
||
"<tr><th align=\"left\">Сочетание клавиш</th> <th align=\"left\"> Описание </th> </tr>\n",
|
||
"</thead>\n",
|
||
"<tbody>\n",
|
||
"<tr><td align=\"left\"> <code>b</code> </td> <td align=\"left\"> Создать ячейку ниже текущей </td> </tr>\n",
|
||
"<tr><td align=\"left\"> <code>a</code> </td> <td align=\"left\"> Создать ячейку выше текущей </td> </tr>\n",
|
||
"<tr><td align=\"left\"> <code>d-d</code> </td> <td align=\"left\"> Удалить текущую ячейку </td> </tr>\n",
|
||
"<tr><td align=\"left\"> от <code>1</code> до <code>6</code> </td> <td align=\"left\"> Ячейка с заглавием раздела (heading) уровня от 1 до 6 </td> </tr>\n",
|
||
"<tr><td align=\"left\"> <code>x</code> </td> <td align=\"left\"> Вырезать текущую ячейку в буфер обмена </td> </tr>\n",
|
||
"<tr><td align=\"left\"> <code>c</code> </td> <td align=\"left\"> Скопировать текущую ячейку в буфер обмена </td> </tr>\n",
|
||
"<tr><td align=\"left\"> <code>v</code> </td> <td align=\"left\"> Вставить ячейку из буфера обмена </td> </tr>\n",
|
||
"<tr><td align=\"left\"> <code>m</code> </td> <td align=\"left\"> Преобразовать тип ячейки в Markdown </td> </tr>\n",
|
||
"<tr><td align=\"left\"> <code>y</code> </td> <td align=\"left\"> Преобразовать тип ячейки в Code </td> </tr>\n",
|
||
"<tr><td align=\"left\"> <code>Up</code> </td> <td align=\"left\"> Выбрать предыдущую ячейку </td> </tr>\n",
|
||
"<tr><td align=\"left\"> <code>Down</code> </td> <td align=\"left\"> Выбрать следующую ячейку </td> </tr>\n",
|
||
"<tr><td align=\"left\"> <code>Enter</code> </td> <td align=\"left\"> Войти в режим редактирования ячейки </td> </tr>\n",
|
||
"<tr><td align=\"left\"> <code>Escape</code> </td> <td align=\"left\"> Выйти из режима редактирования ячейки </td> </tr>\n",
|
||
"<tr><td align=\"left\"> <code>Shift-Enter</code> </td> <td align=\"left\"> Выполнить ячейку </td> </tr>\n",
|
||
"<tr><td align=\"left\"> <code>h</code> </td> <td align=\"left\"> Показать окно помощи со списком сочетаний клавиш </td> </tr>\n",
|
||
"<tr><td align=\"left\"> <code>0-0</code> </td> <td align=\"left\"> Перезапустить ядро </td> </tr>\n",
|
||
"<tr><td align=\"left\"> <code>i-i</code> </td> <td align=\"left\"> Прервать выполнение ячейки </td> </tr>\n",
|
||
"<tr><td align=\"left\"> <code>s</code> </td> <td align=\"left\"> Сохранить блокнот </td> </tr>\n",
|
||
"</tbody>\n",
|
||
"</table>\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"Во время выполнения ячейки блокнота номер ячейки обозначается\n",
|
||
"звездочкой (`In [*]`), а индикатор в правом верхнем углу страницы\n",
|
||
"сигнализирует о том, что ядро IPython занято. Прервать выполнение\n",
|
||
"ячейки можно через меню **Kernel | Interrupt** или сочетанием клавиш\n",
|
||
"`i-i` в командном режиме (т.е., дважды нажать клавишу `i`). В таблице [table:1](#table:1)\n",
|
||
"представлены наиболее популярные сочетания клавиш командного режима\n",
|
||
"Jupyter Notebook.\n",
|
||
"\n",
|
||
"### Ячейки Markdown\n",
|
||
"\n",
|
||
"<div id=\"intro:environments:jupyter:markdown\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"Одна из ключевых возможностей Jupyter Notebook заключается в том, что\n",
|
||
"ячейки с кодом и ячейки с результатом могут быть дополнены\n",
|
||
"документацией, содержащейся в текстовых ячейках. Текстовые ячейки\n",
|
||
"имеют тип Markdown. Входной текст преобразуется с использованием языка\n",
|
||
"разметки Markdown. Markdown разработан как легкая система набора\n",
|
||
"текста, которая позволяет преобразовывать текст с простыми правилами\n",
|
||
"разметки в HTML и другие форматы для более удобного\n",
|
||
"отображения. Правила разметки разработаны так, чтобы быть удобными для\n",
|
||
"пользователя и читаемыми, как в текстовом формате. Например, фрагмент\n",
|
||
"текста можно выделить курсивом, окружив его звездочками (`*text*`),\n",
|
||
"можно сделать полужирным, окружив двойными звездочками\n",
|
||
"(`**text**`). Markdown также позволяет создавать нумерованные и\n",
|
||
"маркированные списки, таблицы и гиперссылки. Расширение Markdown,\n",
