0. 前言

本篇文章主要介绍IPython工具。
首先，需要介绍下Python和IPython的关系。如果将 Python 看作数据科学任务的引擎，那么 IPython 就是一个交互式控制面板。
文章内容主要来源于书籍和日常使用经验积累。

1. shell 和 notebook

使用 IPython 的方式有两种，分别是IPython shell 和 IPython Notebook。

1.1. 启动方法

在命令行中输入 ipython，启动 IPython 解释器。

$ ipython
Python 2.7.15 |Anaconda, Inc.| (default, Dec 14 2018, 13:10:39) 
Type "copyright", "credits" or "license" for more information.

IPython 5.8.0 -- An enhanced Interactive Python.
?         -> Introduction and overview of IPython's features.
%quickref -> Quick reference.
help      -> Python's own help system.
object?   -> Details about 'object', use 'object??' for extra details.

In [1]: 

在命令行输入jupyter notebook ，默认浏览器将会自动打开，并且自动导航到localhost 网址，启动notebook，jupyter界面如下图所示：

jupyter notebook

2. 查看帮助文档

python中的模块数量是海量的，同时，在使用模块中的函数前，也需要阅读docstring对其用法有个基本了解。本小节介绍查看这些帮助的方法。
符号 ? 用于浏览文档，符号 ?? 用于浏览源代码，而 Tab 键可以用于自动补全。

?放置于模块或者方法后方，其作用类似于help()，展示说明字符串（docstring）：

注意jupyter的 len?命令的帮助文档在底部。

?? 双问号可以获得python的源代码，但是这里注意使用??查看的模块或者方法必须是用python实现的，如果使用C实现是看不了源码的。
TAB键类似于Linux，做提示用的，例如下边的random.ra[TAB] 给出的列表。

上边介绍的TAB键，解决了后缀匹配的问题。假如我们脑海中有一个要使用的函数，但是只记得尾部，这时希望ipython可以提醒我们，可以使用如下的办法完成。 使用星号* 和问号? 共同完成此问题，如下是实例。

3.快捷键

涉及到熟练操作的记忆，可以参考下边文章：
Mac jupyter notebook的快捷键：https://www.jianshu.com/p/20f6a77dd23c

4.魔法命令

IPython 在普通 Python 语法基础之上的增强功能。这些功能被称作 IPython 魔法命令，并且都以 % 符号作为前缀。分为行魔法和单元魔法。
行魔法以单个 % 字符作为前缀，作用于单行输入；单元魔法以两个 %% 作
为前缀，作用于多行输入。

1. %paste和%cpaste
   允许直接拷贝代码并执行。
2. %run
   可以执行外部代码

%run hello.py

运行该语句后，脚本中出现的函数，也可以在IPython会话中使用。

3. %timeit
   该项可以自动计算接下来一行的Python 语句的执行时间。这个功能在性能优化时，有较大作用。
   同样地，也可以在魔法命令后加问号，来查看该命令的帮助文档。

%timeit l = [n**2 for n in range(10000)]
%timeit?

4. %magic和%lsmagic
   这两项可以列出我们环境中可以使用的所有魔法命令。
5. %history
   输出所有输入的历史命令。

5.输入和输出历史 和 shell

5.1 查看历史命令

在IPython会话中，可以看到In和Out （输入是In，输出是Out）。IPython 实际上创建了叫作 In 和 Out 的 Python 变量。In 对象是一个列表，例如In[1] 可以表示第一条命令。Out 对象不是一个列表，而是一个字典。这是因为并不是每一个输入都有输出，Out的访问不能是连续，只有有输出的序号，才能访问该Out。
访问历史第38条的输出，可以有以下两种写法：

print Out[38]
print _38

5.2 禁止输出

如果想关闭某条语句的输出内容，直接在该语句后加分号即可，例如下边语句将不再输出任何内容：

import math
math.sin(2);

5.3 系统命令

在感叹号后边的语句，是执行的系统语句，例如!ls 将在操作系统层面执行ls命令。同时，也支持将系统命令的执行结果赋予一个python变量，如下边例子生成了一个list：

files = !ls
files