18段代码带你玩转18个机器学习必备交互工具
导读：本文简要介绍将机器学习创意快速、简单和漂亮地转换为Web应用程序的工具。这并不是一个完整列表，如果你想了解更多，可以尝试使用的不同技术。
作者：曼纽尔·阿米纳特吉（Manuel Amunategui）、迈赫迪·洛佩伊（Mehdi Roopaei）
如需转载请联系大数据（ID：hzdashuju）
01 Jupyter Notebook
Jupyter Notebook是基于Web的交互式Python解释器，非常适合构建、调整和发布任何使用Python脚本的东西。它被附加到一个功能完整的Python内核（将其设置为Python 3.x），并且可以像其他解释器一样加载和运行库及脚本。要安装Jupyter Notebook，请参考官方文档：
http://jupyter.readthedocs.io/en/latest/install.html
安装方式多种多样，包括使用“pip3”命令，如果这种方法不适合你，则请查看官方文档，了解不同的方法（代码清单1）。
代码清单1 安装Jupyter
sudo pip3 install jupyter
Jupyter Notebook使用起来既简单又强大。你只需将它下载到本地计算机（它是带有* .ipynb扩展名的文件），打开命令/终端Shell窗口，导航到该文件夹，然后运行“notebook”命令（代码清单2）。
代码清单2 运行Notebook（查看官方文档，了解启动Notebook的其他方法）
jupyter notebook
此命令将打开一个网页，显示它从中启动的文件夹的内容（图3）。你可以通过单击文件列表正上方的文件夹图标向下导航文件夹结构。
▲图3 Jupyter Notebook登录页面
要打开Jupyter Notebook，只需单击任何带有“ * .ipynb”扩展名的文件。如果要创建全新Notebook，请单击紧接刷新按钮的仪表板右侧的“New”按钮。
【提示】有关其他信息、Jupyter Notebook问题以及附加内核的信息，请参阅：
http://jupyter-notebook-beginner-guide.readthedocs. io/en/latest/execute.html
02 Flask
Flask是一个轻量级但非常强大的服务器端Web框架。它是应用程序背后的“大脑”，也是Python数据生成函数和网页之间的黏合剂。我喜欢使用Flask的原因之一是，它允许我们在不离开Python语言的情况下将独立的Python脚本链接到服务器端Web框架，使得在对象之间传递数据更加容易！
Flask附带了发布网页的最低要求。如果你需要其他支持，例如数据库、表单控件等，则必须安装其他库，这就是它被称为轻量级微框架的原因。这也是它易于使用的原因，因为你只需学习一些技巧，其他一切都可使用熟悉的经过验证的Python库。
遗憾的是，我们只能使用Python至此，最终你需要进入前端Web脚本。但是不要有困扰—互联网上有很多很棒的例子（Stackoverflow.com、w3schools.com）和令人难以置信的GetBootstrap.com模板，可以让你尽快到达目的地。
【提示】有关Flask的更多信息，请参阅官方Flask文档。
http://flask.pocoo.org/
03 HTML
HTML（超文本标记语言）是网络技术方面最基本的东西之一。它已存在多年，用于创建几乎所有的网页和Web应用程序。
对于那些想要了解这一主题的人来说，网上的免费资料浩如烟海。要了解HTML，推荐w3schools.com网站，这个网站的学习材料组织良好、全面，而且通常是交互式的。
04 CSS
CSS（Cascading Style Sheet，层叠样式表）使大多数网站看起来很棒！我们在这里使用两种类型的CSS文件：大多数网页（最常见）的“<HEAD>”部分中加载的CSS链接和代码清单3中显示的自定义CSS。
代码清单3 自定义CSS脚本块
<STYLE>
.btn-circle.btn-xl {
width: 70px;
height: 70px;
padding: 10px 2px;
border-radius: 35px;
font-size: 17px;
line-height: 1.33;
}
</STYLE>
托管在外部服务器上的CSS文件无法自定义，但通常是同类最佳的。有时你只需要在页面上自定义功能，即在HTML页面中直接创建本地CSS文件或样式标签，然后使用“class”参数将其应用于特定标签或区域（代码清单4）。
