Добавляем в Jupyter Notebooks красоту и интерактивность

Многие используют в своей работе Jupyter Notebooks. Но с ростом сложности проекта появляются проблемы. В блокноте появляются ячейки с красными пометками для самого себя «перед запуском укажи число…» или «задай количество итераций исходя из…». Какой-то откат к командной строке получается.

Да и вывод данных на экран не всегда воспринимается без пояснений сторонним человеком, который привык к красивым таблицам, картинкам и прочим современным элементам интерфейса.

Например, у нас есть данные по площадям городов и численности населения. Выведем их на экран в «традиционном виде»

tabledata = [["Москва", 2561, 12615882],          ["Санкт-Петербург", 1439, 5383890],          ["Ярославль", 205, 609828],          ["Хабаровск", 383, 1321473]] tabledata

Видим в блокноте
image

Современному, избалованному человеку такой формат отображения не всегда нравится. Нужно привести данные к более привычному табличному виду.

Можно использовать широко распространенную библиотеку pandas

import pandas as pd pd.DataFrame(tabledata, columns=["Город","Площадь (кв. км)", "Население (человек)"])

image

Если по каким-то причинам использование pandas не устраивает, можно воспользоваться другой библиотекой или написать свою функцию.
Рассмотрим одну из таких библиотек — tabulate (https://pypi.org/project/tabulate/)
Для установки запустите из командной строки pip install tabulate

from IPython.display import HTML, display from tabulate import tabulate  display(HTML(tabulate(tabledata, tablefmt='html')))

image
Можно вывести данные в «псевдографическом» виде.

print(tabulate(tabledata))


Можно добавить заголовки

print(tabulate(tabledata, headers=["Город","Площадь (кв. км)", "Население (человек)"]))


И индексы

display(HTML(tabulate(tabledata, headers=["Город","Площадь (кв. км)", "Население (человек)"], tablefmt='html', showindex="always")))


tabulate позволяет получить визуально такой же результат как и pandas

Можно написать свою функцию, которая потом обрастёт дополнительными возможностями.

from IPython.display import HTML, display  def dataToTable(data, columns = None):     if len(data) == 0 :           display(HTML('<b>Нет данных</b>'))         return          hdr = ''     if columns != None:         for col in columns: # Формируем заголовок таблицы             hdr = hdr + '<th>' + col + '</th>'                      hdr = '<tr>' + hdr + '</tr>'      dt = ''     for row in data: # Проходим циклом по всем строкам         dt = dt + '<tr>'         for cell in row: # И формируем тело таблицы             dt = dt + '<td>' + str(cell) + '</td>'         dt = dt + '</tr>'                  display(HTML('<table>' + hdr + dt + '</table>')) # Выводим таблицу на экран  dataToTable(tabledata, columns=["Город","Площадь (кв. км)", "Население (человек)"])

Вывод изображений

Мы привыкли к пиктограммам и иконкам. Даже в прогнозе погоды мы видим картинки с солнышками и тучками. Чтобы добавить изображения в наши программы можно использовать библиотеку IPython. Ее функция Image позволяет работать с изображениями (PNG/JPEG/GIF), размещенными как локально, так и на интернет-ресурсах. Задавать их размеры.

Описание библиотеки здесь ipython.readthedocs.io/en/stable/api/generated/IPython.display.html?highlight=display#IPython.display.Image

from IPython.display import Image # Библиотека для отображения картинок  display(Image(url='https://habrastorage.org/webt/9m/2c/zd/9m2czdt-uv7oe6v-nws3frtw7-a.jpeg',                width = 200) # Задаем ширину картинки        )  # display(Image(filename='Python_royal_35.JPG', width = 200)) # Локальный файл

Любуемся питоном
image

Украшаем текст

Конечно, можно генерировать HTML напрямую, используя все его возможности

from IPython.core.display import display, HTML display(HTML("<font color='green'>Мой зеленый текст</font>"))


А можно воспользоваться библиотекой termcolor. Она позмоляет не углубляясь в HTML задавать цвет текста и фона, задавать атрибуты шрифта. Описание библиотеки тут — pypi.org/project/termcolor

from termcolor import colored # Для установки запустите из командной строки pip install termcolor print(colored("Красный текст (без атрибутов)", "red")) print(colored("Красный текст (подчеркивание)", "red",  attrs=["underline"])) print(colored("Зеленый текст на красном фоне (без атрибутов)", "green", "on_red" )) print(colored("Зеленый текст на красном фоне (bold)", "green", "on_red", attrs=["bold"]))

Отображаем прогресс выполнения задачи

Никому не нравится следить за ходом выполнения длительной задачи не понимая какая часть работы уже выполнена.

Видеть сколько осталось — гораздо приятнее (да-да, знаю, что скорость движения «червяка» может меняться)

Описание библиотеки тут — ipywidgets.readthedocs.io

Для установки используйте команды

pip install ipywidgets
jupyter nbextension enable —py widgetsnbextension

from ipywidgets import IntProgress from IPython.display import display import time  prgBar = IntProgress(min = 0, max = 100) # Создаем прогрессбар display(prgBar) # Выводим прогрессбар на экран  while prgBar.value < prgBar.max:   # Пока положение не дошло до максимума - продолжаем цикл     prgBar.value = prgBar.value + 1 # Двигаем "полоску"     time.sleep(0.1)      print('Процесс завершен')

Интерактивное взаимодействие с пользователем

Та же библиотека ipywidgets позволяет не только отображать, но и вносить информацию.

