14.4. IPython魔术命令¶
前两小节展示了怎样使用IPython，令你在其中执行Python代码更加有效和具有交互性。现在我们要开始讨论一些IPython增强的语言特性。这些特性被称为IPython的魔术命令，它们都是以%字符开头的。这些魔术命令被设计用来简洁地实现很多通用的标准数据科学问题。魔术命令分成两种模式：行魔术，以一个%开头，是对于一行的输入进行魔术处理的；另一种是单元格魔术，以两个%%开头，是对于多行的输入进行魔术处理的。本节我们会展示和讨论一些例子，然后本章后续小节会对部分有用的魔术命令进行详细的讨论。
14.4.1. 粘贴代码块：%paste 和 %cpaste¶
当使用IPython解释器时，我们会遇到一个坑，就是粘贴多行代码块是会出现很多意料之外的错误，尤其是当存在缩进和提示符的情况下。其中一个常见的情况就是当你在网上找到一些示例代码，然后想将它们粘贴到你的解释器中。例如下面这个简单的函数：
>>> def donothing(x):
... return x
这段代码在Python解释器中就会像上面那样展示，但是如果你采用通常的复制粘贴大法将它们粘贴到IPython的时候，错误就发生了：
In [2]: >>> def donothing(x):
...: ... return x
...:
File "<ipython-input-20-5a66c8964687>", line 2
... return x
^
SyntaxError: invalid syntax
在直接粘贴的情况下，解释器被额外的提示符号搞蒙了。不怕，IPyton的%paste魔术命令是专门为了处理这种情况（多行代码块，带提示符号）设计的：
In [3]: %paste
>>> def donothing(x):
... return x
## -- End pasted text --
%paste命令既输入了多行代码又执行了它们，因此donothing函数已经可以使用了：
In [4]: donothing(10)
Out[4]: 10
还有一个魔术命令%cpaste也是类似的作用，它会打开一个交互的多行提示符，允许你粘贴多个代码块然后批量执行它们：
In [5]: %cpaste
Pasting code; enter '--' alone on the line to stop or use Ctrl-D.
:>>> def donothing(x):
:... return x
:--
这些魔术命令，还有我们马上会看到的其他命令，提供了标准Python解释器很难或无法提供的功能。
14.4.2. 执行外部代码：%run¶
当你使用Python开发更多代码之后，你会发现你可能需要两个环境，在IPython中交互式的进行探索和快速验证，使用文本编辑器保存那些以后你需要重用的代码。当你需要在IPython中运行你已经保存好的Python代码文件时，你不需要打开一个新的进程执行它们，也不需要将它们的代码粘贴进来，你可以使用%run魔术。
例如，你创建了一个myscript.py文件，里面的内容是：
#-------------------------------------
# file: myscript.py
def square(x):
"""square a number"""
return x ** 2
for N in range(1, 4):
print(N, "squared is", square(N))
你可以在你的IPython shell中这样执行这个Python代码文件：
In [6]: %run myscript.py
1 squared is 1
2 squared is 4
3 squared is 9
你应该注意到了，当你执行完这个脚本文件之后，任何定义了的函数也可以在你当前的IPython会话中使用了。
In [7]: square(5)
Out[7]: 25
还有一些参数可以精细控制你的代码文件如何执行；你可以像之前介绍的那样查看它的文档，只需要在IPython
shell中输入%run?即可。
14.4.3. 代码执行计时：%timeit¶
下面介绍的魔术命令是%timeit，它会自动测试统计紧跟之后的单行Python语句的执行性能（时间）。例如我们需要测试列表解析的性能：
In [8]: %timeit L = [n ** 2 for n in range(1000)]
1000 loops, best of 3: 325 µs per loop
使用%timeit的时候，它会自动执行多次，以获取更有效的结果。对于多行的代码来说，增加一个%号，会将本魔术命令变成单元格模式，因此它能测试多行输入的性能。例如，下面是一段相同功能的列表初始化，使用的for循环：
In [9]: %%timeit
...: L = []
...: for n in range(1000):
...: L.append(n ** 2)
...:
1000 loops, best of 3: 373 µs per loop
从上面的结果可以看出来，使用列表解析能比使用for循环的方式提升10%的运行速度。我们将在性能测算和计时中更加详细的讨论它。
14.4.4. 魔术命令帮助：?、%magic 和 %lsmagic¶
就像普通的Python对象，IPython魔术命令也有docstring，这些文档可以按照我们之前的方式简单的获取到。举个例子，想要查阅%timeit的文档，仅需输入：
In [10]: %timeit?
其他魔术命令和文档也可以类似获得。要获得魔术命令的通用描述以及它们的例子，你可以输入：
In [11]: %magic
如果想要快速简单地列出所有可用的魔术命令，输入：
In [12]: %lsmagic
最后，你可以了解自定义魔术命令的有关知识。但是本书不会讨论这个方面，如果读者感兴趣，请参见更多IPython资源。