Jupyter Notebook マジックコマンド自分的まとめ #Python

マジックコマンド（Magic Commands）は、IPythonのカーネルから提供される仕組み。Notebookの動作に関連した機能のほか、ディレクトリ移動やファイル一覧を表示するなどのユーティリティ的な機能を提供する。

先頭に%を入力して続けてコマンドを入力する。現在のディレクトリを出力するコマンドは次のようになる。

%pwd

マジックコマンドの%pwdは、シェルを利用した!pwdと違いがないようにも見えるが、!を利用したコマンド実行はOSのシェルに依存するのに対し、マジックコマンドはIPythonカーネルから提供される機能に依存。

マジックコマンドが何らかの値を変える場合、Pythonの関数を呼び出した場合と同様、戻り値を変数に代入できる。

curr_dir = %pwd
curr_dir

Pythonの実行時間を計測するマジックコマンド。

  %time sum(range(10000))
  CPU times: user 226 μs, sys: 0 ns, total: 226 μs
  Wall time: 230 μs

出力	説明
Wall time	プログラムの開始から終了までにかかった時間
CPU times: user	user CPU time。プログラム自体の実行に要した時間
sys	system CPU time。OSのシステムコールに要した時間

複数回試行した結果の計測値を要約して返すマジックコマンド。以下の場合、1000回の繰り返し処理を7回試行した場合の時間が出力されている。

  %timeit sum(range(10000))
  224 µs ± 21.8 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 1000 loops each)

ループ回数と試行回数はオプションで指定可能。

  # ループ回数2000回、試行回数5回
  %timeit -n 2000 -r 5 sum(range(10000))
  215 µs ± 17.9 µs per loop (mean ± std. dev. of 5 runs, 2000 loops each)

複数行のPythonコードに対して%timeitによる計測を行う場合、以下のように先頭の%を2つ続け、%%にする。（Cell magics）

  %%timeit -n 1000 -r 3

  for i in range(1000):
    i * 2

  75.2 µs ± 9.58 µs per loop (mean ± std. dev. of 3 runs, 1000 loops each)

コードセルの実行履歴を一覧で取得するマジックコマンド。

  # 直近5つの履歴を取得
  %history -l 5

UNIXコマンドのlsと同様の動作をするマジックコマンド。!lsとは違い、%lsはOSの種別を判断して、内部で実行するコマンドを使い分ける。（macOSの場合はlsコマンド、Windowsの場合はdirコマンド）

Auto Saveの頻度を変更できる。（default120秒）

  # Auto Saveを60秒に1回実行する。
  %autosave 60

Matplotlibに関する設定を行うマジックコマンド。

- %matplotlib inline
inlineを指定した場合、コードセル直下にグラフが描画される。
- %matplotlib tk
tkを指定した場合、別ウィンドウにインタラクティブなグラフが出力される。
- %matplotlib notebook
notebookを指定した場合、コードセルの直下にインタラクティブなグラフが出力される。
- 一度指定した出力方法を変更するには、カーネルのリスタートを行う。