Самый, наверное, простой пример взаимодействия с пользователем — это реакция на нажатие кнопки. Библиотека ipywidgets позволяет создать кнопку с заданными мараметрами (текстом, стилем и размерами) и назначить функцию-обработчик ее нажатия.

from IPython.display import display from ipywidgets import Button   # Создаем кнопку с нужными параметрами button1 = Button(description="Нажми меня!",                          button_style='success' # 'success', 'info', 'warning', 'danger', ''                         )  def on_button_clicked(b): # Описываем обработчик события     print("Клик")  button1.on_click(on_button_clicked) # Назначаем этот обработчик на событие "on_click"  display(button1) # Отображаем кнопку


Размер кнопки задается при помощи свойства layout

from IPython.display import display from ipywidgets import Button, Layout  button2 = Button(description='Кнопка с заданными размерами', button_style='success',            layout=Layout(width='50%', height='80px')) display(button2)


Для удобного ввода пользователем чисел и дат есть компоненты FloatSlider и DatePicker.

Чтобы получить введенное значение — используется свойство <компонент>.value

Чтобы отловить момент изменения значений, нужно использовать событие observe

from IPython.display import display from ipywidgets import FloatSlider  fSlider = FloatSlider(     value=7.5, # Первоначальное значение     min=0,     # Минимум     max=10.0,  # Максимум     step=0.1,  # Шаг изменения     description='Параметр:',     continuous_update=False,  # True - событие observe возникает для каждого шага при изменении значения     orientation='horizontal'  # Горизонтальное или вертикальное расположение )  def on_value_change(b):     print(b['old'], '->', b['new'])  fSlider.observe(on_value_change, names='value') display(fSlider)


Проверим доступ к текущему значению:,

fSlider.value

Интерактивный календарь:

from IPython.display import display from ipywidgets import DatePicker  dPicker = DatePicker(     description='Дата:' )  def on_button_clicked(b):     print(b['old'], '->', b['new'])  dPicker.observe(on_button_clicked, names='value') display(dPicker)


Для выбора одного значения из нескольких вариантов есть список RadioButtons, выпадающий список Dropdown и группа кнопок ToggleButtons. value и observe для этих компонентов используются точно так же.

Значения можно задавать как в виде перечня строчных величин, так и в виде списка кортежей.

Попробуем самый простой вариант, со значениями в виде списка строк.

from IPython.display import display from ipywidgets import RadioButtons  rButtons1 = RadioButtons(     options=['Красный', 'Желтый', 'Зеленый'],     value='Желтый', # Выбор по умолчанию     description='Цвет:' )   def on_button_clicked(b):     print(b['old'], '->', b['new'])  rButtons1.observe(on_button_clicked, names='value') display(rButtons1)

Выведем на экран значение

rButtons1.value

В этом режиме значением rButtons1.value является строка.

Пробуем второй вариант задания списка значений:

from IPython.display import display from ipywidgets import RadioButtons  rButtons2 = RadioButtons(     options=[('Красный', 1), ('Желтый', 2), ('Зеленый', 3)],     value=2, # Выбор по умолчанию     description='Цвет:'  )  def on_button_clicked(b):     print(b['old'], '->', b['new'])  rButtons2.observe(on_button_clicked, names='value') display(rButtons2)

В этом режиме значением rButtons2.value является число, соответствующее выбранному значению.

Аналогично работает выпадающий список (Dropdown)

from IPython.display import display from ipywidgets import Dropdown  dropdown1 = Dropdown(     options=[('Красный', 1), ('Желтый', 2), ('Зеленый', 3)],     value=2, # Выбор по умолчанию     description='Цвет:'  )  def on_button_clicked(b):     print(b['old'], '->', b['new'])  dropdown1.observe(on_button_clicked, names='value') display(dropdown1)


Для ввода булевых значений можно использовать Checkbox и ToggleButton. У них есть уже знакомые нам value и observe.

from IPython.display import display from ipywidgets import Checkbox  cb1 = Checkbox(     value=False,     description='Согласен'  )  def on_button_clicked(b):     print(cb1.value)  cb1.observe(on_button_clicked, names='value') display(cb1)

from IPython.display import display from ipywidgets import ToggleButton  tb1 = ToggleButton(     value=False,     description='Не нажата',     disabled=False,     button_style='success', # 'success', 'info', 'warning', 'danger' or ''     tooltip='Принять условия',     icon='check' ) tb2 = ToggleButton(     value=True,     description='А эта нажата',     disabled=False,     button_style='success', # 'success', 'info', 'warning', 'danger' or ''     tooltip='Принять условия',     icon='check' )  display(tb1, tb2)

Для ввода многострочного текста служет компонент Textarea

from IPython.display import display from ipywidgets import Textarea, Layout  Textarea1 = Textarea(     value='Привет, Habr!',     placeholder='Введите текст',     description='Текст:',     layout=Layout(width='600px', height='100px') )  display(Textarea1)

ИИ (интерфейсные изыски)

Когда элементов интерфейса становится слишком много, хочется пойти по пути десктопных приложений и объединить отдельные элементы в обособленные группы.

Для этого нам пригодятся Accordion и Tab.

from IPython.display import display from ipywidgets import Accordion, IntSlider, Text  accordion = Accordion(children=[IntSlider(value=42), Text(value='Сорок два')]) accordion.set_title(0, 'Раздел 1') accordion.set_title(1, 'Раздел 2') display(accordion)

from IPython.display import display from ipywidgets import Tab, IntSlider, Text  tab = Tab() tab.children = [IntSlider(value=42), Text(value='Сорок два')] tab.set_title(0, 'Раздел 1') tab.set_title(1, 'Раздел 2')  display(tab)


Библиотека ipywidgets не ограничивается элементами, которые я перечислил. В ней еще масса полезных вещей, которые могут сделать программы в Jupyter Notebooks более привлекательными.

Смотрите тут ipywidgets.readthedocs.io/en/stable/examples/Widget%20List.html

ссылка на оригинал статьи https://habr.com/ru/post/485318/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *