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web框架之Django

web框架和Django流程

1.web框架要点

1.Web应用程序处理流程
web框架之Django
2.Web应用程序框架的意义
  • 用于搭建Web应用程序
  • 免去不同Web应用相同代码部分的重复编写，只需关心Web应用核心的业务逻辑实现
3.web应用程序的本质
  • 接收并解析HTTP请求，获取具体的请求信息
  • 处理本次HTTP请求，即完成本次请求的业务逻辑处理
  • 构造并返回处理结果——HTTP响应
4.web框架学习方法
  • 如何搭建工程程序
    • 工程的组建
    • 工程的配置
    • 路由定义
    • 视图函数定义
  • 如何获取请求数据（操作request对象）
  • 如何构造响应数据（构造response对象）
  • 框架提供的其他功能组件的使用
    • 数据库
    • 模板
    • admin

2.Django流程(重点)

1.Django介绍

1.简介

​ Django，发音为[`dʒæŋɡəʊ]，是用python语言写的开源web开发框架，并遵循MVC设计。劳伦斯出版集团为了开发以新闻内容为主的网站，而开发出来了这个框架，于2005年7月在BSD许可证下发布。这个名称来源于比利时的爵士音乐家DjangoReinhardt，他是一个吉普赛人，主要以演奏吉它为主，还演奏过小提琴等。由于Django在近年来的迅速发展，应用越来越广泛，被著名IT开发杂志SDTimes评选为2013SDTimes100，位列"API、库和框架"分类第6位，被认为是该领域的佼佼者。

​ Django的**主要目的是简便、快速的开发数据库驱动的网站。**它强调代码复用，多个组件可以很方便的以"插件"形式服务于整个框架，Django有许多功能强大的第三方插件，你甚至可以很方便的开发出自己的工具包。这使得Django具有很强的可扩展性。它还强调快速开发和DRY(DoNotRepeatYourself)原则。

2.特点

1）.重量级框架

对比Flask框架，Django原生提供了众多的功能组件，让开发更简便快速。

  • 提供项目工程管理的自动化脚本工具
  • 数据库ORM支持（对象关系映射，英语：Object Relational Mapping）
  • 模板
  • 表单
  • Admin管理站点
  • 文件管理
  • 认证权限
  • session机制
  • 缓存

2）.MVT模式

有一种程序设计模式叫MVC，其核心思想是分工、解耦，让不同的代码块之间降低耦合，增强代码的可扩展性和可移植性，实现向后兼容。

​ MVC的全拼为Model-View-Controller，最早由TrygveReenskaug在1978年提出，是施乐帕罗奥多研究中心(Xerox PARC)在20世纪80年代为程序语言Smalltalk发明的一种软件设计模式，是为了将传统的输入（input）、处理（processing）、输出（output）任务运用到图形化用户交互模型中而设计的。随着标准输入输出设备的出现，开发人员只需要将精力集中在业务逻辑的分析与实现上。后来被推荐为Oracle旗下Sun公司Java EE平台的设计模式，并且受到越来越多的使用ColdFusion和PHP的开发者的欢迎。现在虽然不再使用原来的分工方式，但是这种分工的思想被沿用下来，广泛应用于软件工程中，是一种典型并且应用广泛的软件架构模式。后来，MVC的思想被应用在了Ｗeb开发方面，被称为Ｗeb MVC框架。

MVC模式说明:

web框架之Django
  • M全拼为Model，主要封装对数据库层的访问，对数据库中的数据进行增、删、改、查操作。
  • V全拼为View，用于封装结果，生成页面展示的html内容。
  • C全拼为Controller，用于接收请求，处理业务逻辑，与Model和View交互，返回结果。

Django的MVT

web框架之Django
  • M全拼为Model，与MVC中的M功能相同，负责和数据库交互，进行数据处理。
  • V全拼为View，与MVC中的C功能相同，接收请求，进行业务处理，返回应答。
  • T全拼为Template，与MVC中的V功能相同，负责封装构造要返回的html。

注：差异就在于黑线黑箭头标识出来的部分

Django学习资料

  • 官方网站
  • Github源码
  • 1.11版英文文档
  • 1.11版中文文档
  • Django Book 教程
  • Tange With Django 教程
2.虚拟环境
  1. 为什么要搭建虚拟环境？
    • 如果在一台电脑上, 想开发多个不同的项目, 需要用到同一个包的不同版本, 如果使用上面的命令, 在同一个目录下安装或者更新, 新版本会覆盖以前的版本, 其它的项目就无法运行了；

    • 解决方案

      作用:虚拟环境可以搭建独立的python运行环境, 使得单个项目的运行环境与其它项目互不影响，所有的虚拟环境都位于/home/下的隐藏目录.virtualenvs下

  2. 搭建虚拟环境步骤
    1. 安装虚拟环境 
      sudo pip install virtualenv
sudo pip install virtualenvwrapper
    2. 安装完虚拟环境后，如果提示找不到mkvirtualenv命令，须配置环境变量： 
      # 1、创建目录用来存放虚拟环境
mkdir $HOME/.virtualenvs

# 2、打开~/.bashrc文件，并添加如下：
export WORKON_HOME=$HOME/.virtualenvs
source /usr/local/bin/virtualenvwrapper.sh

# 3、运行
source ~/.bashrc
  3. 创建虚拟环境
    • 提示：如果不指定python版本，默认安装的是python2的虚拟环境
    • 在python2中，创建虚拟环境 
      mkvirtualenv 虚拟环境名称
例 ：mkvirtualenv py_django
    • 在python3中，创建虚拟环境 
      mkvirtualenv -p python3 虚拟环境名称
例 ：mkvirtualenv -p python3 py3_django
    提示 :
    • 创建虚拟环境需要联网
    • 创建成功后, 会自动工作在这个虚拟环境上
    • 工作在虚拟环境上, 提示符最前面会出现 “虚拟环境名称”
  4. 使用虚拟环境
    1. 查看虚拟环境的命令 :workon;
    2. 使用虚拟环境的命令 : 
      workon 虚拟环境名称
例 ：使用py3_django的虚拟环境
workon py3_django
    3. 退出虚拟环境的命令 :deactivate;
    4. 删除虚拟环境的命令 : 
      rmvirtualenv 虚拟环境名称
例 ：删除虚拟环境py3_django
先退出：deactivate
再删除：rmvirtualenv py3_django
  5. 在虚拟环境安装工具包
    1. 工具包安装的位置 : 
      # python2版本下
~/.virtualenvs/py_flask/lib/python2.7/site-packages/
# python3版本下
~/.virtualenvs/py3_flask/lib/python3.5/site-packages
    2. python3版本下安装django-1.11.11的包 : 
      pip install 包名称
例 : 安装django-1.11.11的包
pip install django==1.11.11
    3. 查看虚拟环境中安装的包 :pip list；
3.创建Django项目步骤
  1. 创建Django项目 
    django-admin startproject name
django-admin startproject 工程名称
想要在桌面的code目录中创建一个名为bookmanager的项目工程，可执行如下命令：
cd ~/Desktop/Code
django-admin startproject bookmanager
  2. 工程目录说明：
    • 查看创建的工程目录：tree bookmanager ；
    • 与项目同名的目录，此处为bookmanager。
    • settings.py是项目的整体配置文件。
    • urls.py是项目的URL配置文件。
    • wsgi.py是项目与WSGI兼容的Web服务器入口。
    • manage.py是项目管理文件，通过它管理项目。

  3. 运行开发服务器：

    在开发阶段，为了能够快速预览到开发的效果，django提供了一个纯python编写的轻量级web服务器，仅在开发阶段使用。

    运行服务器命令如下：

    python manage.py runserver ip:端口
或：python manage.py runserver
注意：可以不写IP和端口，默认IP是127.0.0.1，默认端口为8000
django默认工作在调式Debug模式下，如果增加、修改、删除文件，服务器会自动重启。
按ctrl+c停止服务器。
  4. 创建子应用
    1. 创建子应用： 
      python manager.py startapp name
manage.py为上述创建工程时自动生成的管理文件。
例如，在刚才创建的bookmanager工程中，想要创建一个用户book子应用模块，可执行：
cd ~/Desktop/code/bookmanager
python manage.py startapp book
执行后，可以看到工程目录中多出了一个名为book的子目录
    2. 子应用目录说明：
      • admin.py文件跟网站的后台管理站点配置相关。
      • apps.py文件用于配置当前子应用的相关信息。
      • migrations目录用于存放数据库迁移历史文件。
      • models.py文件用户保存数据库模型类。
      • tests.py文件用于开发测试用例，编写单元测试。
      • views.py文件用于编写Web应用视图。

    3. 注册安装子应用

      创建出来的子应用目录文件虽然被放到了工程项目目录中，但是django工程并不能立即直接使用该子应用，需要注册安装后才能使用。

      在工程配置文件settings.py中，INSTALLED_APPS项保存了工程中已经注册安装的子应用，初始工程中的INSTALLED_APPS如下：

      # Application definition
# 安装/注册/子应用
INSTALLED_APPS = [
    'django.contrib.admin',
    'django.contrib.auth',
    'django.contrib.contenttypes',
    'django.contrib.sessions',
    'django.contrib.messages',
    'django.contrib.staticfiles',
]

      注册安装一个子应用的方法，即是将子应用的配置信息文件apps.py中的Config类添加到INSTALLED_APPS列表中。

      例如，将刚创建的book子应用添加到工程中，可在INSTALLED_APPS列表中添加**‘book.apps.BookConfig’**。

      # Application definition
# 安装/注册/子应用
INSTALLED_APPS = [
    'django.contrib.admin',
    'django.contrib.auth',
    'django.contrib.contenttypes',
    'django.contrib.sessions',
    'django.contrib.messages',
    'django.contrib.staticfiles',
    'book.apps.BookConfig',
    'login.apps.LoginConfig',
    'pay.apps.PayConfig',
]
    4. 设置PyCharm环境：Project Interpreter
4.模型
  • 当前项目的开发, 都是数据驱动的。
  • 例如书籍信息管理的数据关系：书籍和人物是 ：一对多关系

  • 要先分析出项目中所需要的数据, 然后设计数据库表.

    1.使用Django进行数据库开发的提示 ：

    • MVT

       设计模式中的

      Model

       , 专门负责和数据库交互.对应

      (models.py)
    • 由于

      Model

       中内嵌了

      ORM框架

       , 所以不需要直接面向数据库编程.
    • 而是定义模型类, 通过

      模型类和对象

       完成数据库表的

      增删改查

       .

    • ORM框架

       就是把数据库表的行与相应的对象建立关联, 互相转换.使得数据库的操作面向对象.
    2.使用Django进行数据库开发的步骤 ：
    • 定义模型类
      • 根据书籍表结构设计模型类:
        • 模型类：BookInfo
        • 书籍名称字段：name
      • 根据人物表结构设计模型类：
        • 模型类：PeopleInfo
        • 人物姓名字段：name
        • 人物性别字段：gender
        • 外键约束：book
          • 外键要指定所属的模型类

            book = models.ForeignKey(BookInfo)
      • 说明 :
        • 书籍-人物的关系为一对多. 一本书中可以有多个英雄.
        • 不需要定义主键字段, 在生成表时会自动添加, 并且值为自增长.

      • 根据数据库表的设计

        在

        models.py

         中定义模型类,继承自

        models.Model

         
        from django.db import models

# Create your models here.
# 准备书籍列表信息的模型类
class BookInfo(models.Model):
    # 创建字段，字段类型...
    name = models.CharField(max_length=10)

# 准备人物列表信息的模型类
class PeopleInfo(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=10)
    gender = models.BooleanField()
    # 外键约束：人物属于哪本书
    book = models.ForeignKey(BookInfo)
    • 模型迁移
      1. 生成迁移文件：根据模型类生成创建表的语句 
        python manage.py makemigrations
      2. 执行迁移：根据第一步生成的语句在数据库中创建表 
        python manage.py migrate
    • 操作数据库：默认采用**

      sqlite3

       **数据库来存储数据
5.站点管理
  • 站点: 分为内容发布和公共访问两部分
  • 内容发布的部分由网站的管理员负责查看、添加、修改、删除数据
  • Django能够根据定义的模型类自动地生成管理模块
  • 使用Django的管理模块, 需要按照如下步骤操作 :
    • 1.管理界面本地化
      • 本地化是将显示的语言、时间等使用本地的习惯，这里的本地化就是进行中国化.
      • 中国大陆地区使用简体中文, 时区使用亚洲/上海时区, 注意这里不使用北京时区.
      • 本地化前
        web框架之Django
      • 本地化后
        web框架之Django

    • 2.创建管理员

      1.创建管理员的命令 ：python manage.py createsuperuser；

      2.按提示输入用户名、邮箱、密码

      3.重置密码：python manager.py changepassword 用户名

    • 3.注册模型类

      在应用的admin.py文件中注册模型类

      • 需要导入模型模块 ：from book.models import BookInfo,PeopleInfo；
        web框架之Django
      • 注册模型成功后, 就可以在站点管理界面方便快速的管理数据；

    • 4.发布内容到数据库

      发布内容后，优化模型类展示

      # 准备书籍列表信息的模型类
class BookInfo(models.Model):
    # 创建字段，字段类型...
    name = models.CharField(max_length=10)

    def __str__(self):
        """将模型类以字符串的方式输出"""
        return self.name
6.视图和URL
  • 站点管理页面做好了, 接下来就要做公共访问的页面了.
  • 对于Django的设计框架MVT：
    • 用户在URL中请求的是视图.
    • 视图接收请求后进行处理.
    • 并将处理的结果返回给请求者.
  • 使用视图时需要进行两步操作
    • 1.定义视图
      • 视图就是一个Python函数，被定义在应用的views.py中.
      • 视图的第一个参数是HttpRequest类型的对象reqeust，包含了所有请求信息.
      • 视图必须返回HttpResponse对象，包含返回给请求者的响应信息.
      • 需要导入HttpResponse模块 ：from django.http import HttpResponse