代码清单4 将CSS标签应用于HTML标签
<button type="button" onclick="calculateBikeDemand(this)"
id="season_spring" class="btn btn-info btn-circle btn-xl">
<i class="fa fa-check">Spring</i></button>
CSS非常详细地定义了所有的尺寸、颜色、字体。它还允许你创建所见即所感的Web门户。只需创建一次，即可让所有页面调用它来继承该特定样式。
【提示】有关CSS的其他信息，请访问：
w3schools.com
05 Jinja2
Jinja2用于生成标记和HTML代码，并与Flask变量紧密配合。它由Armin Ronacher创建，广泛用于处理Flask生成的数据以及直接在HTML模板中的if/then逻辑。
在此HTML模板示例中，使用Jinja2将名为“previous_slider_ value”的Flask生成的值注入滑块的“value”参数。注意使用双花括号（代码清单5）。
代码清单5 Jinja2将数据传递给HTML输入控件
<input type="range" min="1" max="100" value="{{previous_slider_value}}"
id="my_slider">
【提示】有关Jinja2的其他信息，请参阅：
http://jinja.pocoo.org/docs/2.10/
06 JavaScript
JavaScript本身就是一种真正的编程语言，它可以为你的任何前端控件添加极其强大的行为。JavaScript为网页带来了很高的交互性。
这是一个有趣的示例，我们捕获HTML滑块控件的鼠标按钮松开（mouse-up）事件，以将表单提交到Flask服务器。这个想法是，每当用户更改滑块值时，Flask需要使用新的滑块值进行一些服务器端处理并重新生成网页（代码清单6）。
代码清单6 JavaScript捕获滑块onmouseup事件
slider1.onmouseup = function ()
{
document.getElementById("submit_params").submit();
}
【提示】有关JavaScript的其他信息，请访问：
w3schools.com
07 jQuery
jQuery是一个定制的JavaScript库，可以帮助处理复杂的前端和行为事件，并确保不同浏览器版本之间的兼容性。
jQuery帮助优化按钮、下拉动态行为，甚至Ajax交互（许多项目中大量使用的关键技术）。
【提示】有关jQuery的更多信息，请查看jQuery.com上的官方文档。
08 Ajax
Ajax是一种出色的前端脚本技术，可以为网页添加动态服务器端行为。它允许发送和接收数据，而无须像表单提交那样重建或重新加载整个页面。一个常用领域是地图网页，例如Google地图，它允许拖动和滑动地图，而无须在每次移动后重新加载整个页面。
【提示】有关Ajax的其他信息，请访问w3schools.com。
09 Bootstrap
Bootstrap是一个非常强大、近乎神奇的前端Web工具。根据BuiltWith Trends的说法，它几乎占据了Web的13%。它包含大多数Web标签和控件的各种外观及行为。通过简单地将你的网页链接到最新的Bootstrap，CSS将为任何无聊的HTML页面提供即时和专业的改造！
如果你查看HTML文件，那么首先要注意的是页面顶部的LINK和SCRIPT标签中包含的链接。这是构建网页的最佳捷径（代码清单7）。
代码清单7 链接标签以继承Bootstrap CSS样式
<LINK rel="stylesheet" href="https://maxcdn.bootstrapcdn.com/
ootstrap/4.0.0/css/bootstrap.min.css">
HTML文件（更可能是你将来要创建的任何网页）都将使用这些链接来下载预制的Bootstrap和JavaScript脚本，并自动继承流行的字体、颜色、样式和行为。通过互联网，你可轻松且快速地获得最佳外观和行为。
【提示】有关Bootstrap的其他信息，请查看GetBootstrap.com上的官方文档。
10 Web插件
Web插件（plugin）具有巨大的优势：将大量硬件、数据和安全管理推送给专门从事该领域的人。没有理由重新发明轮子，浪费宝贵时间或引入安全风险。让其他人顾好这一点，而你专注于最擅长的事情。
