推薦Python初學者的好用工具:Google Colab
推薦Python初學者的好用工具:Google Colab
2019.03.20 | Google

編按:本文作者為大學教授,這篇文章是他有關Python學習的方法分享。

這個學期,我在北德克薩斯大學(University of North Texas)教「INFO 5731: Computational Methods for Information Systems」課程,主要內容包括: Python基礎、自然語言處理,以及機器學習。

授課的對像是資訊科學、數據科學專業的碩士與博士研究生。跟在中國一樣,我依然使用翻轉教學(flipped instruction)方式。過去的幾週,我們把「Python基礎」部分學完了。

每週,我都會要求學生在課前閱讀兩本教材上的指定章節,然後把所有的程式碼自己重複一遍。在此基礎上,對每一段程式碼,學生都要自己試著進行一些改動。出錯也沒有關係,嘗試解決。

因為絕大部分學生,都是Python初學者。因此他們都會遇到以下的實際問題:

  • 不知道如何安裝和設置運行環境;
  • 遇到問題會慌亂,不知如何有效尋找解決方法;
  • 對於團隊作業,不知該如何有效協作;
  • 不懂得如何進行版本控制,程式碼越改越亂。

這些問題,也構成了學生的痛點。

如果不能有效加以解決,學生會把每週寶貴的學習時間,浪費到許多瑣碎的無用功上。更可能的情況,是他們的信心會被打擊,導致喪失學習的動力和興趣。

因此,我為他們找到了一款合適的Python練習工具。這裡,我把這款工具也分享給你。

這款工具,就是Google Colab。我曾經在〈如何免費雲端運行Python深度學習框架?〉一文中為你介紹過它,在〈如何用Python和循環神經網絡做中文文本分類?〉和〈如何用Python和循環神經網絡預測嚴重交通擁堵?〉裡,我也曾用它給你做過程式碼的展示。

下面,我給你們介紹一下如何用Google Colab應對上述的4個痛點,為你的Python練習提供輔助。

環境

新手最常見的問題,就是好不容易累積了學習的興趣,上手不久便遇到報錯。而Python新手遇到的許多錯誤,實際上都和環境的配置有關。例如說,Anaconda套件下載環節,你就不知道該選擇哪個版本。

好不容易安裝好了,因為路徑設置問題,連Jupyter Notebook都呼叫不出來。終於能輸入程式碼了。結果一輸入就提示,你要調用的模塊名稱,沒聽說過!

而這些,Google Colab都幫你處理好了。只需要打開一個瀏覽器(推薦Google Chrome或者Firefox),輸入:https://colab.research.google.com就可以看到以下頁面。

Google Colab
圖/ 作者提供

選擇新建Python 3筆記本,然後就能看到完全配置好的Python運行環境了。

Google Colab
圖/ 作者提供

對,就是這麼簡單。你可別小看這個運行環境,雖然你沒有執行任何安裝過程,但是它基本上涵蓋了你做數據科學分析要用到的各種工具,這些工具包括但不限於Numpy、Scipy、Pandas等,甚至連深度學習的框架,例如Tensorflow、Keras和Pytorch,也是一應俱全。

Google Colab的深度學習環境支援,可不只是軟體那麼簡單。Google慷慨的提供了GPU,甚至是更專業化的TPU,供你免費使用。

預設狀態下,這些雲端硬體是不開啟的。你需要在選單欄中選擇runtime,然後選擇Change runtime type,就可以看到不同硬體支援的選項了。

Google Colag
圖/ 作者提供

有的書籍樣例程式碼,甚至是Python組件,都需要Python 2環境才能運行,這也沒關係。點擊新建筆記本,你就能使用不同的Python版本。

細心的你會發現,在上面的「修改運行時設置」頁面裡,也可以隨時調整Python版本。

求助

作為新手,你遇到錯誤和問題,是完全正常的。而Python具有強大的社群,可以提供很多幫助。

但如果你嘗試過,便可能有一種錯覺——這些Python高手很不友善。因為你貼了問題,卻沒人理你。其實,這很可能是你問問題的方式不對。想想看,你籠統地說一個報錯資訊,可能的原因或許有數十甚至上百種,誰能幫你一一排除?這倒也罷了。可是你明明貼了一段程式碼,還給出了錯誤資訊的截圖啊,為什麼還是沒有人伸出援手?因為這些資訊,可能依然不夠。

想想看,你本機安裝了什麼樣的套件?其中的各種模塊,都分別是什麼版本?你執行當前程式碼有問題,那上下文是什麼?會不會是因為之前某個程式碼段落,影響了你當前段落的執行?你的作業系統,是否完全支援你正在使用的組件功能……這些可能性,無窮無盡。同樣,也沒有人這樣花時間幫你列舉。

