Jupyter与Stata关联-stata_kernel

发布时间：2023-03-04 阅读 412

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作者：杨晓军 (云南大学)
邮箱：yxj@mail.ynu.edu.cn

1. 什么是 stata_kernel

1.1 stata_kernel 简介

Jupyter 是一个用于交互式数据科学的开源生态系统，简单来说通过 stata_kernel，用户可以为 Jupyter 工具安装一个 Stata 内核，再通过 Jupyter 环境调用本地的 Stata 应用，完成一系列在 Stata 中可以进行的操作。

1.2 为什么要使用 stata_kernel

Stata 作为一个专业的数据分析和科学研究软件，虽然其有着众多的计量分析工具，且在回归分析等方面有着巨大的功能优势，但我始终觉得它的 UI 设计丑陋且不合理。

个人认为 Stata 与 SPSS 最大的区别在于用户使用过程中的操作逻辑不同：前者偏向于代码逻辑，操作快捷，自定义程度高，但有着一定的编程门槛；而后者偏向于 UI 操作，操作复杂，自定义程度及复用性不高，但胜在使用门槛较低。因此当代码逻辑的 Stata 也开发出一套用于快捷操作的 UI 时，未免会让像我这样的使用者觉得有点狗尾续貂。

本质上来说，我对 Stata 的使用需求更多是在于其丰富多元的计量分析命令，我希望通过编写程序的方式去解决每一个数据分析问题，并且让这些程序在不同问题上可以简单迅速地复用 (因此注释或笔记功能就显得非常重要)。同时我还希望能将我解决问题的过程形成笔记或讲义，因此界面的美观程度以及可导出性也是我所重视的问题。

而在众多 IDE 工具中 (PyCharm、VScode 等)，Jupyter 工具在编程学习或数据分析方面一直有着独特的优势，其 UI 简洁明亮，是我目前最喜欢使用的一款 IDE 工具 (尤其是在 JupyterLab 推出桌面版且兼容了插件管理器之后)。通过使用 stata_kernel，便可以在 JupyterLab 中像开发 Python 程序一般编写我的 Stata 程序，并且能够实时调试或者记录笔记。

1.3 stata_kernel 与 pystata 的区别

熟悉 Stata 的朋友应该知道，在 Stata17 之后，官方推出了一种 Stata 与 Python 的全新交互方式，即通过在 Python 环境中直接安装 pystata 模块，便能在 Python 环境中直接调用 Stata17。

stata_kernel 以是 Jupyter 环境内核的形式运行，而 pystata 则以 Python 包的形式运行，这是两种不同的运行模式。当然，我们没有必要去区分二者的运行方式差异，毕竟一般情况下使用者仅仅关注最终的结果，在我目前的使用场景和体验中，我认为二者的差别或者优劣如下：

对于 stata_kernel：

优势：使用 stata_kernel，我可以像在 Stata 中一样去编写我的数据分析程序，并且可以随时插入 Markdown 笔记，或者唤起 Stata 程序通过 UI 界面直接查看某些数据情况.同时我还可以通过安装 Jupyter 插件，实现 Stata 的语法高亮，使得我的代码美观易懂。
劣势：使用 stata_kernel，我无法如使用 pystata 一般地实现 Stata 与 Python 的交互。

对于 pystata：

优势：使用 pystata，我可以轻松地实现 Python 与 Stata 的交互，比如我可以通过 Python 命令清洗数据，再调用 Stata 中丰富的数据分析指令进行计量分析，并使用 Python 指令对分析结果进行美化和输出.这一系列操作将不会有任何割裂感，因为本质上我们都是在 Python 环境中完成这些操作的。
劣势：使用 pystata，我们要调用 Stata 语法时，将不得不在每一个 cell 中添加魔法指令 %%stata，或使用复杂的 stata.run("") 语句去使 Stata 命令生效。且由于此时的语法高亮仅作用于 Python 语言，我们将不能正确对 Stata 的语法进行高亮显示。

1.4 stata_kernel 与 pystata 如何选择

如果你需要的是一个更加美观便捷，功能丰富的 Stata 编辑器，那么使用 stata_kernel 即可。如果你更看重 Stata 与 Python 的交互功能，那么你应该使用 pystata。如果你兼有两种需求，那么小孩子才做选择，大人当然全都要！

2. 如何安装 stata_kernel

2.1 安装任意一个 Jupyter 环境

推荐使用 Anaconda 配置基础环境，再使用 Jupyterlab Desktop 或者 Vscode 引用 Anaconda 配置好的环境内核，来作为你的 IDE 工具。

2.2 自定义 Jupyter 环境配置 (可选)

注：以下命令，均假设你的基础环境是通过使用 Anaconda 来配置的.