遗憾的是，我们只能探索其中一部分，这里列出了我过去用过的好东西或者从别人那里听来的好东西（还有成千上万可能同样好的东西—寻找那些为小型企业提供良好支持的人，在成交之前他们往往会提供演示和测试账户）。
11 会员平台
有几个平台可用。
1. Memberful
www.memberful.com
我个人非常喜欢Memberful.com，并认为对于任何想要轻松管理网站付费功能的人来说，它是一个很好的选择。它通过Stripe.com提供信用卡支付，以及用户管理功能，并紧密集成在你自己的Web应用程序中。
2. Patreon
www.patreon.com
Patreon是艺术家和内容创作者的会员平台与插件。
3. Wild Apricot
www.wildapricot.com
Wild Apricot是小型和非营利组织的会员平台。
4. Subhub
www.subhub.com
Subhub是一个为企业家、专家和组织设计的会员平台。
5. Membergate
www.membergate.com
Membergate是企业通信、新闻通讯、协会和受限访问站点的平台。
12 付款平台
有几个平台可用。
1. Paypal Donations
www.paypal.com/us/webapps/mpp/donation
我过去使用过Paypal插件，它易于安装和使用。你所需要的只是一个信誉良好的Paypal账户，剩下的事情都很简单。
2. Paypal Express
www.paypal.com/us/webapps/mpp/express-checkout
Paypal Express仍然属于Paypal，能快速简便地结账。
3. Stripe
http://stripe.com/
Stripe是一种付款选项，可让网站轻松接受在线信用卡付款。它是Memberful.com背后的支付引擎。
13 分析
构建自己的Web使用跟踪器需要在每个页面上添加大量的Flask自定义代码，以及用于保存这些交互的数据库和用于理解它的分析引擎。这个工作量很大！相反，使用Google Analytics，我们所要做的只是在每个页面顶部添加JavaScript代码段。基本分析可以免费使用，这对我们非常有利。
14 留言板
我过去曾使用https://disqus.com向静态网站添加留言板。它直接在你的网站上创建具有专业外观的留言板，同时在其他地方进行管理。
15 邮件列表
我已经使用formspree.io很多年了，我很喜欢它！可以很容易地将它添加到任何静态网页、文本框和提交按钮。用户可以在你的网页上添加他们的电子邮件地址，https://formspress.io将通过电子邮件向你发送已提交的信息。如果你正在托管静态站点或者不想自己管理数据库，那么这是一个很好的选择。
16 Git
Git是一个很棒的版本控制工具，它能保存存储库中发生的任何代码创建、更改、更新以及删除。它与GitHub紧密集成，这对于代码保护和协作来说至关重要。它也集成在大多数云提供商那里。如果你需要处理大型应用程序或与他人协作，那么强烈建议你使用它。
大多数云提供商都支持GitHub、BitBucket等在线代码库。这些在线代码库利用Git，因此学习基础知识将对你很有帮助。在Microsoft Azure上部署Web应用程序的过程与Git紧密集成，因此有必要学一些入门知识或在线获取一些很棒的教程，例如try.github.io：
git init：创建本地存储库。
git clone https://github.com/...：将GitHub存储库克隆到本地驱动器。
git status：列出已更改并等待提交（commit）和推送（push）至存储库的文件。
git add.：添加所有文件（注释期间）。
git add '*.txt'：添加所有文本文件。
git commit：提交等待中的文件。
git log：查看提交历史记录。
git push（或git push azure master）：将分支推送到远程主站。
git pull：将远程更改拉取到本地仓库。
git reset *：撤销git。
gitrm --cached <file>：停止跟踪文件。
17 虚拟环境
使用虚拟环境能带来许多优势：
创建没有安装Python库的环境。
准确了解应用程序运行所需的Python库。
使计算机系统的其余部分与在此环境中安装的任何Python隔离开。
鼓励尝试。