但是有了Google Colab,你提問的效果卻可以大大提升。因為,你可以用最簡單的方法,讓潛在的回答者復現你的問題。這就是,把你的筆記本共享出去。如下圖,點擊筆記本右上角的Share按鈕。

Google Colab
圖/ 作者提供

在出現的對話框裡,注意選擇權限。選成可以瀏覽(view),就可以了。

然後,選擇「複製鏈接」,鏈接就到了你的剪切板裡面了。把它連同你的文字描述,直接貼到Python的論壇或者課程討論區裡。別人只需要點擊,就能查看你的全部程式碼、報錯資訊。而且,還能運行你的筆記副本。注意,雖然你倆可能用的是不同的作業系統、不同的瀏覽器,但因為都用了Google Colab,你們的Python環境是完全一致的。等到對方解決了問題,他還可以把完整的筆記本再用連結方式分享給你。你的問題於是迎刃而解。

問問題,只是尋求幫助的一個方面。在提問之前,你還是應該自己嘗試一下解決的。毫不願意思考,直接當伸手黨,社區裡的人很難喜歡跟你打交道。而Google Colab為你主動尋找問題答案提供了工具支持。每當你遇到報錯的時候,你都會看到下方有個按鈕。

Google Colab
圖/ 作者提供

點擊這個按鈕, Google Colab就會用搜尋引擎,在Stackoverflow這個IT問答站點上,幫你尋找相關報錯的已有答案。

Google Colab
圖/ 作者提供

一般來說,點擊前幾條資訊,你就會有收穫。例如這次,你就很幸運,因為答案明確說明,這是因為Python版本帶來的差異。你只需要根據提示,進行程式碼的輕微調整,就能正常運行了。

協作

不知你有沒有嘗試過跟人協作編寫程式碼?我的課上,是有小組作業的。要求學生2–3人一組,一起用Python解決問題。有的人,是這樣協作的:自己寫一段程式碼,用郵件傳給對方;對方改完,發回來;自己在上面修改添加,再發回去……

這樣顯然效率很低。有沒有高效的方法?當然有。依然利用我們剛才已經見到過的共享功能。

只是這一次,在選擇權限的時候,給對方「可修改」權限。

Google Colab
圖/ 作者提供

例如還是剛才的print命令沒有加括號的問題。只不過這次,對方除了能看到你的問題,還可以直接編輯。你的協作者,新建了一個代碼塊,並且輸入了正確的資訊。

在你這裡看起來,就是這個樣子的。協作者的頭像,會顯示在對應的修改內容旁邊。這樣一目了然。

Google Colab
圖/ 作者提供

對方還可以在程式碼塊旁,選擇添加註釋。

Google Colab
圖/ 作者提供

例如輸入以下內容。

Google Colab
圖/ 作者提供

你可以同步在自己的筆記本上,看到對方的註釋。

Google Colab
圖/ 作者提供

這樣一來,團隊協作Python練習溝通的效率,自然就高了許多。

注意,為了安全起見,一定只能把該權限,限定在你信任的協作者中。

如果是打算把你的成果展示出來,你可以使用Google Colab與Github的集成功能。如下圖,選擇保存副本到Github。

Google Colab
圖/ 作者提供

然後,選擇你希望保存到的Github專案。

保存完畢後,對應的Github頁面會自動打開,供你預覽。其中可以包含全部的文字、圖片、程式碼和輸出訊息。注意筆記本的頂部,有一個「在Colab打開」的連結。

Google Colab
圖/ 作者提供

點擊它,你就能迅速開啟Google Colab環境,並且直接運行這個Github上的筆記副本。

版本

當你不停地嘗試和改動代碼的時候,很有可能會把問題改得更加糟糕。這時候,你恨不得有一個時光機,可以讓你回到錯誤少一點的時候。這個時光機,Google Colab是提供了的。

點擊選單裡面的Revision history功能,你就能看到當前筆記本已保存的全部歷史版本,包括修改時間、誰改的、文件大小等各種資訊,一應俱全,想回到哪個版本,點一下「恢復」按鈕就可以了。

另外,你也可以把Google Colab筆記本,直接下載成為ipynb文件,在本地保存副本。

一定要注意選擇需要的儲存路徑,避免不知存到哪裡去了。

Google Colab
圖/ 作者提供

我一般讓學生交作業的時候,都需要同時提交Google Colab連結,以及一個ipynb文件。二者的內容,應該是一樣的。既然如此,為什麼還需要提交兩樣東西呢?這個問題,作為思考題,留給你。請注意聯繫本節標題,加以分析。

有了ipynb文件,你可以用本地的Jupyter Notebook開啟。但是如果你只是想查看內容的話,這裡給你推薦一個更好的工具,叫做nteract。它可以幫你直接開啟ipynb文件,用於查看。這樣,你就沒必要每次都用Jupyter Notebook命令開啟後台服務,然後再到瀏覽器中點開對應的ipynb了。

小結

還記得在《如何高效學Python ?》一文中,我給你推薦過的經典教材《笨辦法學Python》吧?

《笨辦法學Python》指出了一條看似笨拙,卻非常有效的學習路徑。我上課的時候,也一直在跟學生們強調——Python這樣的實踐類技能,只能練中學(Learn by doing)。

本文給你推薦的Google Colab,可以幫你解決Python初學者練習實踐Python程式編輯時,最常遇到的幾大痛點。包括:

  • 自動配置
  • 有效求助
  • 協作程式編輯
  • 版本控制

這樣一來,你可以把寶貴的時間,聚焦在技能的掌握和應用;而不是久病成醫,成為「環境配置專家」了。

祝Python程式編輯學習愉快!

本文授權轉載自:少數派;作者:玉樹芝蘭

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告別跨海投資焦慮!永豐金「大戶投 APP」美股 2.0 登場,一站式平台解構百萬投資人痛點
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台灣人的投資版圖,正快速向海外市場擴展。

根據券商公會統計,近幾年透過券商複委託參與海外市場的人數與金額皆持續成長,美股更成為多數投資人佈局全球市場的第一站。當投資視野從台股延伸至美股,投資人對交易 APP 的期待也隨之改變:它不再只是下單工具,而是能整合分散資訊、協助解析市場脈動的投資平台。

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(永豐金證券「大戶投APP」美股2.0全新功能上線)
圖/ 永豐金證券

在此趨勢推動下,券商紛紛進化數位平台功能,如永豐金證券近期便啟動「大戶投 APP」美股 2.0 升級計畫,針對散戶在投資美股時經常面臨的資訊碎片化、操作繁瑣等痛點,設計五項全新功能,希望讓投資人更有效率地掌握海外市場動態。

看得到卻抓不到機會:散戶投資美股的三大痛點全解決

永豐金證券數位金融處副總經理劉柏甫觀察,散戶在進入美股市場時,最常遇到的難題往往不是資訊匱乏,而是「看得到,卻未必抓得到機會」。

在他看來,速度落差、資訊碎片化和決策成本高,是投資人與交易時機擦身而過的 3 大主因:

一、首先是速度落差。美股沒有單日漲跌幅限制且股價波動速度快,倘若報價更新不夠即時,或因時差錯過盤中關鍵行情,投資人很容易錯過最佳進出場時機。二、資訊碎片化。從報價查詢、交易下單、技術線圖分析、到財報資料產業動態,相關資訊往往分散在不同平台,投資人必須在多個平台間頻繁切換,導致進場時機很可能在過程中悄然流失。三、決策成本高,由於美股標的多達上萬檔,在缺乏高效的篩選與分析工具的情況下,投資人往往需要耗費大量時間整理資訊,讓選股過程如同大海撈針。

因此,如何在有限時間內快速整合市場訊號、精準掌握交易節奏,成為散戶在投資美股時的關鍵課題,也是永豐金證券推動「大戶投 APP」美股2.0升級的重要出發點。

劉柏甫說明,「此次改版的核心概念在於一站式整合,透過 5 大創新設計,將原本分散在不同工具中的下單、看盤與線圖分析功能整合在一起,讓投資人無須在多個介面間來回切換,只要在單一平台就能完成從判讀、選股到下單的完整流程。」

亮點1》毫秒級即時報價,解決美股交易「速度落差」

針對美股交易中常見的報價延遲問題,「大戶投 APP」導入毫秒級主動推送報價機制,使投資人能夠更快速掌握盤中價格變化。

過去散戶使用的免費看盤軟體,多半僅能提供延遲約 15 分鐘的報價,當市場在開盤或重大消息發布時出現劇烈波動,投資人往往要等待一段時間,才會在螢幕上看到更新的數字,此時可能已錯過最佳交易時機。如今,透過「大戶投 APP」美股毫秒報價機制,投資人可以即時看到價格變動,在盤中快速做出交易判斷,縮短資訊取得與實際交易之間的時間差。

