Learn AI with Python · 课时

使用 Python REPL 和 IPython

Q: 「使用 Python REPL 和 IPython」这节课中我会学到什么？

在 IPython 中进行交互式探索、使用制表符补全、?、%timeit 和 shell 命令 你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 Learn AI with Python，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

在 IPython 中进行交互式探索、使用制表符补全、?、%timeit 和 shell 命令

使用 Python REPL 和 IPython 是 CoddyKit 上的免费 Learn AI with Python 课时。这是第 4 节课，共 4 节。你可以在下方免费阅读本课时的完整内容 — 然后在浏览器中使用内置代码编辑器和全天候 AI 导师进行实践。这是 Learn AI with Python 学习路径的一部分，你的进度在网页和 CoddyKit 应用中同步。 Learn AI with Python 课程共包含 4 节课。

交互式工作流

REPL（读取-求值-输出循环）让您可以逐行进行试验。IPython 是功能增强的 REPL，提供自省、魔法命令和历史记录，并为 Jupyter 内核提供支持。

pip install ipython
ipython

使用单个 ? 查看文档字符串

在任意对象后追加 ?，即可查看其文档字符串和签名，无需在浏览器中打开文档。

import numpy as np
np.arange?
# shows signature and docstring for arange

使用双 ?? 查看源代码

使用 ?? 可以查看函数的实际源代码（如果函数是用 Python 编写的）。这非常有助于理解库的内部实现。

def scale(x, factor=2):
    return x * factor

scale??
# prints the function source

使用 %timeit 计时

笔记本中的同一个 %timeit 魔法命令在 IPython 中同样适用。它会自动调整循环次数，以获得稳定的测量结果。

%timeit [i**2 for i in range(1000)]

使用 %run 运行脚本

%run script.py 会在当前会话中执行一个文件，执行后其中的变量仍可供检查。

%run analysis.py
print(results)   # variable defined inside analysis.py

最后一个结果：_

单个下划线 _ 保存最近一次输出。对于想要重新使用却忘记赋值的结果，这很方便。

In [1]: 10 * 5
Out[1]: 50

In [2]: _ + 1
Out[2]: 51

更早的结果：和 _

两个下划线 __ 表示倒数第二个结果，三个下划线 ___ 表示倒数第三个结果。您可以恢复最近三次输出。

In [1]: 1
In [2]: 2
In [3]: 3
In [4]: ___, __, _
Out[4]: (1, 2, 3)

按编号获取输出

每个带编号的输出都会被保存。Out[3]（或 _3）可以专门获取第 3 个单元格的结果。

In [3]: 7 * 6
Out[3]: 42

In [4]: Out[3] + 8
Out[4]: 50

制表符补全

在点号后按 Tab，即可列出对象的属性和方法。这样无需记忆所有接口，也能发现可用的 API。

import pandas as pd
pd.read_<TAB>
# read_csv  read_excel  read_json  read_parquet ...

使用 %who 列出变量

%who 会列出会话中定义的名称；%whos 还会添加类型和值的详细信息，以提供更完整的概览。

x = 5
name = "ada"
%who
# name	x

%whos
# Variable  Type  Data/Info

Shell 与历史记录

IPython 还可以使用 ! 运行 shell 命令，并使用 %history 调取输入历史记录，因此您可以复制之前的试验。

!ls *.csv
%history -n 1-5   # show first five inputs with numbers

快速检查

测试您使用 IPython 自省功能的能力。

总结

IPython 的强大工具：

obj? 查看文档字符串，obj?? 查看源代码
%timeit 进行基准测试，%run 执行文件
_、__、___ 调取最近三次结果；Out[n] 调取任意结果
使用 Tab 补全来发现可用内容
使用 %who / %whos 列出变量

常见问题解答