|
||
"поддерживаемое Jupyter, заключается в том, что математические\n",
|
||
"выражения можно набирать в LaTeX с помощью библиотеки JavaScript LaTeX\n",
|
||
"MathJax.\n",
|
||
"\n",
|
||
"Ниже приведем краткое описание синтаксиса Markdown.\n",
|
||
"\n",
|
||
"**Выделение.**\n",
|
||
"\n",
|
||
"Одинарные звездочки используются для выделения курсивом"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" это *выделенный* текст\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"Двойные звездочки используются для выделения полужирным"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" это **очень выделенный** текст\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"**Код в строке.**"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" Используйте функцию `printf()` для вывода.\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"**Ссылки.**\n",
|
||
"\n",
|
||
"Инлайн ссылки"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" Это простая [ссылка](http://rukeba.com/) в тексте.\n",
|
||
" Это [ссылка](http://rukeba.com/ \"Титул\") с аттрибутом title.\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"Сноски"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" Это [ссылка][1] в справочном стиле.\n",
|
||
" ...\n",
|
||
" ...\n",
|
||
" [1]: http://rukeba.com/ \"Необязательный титул\"\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"Чтобы веб-адрес в тексте стал ссылкой его нужно обрамить `<` и `>`"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" По ссылке <http://python.org> находится сайт.\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"**Изображения.**"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" ![alt-текст](http://example.com/image.jpg \"Необязательный титул\")\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"или в справочном стиле:"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" ![alt-текст][2]\n",
|
||
" ...\n",
|
||
" ...\n",
|
||
" [2]: http://example.com/image.jpg \"Необязательный титул\"\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"**Абзац.**"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" <пустая строка>\n",
|
||
" Текст параграфа. Может быть\n",
|
||
" разбит на несколько строк.\n",
|
||
" <пустая строка>\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"**Разрыв строки.**\n",
|
||
"\n",
|
||
"Что бы вставить перевод строки без начала нового параграфа, в конец\n",
|
||
"нужно добавить два или больше пробелов."
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" Текст параграфа.<пробел><пробел>\n",
|
||
" Этот текст будет с новой строки.\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"**Код.**\n",
|
||
"\n",
|
||
"Отступ в четыре пробела или один таб генерирует блок кода:"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" <пробел><пробел><пробел><пробел>print 'Hello, World!'\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"**Горизонтальная линия.**"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" * * *\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"или так:"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" ***\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"или так:"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" ------\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"**Таблица.**"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" | A | B | C |\n",
|
||
" |---|---|---|\n",
|
||
" | 1 | 2 | 3 |\n",
|
||
" | 4 | 5 | 6 |\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"**Заголовки.**"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" # Заголовок первого уровня H1\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"**Цитаты.**"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" > Это\n",
|
||
" > многострочная\n",
|
||
" > цитата\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"**Списки.**\n",
|
||
"\n",
|
||
"Ненумерованный:"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" * красный\n",
|
||
" * зеленый\n",
|
||
