Jupyter notebook 소개

1 Ipython

ipython는 파이썬을 위한 향상된 대화형 커맨드라인 콘솔입니다. Jupyter notebook은 그것에서 보다 발전된 형태로 코딩과 문서화를 동시에 해서 생산성을 극대화 하는 도구입니다. 이 블로그도 jupyter notebook을 기반으로 해서 만들어 졌습니다.

print("Hello!")

Hello!

1.1 매직 명령어(Magic commands)

파일 시스템과 상호작용을 할 수 있는 명령어로 % 기호로 시작합니다. 현재 디렉토리 위치를 출력해 보겠습니다.

%pwd

'/home/partrita/Documents/blog/partrita.github.io/posts'

더 많은 매직 명령어는 %lsmagic으로 확인 할 수 있고, 각 명령어에 ?를 추가하면 추가 정보를 보여줍니다.

%lsmagic

Available line magics:
%alias  %alias_magic  %autocall  %automagic  %autosave  %bookmark  %cat  %cd  %clear  %colors  %config  %connect_info  %cp  %debug  %dhist  %dirs  %doctest_mode  %ed  %edit  %env  %gui  %hist  %history  %killbgscripts  %ldir  %less  %lf  %lk  %ll  %load  %load_ext  %loadpy  %logoff  %logon  %logstart  %logstate  %logstop  %ls  %lsmagic  %lx  %macro  %magic  %man  %matplotlib  %mkdir  %more  %mv  %notebook  %page  %pastebin  %pdb  %pdef  %pdoc  %pfile  %pinfo  %pinfo2  %popd  %pprint  %precision  %profile  %prun  %psearch  %psource  %pushd  %pwd  %pycat  %pylab  %qtconsole  %quickref  %recall  %rehashx  %reload_ext  %rep  %rerun  %reset  %reset_selective  %rm  %rmdir  %run  %save  %sc  %set_env  %store  %sx  %system  %tb  %time  %timeit  %unalias  %unload_ext  %who  %who_ls  %whos  %xdel  %xmode

Available cell magics:
%%!  %%HTML  %%SVG  %%bash  %%capture  %%debug  %%file  %%html  %%javascript  %%js  %%latex  %%markdown  %%perl  %%prun  %%pypy  %%python  %%python2  %%python3  %%ruby  %%script  %%sh  %%svg  %%sx  %%system  %%time  %%timeit  %%writefile

Automagic is ON, % prefix IS NOT needed for line magics.

1.2 자동완성 (Tab completion)

자동완성은 믿을 수 없을 정도로 아주 유용한 기능입니다. 코딩을 하면서 모든 것을 타이핑하는것보다 tab키를 누르면 알아서 완성해주는 기능입니다.

2 Matplotlib 과 Seaborn

matplotlib은 파이썬의 중심 라이브러리입니다. 사용하기 복잡할 수 있지만 풍부하고 강력한 기능을 제공하죠. 다만 기본 스타일이 촌스럽게 느껴질수 있습니다. 그래서 seaborn이 만들어 졌죠. seaborn은 matplotlib 기반으로 사용하기 쉽고 통계적인 시각화를 제공합니다.

# 필요한 모듈을 임포트합니다.
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import seaborn as sns

%matplotlib inline

# matplotlib 으로 임의의 신호를 생성하고 그려보자
y = np.random.randn(1000)
plt.plot(y)

# 수학함수를 그래프로 그려보자
x = np.linspace(-10.0, 10.0, 1000)
y = np.sin(3 * x) * np.exp(-0.1, x**2)
plt.plot(x, y)

# 산점도를 그려보자
x = np.random.randn(100)
y = x + np.random.randn(100)
plt.scatter(x, y)

2.1 Seaborn 시각화

seaborn은 사용하기 쉬운 발전된 기능을 제공 합니다.

# 예제에 사용될 데이터를 읽어오자
df = sns.load_dataset("iris")
df.head()  # 데이터의 모양을 확인

	sepal_length	sepal_width	petal_length	petal_width	species
0	5.1	3.5	1.4	0.2	setosa
1	4.9	3.0	1.4	0.2	setosa
2	4.7	3.2	1.3	0.2	setosa
3	4.6	3.1	1.5	0.2	setosa
4	5.0	3.6	1.4	0.2	setosa

사용한 데이터셋은 붓꽃(iris) 의 3가지 종(setosa, versicolor, virginica)에 대해 꽃받침(sepal)과 꽃잎(petal)의 넓이와 길이를 정리한 데이터입니다.

위 그림을 참고하시면 이해가 되실 겁니다.

# pair plot을 그려본다
sns.pairplot(df, hue="species", size=2.5)

각각의 붓꽃종에 따라 꽃받침(sepal)과 꽃잎(petal)에 어떠한 연관성이 있는 지 확인 할 수 있습니다. 예를 들면 꽃잎의 길이가 길면 넓이도 넓어지는것은 모든종에서 연관관계가 있는 것을 볼수 있습니다.