亮點2》9+23 技術指標,把專業級線圖分析搬進手機

針對投資人判讀股價趨勢的需求,「大戶投 APP」導入 9+23 技術指標模組,使用者在手機上就能看到專業線圖分析,輕鬆解析個股趨勢的底層邏輯。

過去散戶若想進行完整的技術分析,往往需要在電腦上開啟專業軟體,才能查看各類指標,不僅操作繁瑣,也增加分析門檻。如今,「大戶投 APP」透過 9+23 技術指標模組,分別是 MA、布林通道與CDP等9大主圖指標,與KDJ、MACD與乖離率等23項副圖指標,協助投資人快速觀察股價趨勢與動能變化、判斷個股走勢,讓技術分析不再是專業投資人的專利。

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(永豐金證券「大戶投APP」四大選股策略)
圖/ 永豐金證券

亮點3》四大選股策略,一鍵跨越決策門檻

針對投資人面對龐大美股標的時的選股難題,「大戶投 APP」導入四大策略工具,包含市場熱股快選、基本面首選、趨勢動能選以及專業機構等級的 Barra 量化因子選,加速選股決策流程。

投資人在選股時,往往需要自行查閱公司資料或逐一比對財務與技術指標,不僅耗時,也容易錯過機會。而「大戶投 APP」則善用 AI 力量,將複雜的選股策略簡化為直觀的篩選標籤,從不同面向協助投資人快速篩選標的。例如,從財報獲利挑出體質好的穩健成長股,或是從成交量與價格波動狀況找出市場最火熱的標的,讓原本如同大海撈針的選股過程變得更有效率。

亮點4》全新盤勢儀表板,一眼掌握市場資金流向

針對美股市場資訊龐雜、投資人難以快速掌握當日市場重點的問題,「大戶投 APP」推出美股焦點儀表板,以圖表方式集中呈現多項市場資訊,讓投資人一眼就知道當晚「美股漲什麼」。

過去投資人若想了解當天的市場動態,往往需要在多個網站與平台查詢資料,才能拼湊出整體輪廓。而美股焦點儀表板的產業熱力圖與個股漲跌幅分佈圖,則運用區塊大小與色澤深淺設計,讓投資人可以直觀了解當日市場資金流向哪些產業,輕鬆跟上整體產業輪動趨勢,還能判斷今日大盤是「全面普漲」還是「只漲龍頭股」,有效避開大盤虛紅、持股真綠的陷阱。

亮點5》分析師評級指南針,降低美股研究門檻

針對投資人解讀國際投資機構研究報告的困難,「大戶投 APP」獨家推出分析師評級指南針,整合由美國上市的金融數據與分析服務公司提供的機構級數據。

透過串接全球超過 200 個資料庫,大戶投 APP 提供涵蓋投行分析師與私募市場的權威數據與多元市場觀點的數據資訊,協助投資人降低資訊碎片化帶來的判讀成本。同時,平台亦提供中文版公司背景介紹,讓投資人在交易前能快速掌握企業核心業務與產業定位,並參考國際機構的整體共識,提高投資決策效率。

劉柏甫強調,這賦予了散戶與法人同等的「專業底氣」,協助投資人告別盲目跟單,掌握基本面優勢,更有信心地執行每一筆交易決策。

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(永豐金證券數位金融處副總經理劉柏甫(前排中)、平台發展部部長莊俊賢(前排左二)、平台發展部副部長黃亮喻(前排右二),與大戶投APP開發團隊合影。)
圖/ 永豐金證券

「大戶投 APP」上線至今吸引超過百萬人下載,背後正是永豐金證券持續投入資源、發展各項數位服務的成果。未來,永豐金證券仍將持續創新「大戶投 APP」功能,並整合金控集團內部資源,不斷提升投資體驗,成為客戶心中值得信賴的「投資第二大腦」。

此外,為降低投資全球市場的門檻,永豐金證券攜手永豐銀行,串聯DAWHO數位外幣帳戶與「大戶投 APP」美股交易,投資人除可享有更順暢的資金調度體驗,亦能搭配銀行端外幣換匯減分或不定期優利方案。投資人僅需一鍵線上申請,即可同步開立新臺幣、外幣、信託、國內證券與複委託等五大帳戶,大幅簡化跨市場投資流程。

即日起至6月30日止新開立永豐金證券帳戶,即可享30天「豐學PRIME 2.0」投資專欄免費試閱體驗;升級永豐銀行大戶Plus加碼再領30天,每月定期定額存台股也能輕鬆達成大戶Plus升等任務,投資人若想體驗在全球市場直覺便利、極致流暢的交易體驗,享受一站式理財的便利性,現在正是申請「永豐DAWHO數位帳戶 X大戶投」帳戶的好時機。(詳情請見官網:https://sinourl.tw/SF98Zh)

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