本文介绍了如何在 Jupyter Notebook 中直接获取输入数据的方法，以便创建交互式教学环境。通过利用 IPython 提供的 In 和 Out 对象，我们可以访问已执行代码单元格的内容和输出结果，从而实现从其他单元格获取输入数据的需求。
Jupyter Notebook 提供了一种交互式的编程环境，非常适合教学和实验。在教学场景中，我们可能希望学生编写的代码能够直接从 Notebook 的某个单元格中读取输入数据，并与预期的输出进行比较。虽然从 CSV 文件读取数据是一种常见的方法，但直接从单元格获取输入数据可以简化流程，提高效率。
IPython 提供了两个重要的对象：In 和 Out，它们分别用于存储已执行代码单元格的输入和输出。
- In: 这是一个列表，存储了所有已执行代码单元格的字符串形式的代码。In[1] 存储了第一个执行的代码单元格的内容，In[2] 存储了第二个，以此类推。
- Out: 这是一个字典，使用单元格的执行序号作为键，存储该单元格的输出结果。例如，Out[2] 存储了第二个执行的代码单元格的输出。
如何使用 In 和 Out 获取输入数据
假设我们有一个单元格（例如，In[2]），其中包含以下输入数据：
5 6
我们希望另一个单元格中的代码能够读取这些数据并计算它们的和。以下是如何实现：
# 获取 In[2] 单元格的内容 input_data = In[2] # 将字符串按行分割成列表 lines = input_data.splitlines() # 将字符串转换为整数 x = int(lines[0]) y = int(lines[1]) # 计算和并打印 print(x + y)
代码解释：
- input_data = In[2]：这行代码将 In[2] 单元格的内容（即字符串 "5\n6"）赋值给 input_data 变量。
- lines = input_data.splitlines()：splitlines() 方法将字符串按行分割成一个列表，lines 变量现在包含 ['5', '6']。
- x = int(lines[0]) 和 y = int(lines[1])：这两行代码分别将列表中的第一个和第二个元素转换为整数，并赋值给 x 和 y 变量。
- print(x + y)：最后，计算 x 和 y 的和并打印结果。
示例
单元格 1 (输入数据):
5 6
单元格 2 (代码):
# 获取 In[1] 单元格的内容 input_data = In[1] # 将字符串按行分割成列表 lines = input_data.splitlines() # 将字符串转换为整数 x = int(lines[0]) y = int(lines[1]) # 计算和并打印 print(x + y)
执行单元格 2 后，输出结果为：
11
注意事项
- 确保输入数据单元格在代码单元格之前执行，否则 In[n] 将不存在。
- In 和 Out 对象是 IPython 的特性，因此只能在 IPython 环境中使用，例如 Jupyter Notebook 和 IPython 终端。
- 如果输入数据包含非数字字符，需要在转换之前进行处理，例如使用 try-except 块来处理异常。
- 单元格的序号是动态变化的，因此在复杂的 Notebook 中，需要仔细跟踪单元格的执行顺序。
总结
通过利用 IPython 提供的 In 和 Out 对象，我们可以方便地在 Jupyter Notebook 中实现从其他单元格获取输入数据的需求。这种方法可以简化交互式教学和实验流程，提高效率。但是，需要注意单元格的执行顺序和输入数据的格式，以确保代码能够正确运行。