" * синий\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"Нумерованный:"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" 1. Первый\n",
|
||
" 2. Второй\n",
|
||
" 3. Третий\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"**LaTeX.**\n",
|
||
"\n",
|
||
"Строчные формулы:"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" $\\LaTeX$\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"Выключеная формула (с новой строки и по-центру):"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" $$\n",
|
||
" \\LaTeX\n",
|
||
" $$\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"или"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
" \\begin{env}\n",
|
||
" ...\n",
|
||
" \\end{env}\n"
|
||
]
|
||
},
|
||
{
|
||
"cell_type": "markdown",
|
||
"metadata": {},
|
||
"source": [
|
||
"Здесь `env` LaTeX окружение для формул: `equation`, `eqnarray`,\n",
|
||
"`align` и т.д.\n",
|
||
"\n",
|
||
"Ячейки типа Markdown могут также содержать код HTML, и интерфейс\n",
|
||
"Jupyter Notebook будет отображать его как обработанный HTML.\n",
|
||
"\n",
|
||
"Больше информации о MathJax и Markdown доступно на страницах проектов:\n",
|
||
"<http://www.mathjax.com> и <http://daringfireball.net/projects/markdown/>. \n",
|
||
"\n",
|
||
"## Spyder: Интегрированная среда разработки\n",
|
||
"<div id=\"intro:environments:spyder\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"Рассмотрим свободную интегрированную среду разработки Spyder, особенно\n",
|
||
"хорошо подходит для вычислений и анализа данных с использованием\n",
|
||
"Python.\n",
|
||
"\n",
|
||
"Spyder IDE был специально создан для программирования на Python и, в\n",
|
||
"частности, для научных вычислений с использованием Python. Как\n",
|
||
"таковой, он обладает функциями, которые полезны для интерактивных и\n",
|
||
"исследовательских вычислений: в частности, интеграция с консолью\n",
|
||
"IPython непосредственно в IDE. Пользовательский интерфейс Spyder\n",
|
||
"состоит из нескольких дополнительных панелей, которые могут быть\n",
|
||
"по-разному организованы в приложении.\n",
|
||
"\n",
|
||
"Самые важные панели:\n",
|
||
"\n",
|
||
"* Редактор исходного кода\n",
|
||
"\n",
|
||
"* Консоли интерпретаторов Python и IPython и системной оболочки\n",
|
||
"\n",
|
||
"* Инспектор объектов для показа документации по объектам Python\n",
|
||
"\n",
|
||
"* Обозреватель переменных\n",
|
||
"\n",
|
||
"* Обозреватель файловой\n",
|
||
"\n",
|
||
"* История команд\n",
|
||
"\n",
|
||
"* Профилировщик\n",
|
||
"\n",
|
||
"Каждую панель можно настроить для отображения или скрытия в\n",
|
||
"зависимости от предпочтений и потребностей пользователя, используя\n",
|
||
"меню **View | Panes**.\n",
|
||
"\n",
|
||
"### Редактор исходного кода\n",
|
||
"\n",
|
||
"<div id=\"intro:environments:spyder:editor\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"Редактор исходного кода в Spyder поддерживает подсветку синтаксиса,\n",
|
||
"умное автодополнение, работу с несколькими открытыми файлами\n",
|
||
"одновременно, проверку соответствия скобок и др. Дополнительным\n",
|
||
"преимуществом использования IDE является то, что код может \n",
|
||
"быть запущен из редактора — код целиком (клавиша F5) или выделенный\n",
|
||
"код (клавиша F9) — в подключенных консолях Python и IPython.\n",
|
||
"\n",
|
||
"Кроме того, редактор Spyder имеет очень полезную поддержку статической\n",
|
||
"проверки кода с помощью `pylint`, `pyflakes` и `pep8` — внешних\n",
|
||
"инструментов, которые анализируют исходный код Python и сообщают об\n",
|
||
"ошибках, таких как неопределенные символы, синтаксические ошибки,\n",
|
||
"нарушения стиля кодирования и т. д. \n",
|
||
"\n",
|
||
"> **Подсказка.**\n",
|
||
">\n",
|
||
"> Язык Python является универсальным, и эквивалентный исходный код\n",
|
||
"> Python может быть написан с использованием самых разных стилей и\n",
|
||
"> способов. Однако был предложен стандарт стиля кодирования Python,\n",
|
||
"> PEP8, для поощрения единообразного внешнего вида кода Python. \n",
|
||