Jupyter 更改启动路径：打开 Anaconda Prompt，在对应环境下运行 jupyter notebook --generate-config，找到刚生成的配置文件 jupyter_notebook_config.py，打开后找到 #c.NotebookApp.notebook_dir = 语句，将其改为 c.NotebookApp.notebook_dir = '自定义启动路径'，然后保存配置文件。

Jupyter 更改中文语言：打开 Anaconda Prompt，在对应环境下运行 pip install jupyterlab-language-pack-zh-CN，然后打开 Jupyterlab，选择“设置——语言——中文”，并重启内核。

2.3 安装 stata_kernel

注册 Stata：用管理员权限打开 Windows PowerShell，然后运行以下指令：

cd "D:\ProgramData\Stata17"
.\StataMP-64.exe /Register

其中 "D:\ProgramData\Stata17" 为本地stata的安装地址，StataMP-64.exe为MP版本stata的启动程序名称，如果是SE版本则改为StataSE-64.exe即可

安装 kernel：首先打开 Anaconda Prompt，然后运行以下指令：

conda update conda
python -m pip install --upgrade pip
pip install stata_kernel

然后在本地查找 .stata_kernel.conf 文件 (一般在 C 盘用户文件根目录)，打开后将第二行改为 stata_path = "D:\ProgramData\Stata17\StataMP-64.exe"，即本地 Stata 程序的存放路径。

需要注意的是，如果电脑中更新了 Stata 版本 (比如我之前是从 Stata16 更新到 Stata17)，仅仅重装 stata_kernel 是不会自动更新 stata_path 的，需要将用户文件夹下的 .stata14 文件夹删除 (即删除旧版的文件夹，这是一个隐藏文件夹)，再重装 stata_kernel 或手动修改 stata_path 才能继续关联。

最后再打开 Anaconda Prompt，运行以下指令：

python -m stata_kernel.install

2.4 安装 Stata 语法高亮

打开 Anaconda Prompt，运行以下指令：

jupyter labextension install jupyterlab-stata-highlight

2.5 使用 stata_kernel

打开 Jupyterlab，选择 Stata 内核，像编写 Python 程序一样使用 Stata 吧！

2.6 卸载 stata_kernel

打开 Anaconda Prompt，运行以下指令：

pip uninstall stata_kernel
jupyter kernelspec list
jupyter kernelspec remove stata

3. 疑难杂症解决

3.1 图像不显示问题

当本地使用的是 Stata17 版本时，可能会出现在 Jupyter 中运行 Stata 画图指令时无法输出图像 (仅会保存图像至本地并输出保存路径) 的问题，这是因为 Stata17 引入了许多破坏与 stata_kernel 兼容性的变化。

尽管在 2022 年 4 月 5 日已有开发者 mcaceresb^[1] 修复了这一问题，但 stata_kernel 的原作者似乎对于这个项目已经不再上心且已经很久未进行维护，导致最新版的 stata_kernel 发行包仍停留在 2020 年发行的 v1.12.2^[2]。因此我们无法通过 pip 的方式进行更新，但我们依然可以从 github 上下载最新的源代码在本地进行替换更新。

我们仅需在 github^[3] 上下载最新的 stata_kernel 包源文件，解压后将 stata_kernel 文件夹下的所有文件复制粘贴至当前开发环境中的 stata_kernel 安装目录 (如我的路径是 D:\ProgramData\Anaconda3\Lib\site-packages\stata_kernel)，并替换重复文件即可。

粘贴替换目前 stata_kernel 安装目录下 stata_kernel 文件夹下的所有文件

3.2 运行 Stata 代码时内核无响应

检查安装 Anaconda 时是否已将当前将 Anaconda 相关文件路径添加到了系统Path中，若有缺失则补充添加，添加方式为 右键点击计算机——属性——高级系统设置——高级——环境变量——系统变量——Path——编辑——新建，所需配置的环境路径如下：

安装路径 \Anaconda (调用 Python 时需要)
安装路径 \Anaconda\Scripts (调用 conda 自带脚本时需要)
安装路径 \Anaconda\Library\mingw-w64\bin (使用 C with python 时需要)
安装路径 \Anaconda\Library\usr\bin
安装路径 \Anaconda\Library\bin (调用 Jupyter Notebook 动态库时需要)

例如，我添加的路径如下：

D:\ProgramData\Anaconda3
D:\ProgramData\Anaconda3\Scripts
D:\ProgramData\Anaconda3\Library\mingw-w64\bin
D:\ProgramData\Anaconda3\Library\usr\bin
D:\ProgramData\Anaconda3\Library\bin

3.3 其他疑难杂症

思路一：完全卸载并重装 Anaconda。打开 Anaconda Prompt，运行以下指令：

conda install anaconda-clean
anaconda-clean --yes

然后卸载 Anaconda 并重新安装。

思路二：完全卸载并重装 Stata。

4. 相关推文

Note：产生如下推文列表的 Stata 命令为：
lianxh
安装最新版 lianxh 命令：
ssc install lianxh, replace

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