core_ipython_features

核心 IPython 功能（补全、自省）

除了基本的代码执行，IPython 还提供了强大的功能，可以显著提高交互式会话期间的生产力。其中两个基本功能是 Tab 补全和对象自省。

Tab 补全

IPython 提供了上下文感知的代码元素补全功能，通过按 Tab 键即可实现。这适用于：

• 变量名： 补全命名空间中已定义的变量名称。
• 关键字： 补全 Python 关键字（如 import, for, def）。
• 对象属性和方法： 在输入对象名称后加上点 (.)，然后按 Tab 会显示该对象的可用属性和方法列表。
• 函数关键字参数： 在函数调用内部，Tab 可以建议可用的关键字参数。
• 文件路径： 输入看起来像路径的字符串时，Tab 会尝试补全文件和目录名称。
• 魔术命令： 在输入 % 后，可以补全魔术命令名称。

示例：

In [1]: my_variable = 100

In [2]: import numpy as np

In [3]: my_arr = np.array([1, 2, 3])

# 在 IPython cell 中尝试以下命令：
# my_var<Tab>        --> 补全为 my_variable
# np.ar<Tab>         --> 建议 array, arange 等
# my_arr.<Tab>       --> 显示 .sum(), .mean() 等方法，以及 .shape, .dtype 等属性
# np.array?          --> (参见下面的对象自省)
# np.array(obj<Tab>  --> 建议 object=..., dtype=..., copy=..., 等参数
# %his<Tab>          --> 补全为 %history

Tab 补全极大地减少了输入，有助于防止拼写错误，并充当了一种发现对象功能（capabilities）的机制。

对象自省 (?, ??)

自省 (Introspection) 是指在运行时检查 Python 对象属性的能力。IPython 提供了一种方便的语法，使用问号（?）来访问对象的文档和信息。

• object?: 显示对象的信息，如类型、文档字符串（docstring）、函数签名（如果适用）和文件位置。
• object??: 提供更详细的信息，包括对象的源代码（如果可用，例如对于在 Python 中定义的函数或类）。

这适用于变量、函数、模块、类、方法等。

In [4]: import pandas as pd

# 自省变量
In [5]: my_arr?
# 输出：
# Type:        ndarray
# String form: [1 2 3]
# Length:      3
# ... (更多信息)

# 自省函数
In [6]: pd.read_csv?
# 输出：显示函数签名、详细的文档字符串（解释参数、示例等）

# 自省模块
In [7]: pd?
# 输出：显示模块文档字符串、文件路径等

# 获取函数源代码 (如果可用)
In [8]: def my_function(a, b=1):
   ...:     """This is my custom function."""
   ...:     return a + b
   ...:

In [9]: my_function??
# 输出：
# Signature: my_function(a, b=1)
# Docstring: This is my custom function.
# Source:
# def my_function(a, b=1):
#     """This is my custom function."""
#     return a + b
# File:      ...
# Type:      function

通配符自省：您还可以结合 ? 使用通配符（*）来搜索命名空间。

In [10]: *Warning? # 查找所有以 'Warning' 结尾的名称
# 输出：UserWarning, DeprecationWarning, RuntimeWarning, etc.

使用 ? 和 ?? 进行自省对于快速查看如何使用函数、了解对象是什么，甚至无需离开交互式会话即可查看源代码，都非常有用。它极大地有助于探索和调试。

Tab 补全和对象自省这两个核心功能，是 IPython 和 Jupyter 提供流畅高效工作流程的基础。