"> Настоятельно рекомендуем изучить стандарт стиля кодирования PEP8 и \n",
|
||
"> соответствовать этому в вашем коде. PEP8 описан по адресу\n",
|
||
"> <http://www.python.org/dev/peps/pep-0008>.\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"### Консоли\n",
|
||
"\n",
|
||
"<div id=\"intro:environments:spyder:console\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"Интегрированные консоли Python и IPython могут использоваться для\n",
|
||
"запуска файла, который редактируется в окне текстового редактора, или\n",
|
||
"для запуска кода Python с интерактивным вводом. При выполнении файлов\n",
|
||
"исходного кода Python из редактора переменные пространства имен,\n",
|
||
"созданные в сценарии, сохраняются в сеансе IPython или Python в\n",
|
||
"консоли. Это важная особенность, которая делает Spyder интерактивной\n",
|
||
"вычислительной средой, в дополнение к традиционному приложению IDE,\n",
|
||
"поскольку она позволяет исследовать значения переменных после\n",
|
||
"завершения выполнения сценария. Spyder поддерживает одновременное\n",
|
||
"открытие нескольких консолей Python и IPython, и, например, новую\n",
|
||
"консоль IPython можно запустить через меню **Consoles | Open an IPython\n",
|
||
"console**. При запуске сценария из редактора нажатием клавиши F5 или\n",
|
||
"кнопки запуска на панели инструментов сценарий по умолчанию\n",
|
||
"запускается в самой последней активированной консоли. Это позволяет\n",
|
||
"поддерживать разные консоли с независимыми пространствами имен для\n",
|
||
"разных сценариев или проектов. \n",
|
||
"\n",
|
||
"### Инспектор объектов\n",
|
||
"\n",
|
||
"<div id=\"intro:environments:spyder:inspector\"></div>\n",
|
||
"\n",
|
||
"Инспектор объектов (панель справки) очень помогает при написании кода\n",
|
||
"Python. Он может отображать строки форматированного документа для\n",
|
||
"объектов, определенных в исходном коде, созданном с помощью редактора,\n",
|
||
"и для символов, определенных в библиотечных модулях, установленных в\n",
|
||
"системе. Текстовое поле объекта в верхней части панели инспектора\n",
|
||
"объектов можно использовать для ввода имени модуля, функции или\n",
|
||
"класса, для которого отображается строка документации. Модули и\n",
|
||
"символы не нужно импортировать в локальное пространство имен, чтобы\n",
|
||
"можно было отображать их строки документов с помощью инспектора\n",
|
||
"объектов. Документацию для объекта в редакторе или консоли также можно\n",
|
||
"открыть в инспекторе объектов, выбрав объект с помощью курсора и\n",
|
||
"используя сочетание клавиш `Ctrl-i` (`Cmd-i` в Mac OS X). Можно даже\n",
|
||
"автоматически отображать строки документов для вызываемых объектов,\n",
|
||
"когда вводится его открывающая левая скобка. Это дает немедленное\n",
|
||
"напоминание об аргументах и их порядке для вызываемого объекта, что\n",
|
||
"может значительно повысить производительность. Чтобы активировать эту\n",
|
||
"функцию, перейдите на страницу «Help» в окне «Preferences» и\n",
|
||
"установите флажки в разделе «Automatic connections». \n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"<!-- Local Variables: -->\n",
|
||
"<!-- doconce-chapter-nickname: \"intro\" -->\n",
|
||
"<!-- doconce-section-nickname: \"environments\" -->\n",
|
||
"<!-- End: -->\n",
|
||
"\n",
|
||
"\n",
|
||
"<!-- Local Variables: -->\n",
|
||
"<!-- doconce-chapter-nickname: \"intro\" -->\n",
|
||
"<!-- End: -->"
|
||
]
|
||
}
|
||
],
|
||
"metadata": {
|
||
"kernelspec": {
|
||
"display_name": "Python 3",
|
||
"language": "python",
|
||
"name": "python3"
|
||
},
|
||
"language_info": {
|
||
"codemirror_mode": {
|
||
"name": "ipython",
|
||
"version": 3
|
||
},
|
||
"file_extension": ".py",
|
||
"mimetype": "text/x-python",
|
||
"name": "python",
|
||
"nbconvert_exporter": "python",
|
||
"pygments_lexer": "ipython3",
|
||
"version": "3.8.2"
|
||
},
|
||
"toc-autonumbering": false,
|
||
"toc-showcode": false,
|
||
"toc-showtags": false
|
||
},
|
||
"nbformat": 4,
|
||
"nbformat_minor": 4
|
||
}
|