Файл: Introduction to Python for Science 2013.pdf

Introduction to Python for Science, Release 0.9.23

IPython notebooks in that directory will appear in a list on the IPython Notebook Dash-
board. Clicking on one of them will launch that notebook.

Figure B.2: IPython Notebook

B.3 Using an IPython Notebook

When you open a new IPython Notebook, an IPython interactive cell with the prompt

In[ ]:

to the left, appears. You can type code into this cell just as you would in the

IPython shell of the

Canopy window

. For example, typing

2+3

into the cell and pressing

Shift-Enter

(or

Shift-Return

) to execute the cell yields the expected result. Try

it out.

Below the result a new IPython interactive cell appears ready for your next entry. Be-
cause we launched IPython Notebook with the

--pylab

switch, NumPy and MatPlotLib

are already loaded so we do not need the

np.

or

plt.

prefixes to access the func-

tions in the NumPy and MatPlotLib libraries. Thus, typing

sin(pi/6.)

and pressing

Shift-Enter

produces the expected result (to nearly 1 part in

10

16

).

You can also create plots in an IPython notebook.

For example,

typing

plot([1,2,3,2,3,4,3,4,5])

and pressing

Shift-Enter

produces the same

plot shown in

Interactive plot window

. The plot is produced “in line” and not in a sepa-

rate window, because we used the

inline

switch when we launched IPython Notebook.

If you have followed along, your IPython notebook should look something like that shown
in the figure

IPython Notebook demo

.

Be sure to press the

Save and Checkpoint

icon at the far left near the top of the

IPython Notebook window from time to time to

save your work

.

B.3. Using an IPython Notebook

185

Introduction to Python for Science, Release 0.9.23

Figure B.3: IPython Notebook demo

186

Appendix B. IPython Notebooks

Introduction to Python for Science, Release 0.9.23

B.4 Running programs in an IPython Notebook

You can also run programs in an IPython notebook. As an example, we run the program
introduced in the section on

Screen output

. The program is input into a single notebook

cell and then executed by pressing

Shift-Enter

.

Figure B.4: Running a program

In this example, the program requests input from the user: the distance of the trip. The
program runs up to the point where it needs input from the user, and then pauses until the
user responds and presses the

Enter

or

Return

key. The program then completes its

execution. Thus the IPython notebook provides a complete log of the session.

B.5 Annotating an IPython Notebook

An IPython notebook will be more easily comprehended if it includes annotations of the
session. In addition to logging the inputs and outputs of computations, IPython Notebook

B.4. Running programs in an IPython Notebook

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Introduction to Python for Science, Release 0.9.23

allows the user to embed headings, explanatory notes, mathematics, and images.

Figure B.5: Annotating a notebook

Suppose, for example, that we want to have a title at the top of the IPython notebook we
have been working with, and we want to include the name of the author of the session.
To do this, we scroll the IPython notebook back up to the top and place the cursor and
click in the very first input cell, the one that contained

2+3

. We then open the

Insert

menu near the top center of the window and click on

Insert Cell Above

, which

opens up a new input cell above the first cell. Next, we click on the box in the Toolbar
that says

Code

. A list of cell types appears:

Code

(currently checked),

Markdown

,

Raw Text

,

Heading 1

,

Heading 2

, ...,

Heading 6

. Select

Heading 1

; im-

mediately the

In [ ]:

prompt disappears, indicating that this box is no longer meant

for inputing and executing Python code. Type “

Demo of IPython Notebook

” and

press

Shift-Enter

(or

Shift-Return

). A heading in large print appears before the

first IPython code cell. Place the cursor back in the first Ipython code cell (

2+3

). Once

again, select the

Insert

menu and click on

Insert Cell Above

. Again, click on

the Toolbar that says

Code

, but this time select

Heading 2

. Type your name into the

newly created cell and press

Shift-Enter

. Your name is printed in the cell in slightly

smaller print than for the previous case.

You can also write comments, including mathematical expressions, into an IPython
Notebook cell.

Let’s include a comment after the program we ran that calculated

the cost of gasoline for a road trip.

First we place the cursor in the open for-

mula cell below program we ran and then click on the box in the Toolbar that says

Code

and change it to

Markdown

. Returning to the cell, we enter the text of our

188

Appendix B. IPython Notebooks

Introduction to Python for Science, Release 0.9.23

comment.

We can enter any text we wish, including mathematical expressions us-

ing the markup language Latex.

(If you do not already know Latex, you can get

a brief introduction at these sites:

http://en.wikibooks.org/wiki/LaTeX/Mathematics

or

ftp://ftp.ams.org/pub/tex/doc/amsmath/short-math-guide.pdf

.) Here we enter the follow-

ing text:

The total distance $x$ traveled during a trip can be

obtained by integrating the velocity $v(t)$ over the

duration $T$ of the trip:

\begin{align}

x = \int_0^T v(t)\, dt

\end{align}

After entering the text, pressing

Shift-Enter

yields the result shown in

Annotation

using a Markdown cell

.

Figure B.6: Annotation using a Markdown cell

The

$

symbol brackets inline mathematical expressions in Latex,

while the

\begin{align}

and

\end{align}

expressions bracket displayed expressions. You

only need to use Latex if you want to have fancy mathematical expressions in your notes.
Otherwise, they are not necessary.

Suppose you were importing a data (

.txt

) file from your hard disk and you wanted to

print it out in one of the notebook cells. If you were in the

Terminal

(Mac) or

Command

B.5. Annotating an IPython Notebook

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