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C# Jupyter Notebook文件解析 C#如何读取和执行.ipynb文件中的代码和文本

煙雲

煙雲

发布时间:2026-02-23 07:35:16

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来源于php中文网

原创

用c#解析.ipynb文件需以utf-8读取json并反序列化为poco,提取code cell的source数组拼接为字符串,跳过空cell;不可直接执行,因缺少notebook运行时上下文。

c# jupyter notebook文件解析 c#如何读取和执行.ipynb文件中的代码和文本

如何用 C# 解析 .ipynb 文件的 JSON 结构

IPython Notebook(.ipynb)本质是 UTF-8 编码的 JSON 文件,C# 读取它不需要专用库,但必须正确处理 JSON schema 和编码边界。直接用 File.ReadAllText 读取再反序列化是最稳的路径。

  • 务必指定 Encoding.UTF8,否则含中文或 emoji 的 cell 会乱码(File.ReadAllText(path) 默认用系统编码,Windows 上常是 GBK)
  • 推荐用 System.Text.Json(.NET 5+),别用 Newtonsoft.Json —— 后者对 metadata 中未定义字段易抛异常,而 .ipynbmetadata 字段版本差异大(如 JupyterLab vs classic)、常含扩展键
  • 关键结构:根对象有 cells 数组,每个 cellcell_type"code" / "markdown" / "raw")、source(字符串数组,每行一项)和可选的 execution_count
var json = File.ReadAllText(path, Encoding.UTF8);
var nb = JsonSerializer.Deserialize<Notebook>(json); // Notebook 是你定义的 POCO

提取并拼接 code cell 中的 C# 代码片段

注意:.ipynb 本身不绑定语言,C# 代码只是普通文本;所谓“C# Notebook”实际依赖 dotnet-interactive 内核,文件里不会标记语言——metadata.kernelspec.language"dotnet-csharp""csharp",但不可靠;真正要执行的代码全在 cell.source 里。

  • sourcestring[],不是单个字符串,需用 string.Join("\n", cell.source) 拼接,否则换行丢失
  • 跳过空 cell 或只有注释的 cell:检查 cell.source.All(s => string.IsNullOrWhiteSpace(s))
  • 不要自动添加 usingclass Program —— dotnet-interactive 执行的是表达式/语句上下文,不是完整编译单元;强行包裹反而导致编译失败
  • 若需模拟执行环境,得自己维护变量作用域(比如用 ScriptState + CSharpScript),但这已超出解析范畴

为什么不能直接用 C# 执行 .ipynb 里的代码

因为执行 ≠ 解析。C# 没有内置 notebook 运行时,Microsoft.DotNet.Interactive 是唯一正统方案,但它不是“加载文件后 run 一下”就能用的库。

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  • DotNetInteractive 设计为进程内服务(Kernel 实例),启动需初始化 KernelInvocationContext、注册 SubmissionLoader 等,不是调个函数的事
  • 它不接受 raw JSON 或 cells 列表作为输入,只认 IKernel 流程:解析 → 创建 submission → 推入 execution queue → 返回 KernelEvent
  • 常见误操作:试图把 source 字符串喂给 CSharpScript.EvaluateAsync —— 会失败,因缺少 notebook 特有的上下文(如 #r "nuget:..."#i "path"%%time 魔法命令)

实际可行的轻量级方案:导出为 .cs 文件再编译

如果目标只是“让 C# 代码跑起来”,绕过 notebook 运行时更可靠。Jupyter 自带导出功能,但要用代码自动化就得调 CLI 或解析后手动生成。

  • jupyter nbconvert --to csharp input.ipynb 命令(需装 jupyter 和 dotnet-interactive)—— 但依赖 Python 环境,不适合纯 C# 项目
  • 更可控的做法:遍历所有 cell_type == "code" 的 cell,拼接 source,头尾加上 using static System.Console; 和空 Main 方法壳(仅用于快速验证),写入 .cs 文件,再用 CSharpCompilation 编译执行
  • 注意魔法命令:遇到 #r#i 行,不能忽略——它们影响引用和搜索路径,需提取后传给编译器的 MetadataReferenceSourceReference

最麻烦的永远不是读取,而是处理 notebook 特有的执行契约:状态延续、输出捕获、富媒体返回。真要嵌入 notebook 执行能力,得接受它是个 mini runtime,不是个文件格式。

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