1. 什么是 Magic 命令

Magic 命令是 JupyterLab 中的一类特殊命令，用于简化和增强代码的执行。它们以 % 或 %% 开头，可以进行各种操作，如时间测量、环境设置、文件操作等。Magic 命令分为行 Magic 命令和单元 Magic 命令两种。

• 行 Magic 命令：以 % 开头，作用于一行代码。
• 单元 Magic 命令：以 %% 开头，作用于整个单元格。

2. Magic 命令的使用

Magic 命令可以直接在 Jupyter notebook 的 cell 中使用。行 Magic 命令前面加 %，而单元 Magic 命令前面加 %%。以下是一些常用 Magic 命令的介绍及其使用示例。

2.1 行 Magic 命令

行 Magic 命令仅作用于一行代码。以下是一些常用的行 Magic 命令：

2.1.1 %time

%time 用于测量单行代码的执行时间。

# 使用 %time 测量代码执行时间
%time sum([i for i in range(1000000)])

2.1.2 %who

%who 用于列出当前命名空间中的所有变量。

# 定义一些变量
a = 10
b = 20
c = [1, 2, 3]

# 使用 %who 列出当前命名空间中的变量
%who

2.1.3 %pwd

%pwd 用于显示当前工作目录。

# 使用 %pwd 显示当前工作目录
%pwd

2.1.4 %ls

%ls 用于列出当前目录中的文件和文件夹。

# 使用 %ls 列出当前目录中的文件和文件夹
%ls

2.2 单元 Magic 命令

单元 Magic 命令作用于整个单元格。以下是一些常用的单元 Magic 命令：

2.2.1 %%timeit

%%timeit 用于多次执行代码并返回平均时间。适合用于性能分析。

# 使用 %%timeit 多次执行代码并返回平均时间
%%timeit
sum([i for i in range(1000)])

2.2.2 %%writefile

%%writefile 用于将整个单元格的内容写入文件。

# 使用 %%writefile 将内容写入文件
%%writefile hello.txt
Hello, JupyterLab!
This is a test file.

2.2.3 %%capture

%%capture 用于捕获单元格的输出，可以重定向输出到变量中。

# 使用 %%capture 捕获单元格的输出
%%capture output
print("This will be captured")
print("And this too")

# 查看捕获的输出
output.show()

2.3 其他常用 Magic 命令

%matplotlib inline

%matplotlib inline 用于在 notebook 中内嵌显示 Matplotlib 图表。

# 使用 %matplotlib inline 内嵌显示 Matplotlib 图表
%matplotlib inline
import matplotlib.pyplot as plt
plt.plot([1, 2, 3], [4, 5, 6])
plt.show()

%load

%load 用于加载外部脚本到单元格中。

# 使用 %load 加载外部脚本
# %load script.py

3. Magic 命令的执行方式

Magic 命令的执行方式与普通代码相同。可以在 cell 中直接运行 Magic 命令，JupyterLab 会自动识别并执行相应操作。

# 行 Magic 命令示例
%timeit sum([i for i in range(1000)])

# 单元 Magic 命令示例
%%writefile example.txt
This is an example file created using a cell magic command.

Magic 命令是 JupyterLab 的强大功能，使得代码执行和调试更加简洁高效。通过 Magic 命令，可以方便地进行性能测试、文件操作、环境配置等。熟练掌握 Magic 命令的使用，能够显著提高工作效率，优化代码编写和执行过程。

Magic 命令不仅适用于简单的任务，也能处理复杂的操作。例如，使用 %timeit 优化代码性能，使用 %%writefile 自动生成报告，使用 %%capture 记录输出结果。它们为数据科学家和开发者提供了丰富的工具集，使得 JupyterLab 成为强大而灵活的计算平台。