要启动虚拟环境，请使用“venv”命令。如果你的计算机上没有安装它，建议安装一下（可以通过常见的安装程序，如pip、conda、brew等）。有关为操作系统安装虚拟环境的更多信息，请参阅“venv-Greation of virtual environments”用户指南：
https://docs.python. org/3/library/venv.html
打开命令窗口并在命令行上调用Python 3“venv”函数以创建沙箱环境（代码清单8和代码清单9）。
代码清单8 创建Python虚拟环境
$ python3 -m venv some_name
代码清单9 激活环境
$ source some_name/bin/activate
完成后，可以使用代码清单10中的命令停用虚拟环境。
代码清单10 停用虚拟环境
$ deactivate
18 创建requirements.txt文件
大多数云提供商使用requirements.txt文件列出托管Web应用程序所需的所有Python库。在大多数情况下，它与Web文件一起打包并发送到其“无服务器计算”云上进行设置。
你可以创建自己的requirements.txt文件，并将其放在与Flask Python主脚本相同的文件夹中。让我们看看如何使用虚拟环境创建一个完整的requirements.txt文件。
使用虚拟环境时，你将创建一个不含任何Python库的安全沙箱。这允许你仅安装所需内容并运行“pip freeze”命令以获取库和当前版本号的快照。请注意，如果你已经知道需要哪些库、依赖项和版本号，则不需要执行此操作。
【第1步】在Python中创建虚拟环境，以从干净的平台开始，如代码清单11所示。
代码清单11 启动虚拟环境
$ python3 -m venv some_env_name
$ source some_env_name/bin/activate
【第2步】使用“pip3”安装运行本地Web应用程序所需的库，如代码清单12所示。
代码清单12 安装一些库作为示例
$ pip3 install flask
$ pip3 install pandas
$ pip3 install sklearn
【第3步】冻结环境及所有已安装的Python库，包括requirements.txt文件中的版本号，如代码清单13所示。
代码清单13 已安装的必需库
$ pip3 freeze > requirements.txt
【第4步】停用虚拟环境，如代码清单14所示。
代码清单14 停用venv
$ deactivate
通过上面这些步骤，创建了一个requirements.txt文件。使用“vi”查看其内容（按下ESC和Q键退出）。requirements.txt的内容可能看起来非常不同，但这没关系（代码清单15）。
代码清单15 检查requirements.txt文件的内容
输入：
$ vi requirements.txt
输出：
click==6.7
Flask==0.12.2
itsdangerous==0.24
Jinja2==2.10
MarkupSafe==1.0
numpy==1.14.2
scikit-learn
scipy
python-dateutil==2.7.2
pytz==2018.4
six==1.11.0
Werkzeug==0.14.1
Pillow>=1.0
matplotlib
gunicorn>=19.7.1
wtforms>=2.1
在requirements.txt文件中，可以使用“==”符号来要求特定版本（代码清单16）。
代码清单16 准确分配
Flask==0.12.2
还可以要求大于等于或小于等于某版本（代码清单17）。
代码清单17 定向分配
Flask >= 0.12
或者可以简单地指定为安装程序可以找到的最新版本（代码清单18）。
代码清单18 使用最新版本
Flask
关于作者：曼纽尔·阿米纳特吉（Manuel Amunategui） 是SpringML（谷歌云和Salesforce的优选合作伙伴）的数据科学副总裁，拥有预测分析和国际管理硕士学位。在机器学习、医疗健康建模等方面有着丰富的咨询经验。
迈赫迪·洛佩伊（Mehdi Roopaei）迈赫迪·洛佩伊（Mehdi Roopaei） 是IEEE、AIAA和ISA的高级成员。他的研究兴趣包括人工智能驱动的控制系统、数据驱动决策、机器学习和物联网（IoT），以及沉浸式分析。
本文摘编自《机器学习即服务：将Python机器学习创意快速转变为云端Web应用程序》，经出版方授权发布。
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