    • 2.配置URLconf

      查找视图的过程 :

      • 1.请求者在浏览器地址栏中输入URL, 请求到网站.
      • 2.网站获取URL信息.
      • 3.然后与编写好的URLconf逐条匹配.
      • 4.如果匹配成功则调用对应的视图.
      • 5.如果所有的URLconf都没有匹配成功.则返回404错误.
        web框架之Django

    1.URLconf入口

    2.需要两步完成

    URLconf

     配置
    • 1.在项目中定义URLconf

    • 2.在应用中定义URLconf

      提示：一条

      URLconf

       包括URL规则、视图两部分
      • URL规则使用正则表达式定义.
      • 视图就是在

        views.py

         中定义的视图函数.
    3.url匹配过程
    web框架之Django
    4.View和URL匹配流程
    web框架之Django
7.模板

1.提示 :

  • 漂亮的页面需要

    html

     、

    css

     、

    js

     .
  • 可以把这一堆字段串全都写到视图中, 作为

    HttpResponse()

     的参数,响应给客户端.
  • 问题 :
    • 视图部分代码臃肿, 耦合度高.
    • 这样定义的字符串是不会出任何效果和错误的.
    • 效果无法及时查看.有错也不容易及时发现.

2.解决问题 :模板

  • MVT

     设计模式中的

    T

     ,

    Template
  • 在Django中, 将前端的内容定义在模板中, 然后再把模板交给视图调用, 各种漂亮、炫酷的效果就出现了.

3.模板使用步骤：

  1. 创建模板
  2. 设置模板查找路径
  3. 模板接收视图传入的数据
  4. 模板处理数据
8.案例实现
实现步骤
  • 1.创建视图
    • 查询数据库数据
    • 构造上下文
    • 传递上下文到模板 
    # 定义视图：提供书籍列表信息
def bookList(request):
    # 查询数据库书籍列表数据
    books = BookInfo.objects.all()
    # 构造上下文
    context = {'books':books}
    # 数据交给模板处理，处理完成后通过视图响应给客户端
    return render(request, 'Book/booklist.html', context)
  • 2.创建模板
    • 读取上下文数据
    • 构造网页html文档 : 书籍信息以列表样式展示 
    <!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>书籍列表信息</title>
</head>
<body>
  • 3.配置URLconf 
    from django.conf.urls import url
from book.views import index,bookList

urlpatterns = [
    url(r'^$',index),
    # 匹配书籍列表信息的URL,调用对应的bookList视图
    url(r'^booklist/$',bookList)
]
9.配置文件和静态文件

配置文件

1. BASE_DIR 
BASE_DIR = os.path.dirname(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)))

当前工程的根目录，Django会依此来定位工程内的相关文件，我们也可以使用该参数来构造文件路径。

2. DEBUG

调试模式，创建工程后初始值为True，即默认工作在调试模式下。

作用：

  • 修改代码文件，程序自动重启
  • Django程序出现异常时，向前端显示详细的错误追踪信息

注意：部署线上运行的Django不要运行在调式模式下，记得修改DEBUG=False和ALLOW_HOSTS。

3. 本地语言与时区

Django支持本地化处理，即显示语言与时区支持本地化。

本地化是将显示的语言、时间等使用本地的习惯，这里的本地化就是进行中国化，中国大陆地区使用简体中文，时区使用亚洲/上海时区，注意这里不使用北京时区表示。

初始化的工程默认语言和时区为英语和UTC标准时区

LANGUAGE_CODE = 'en-us'  # 语言
TIME_ZONE = 'UTC'  # 时区# 时区

将语言和时区修改为中国大陆信息

LANGUAGE_CODE = 'zh-Hans'
TIME_ZONE = 'Asia/Shanghai'

静态文件

项目中的CSS、图片、js都是静态文件。一般会将静态文件放到一个单独的目录中，以方便管理。在html页面中调用时，也需要指定静态文件的路径，Django中提供了一种解析的方式配置静态文件路径。静态文件可以放在项目根目录下，也可以放在应用的目录下，由于有些静态文件在项目中是通用的，所以推荐放在项目的根目录下，方便管理。为了提供静态文件，需要配置两个参数：

  • STATICFILES_DIRS存放查找静态文件的目录
  • STATIC_URL访问静态文件的URL前缀

示例：

1）在项目根目录下创建static目录来保存静态文件。

2） 在bookmanager/settings.py中修改静态文件的两个参数为

STATIC_URL = '/static/'
STATICFILES_DIRS = [
    os.path.join(BASE_DIR, 'static'),
]

3）此时在static添加的任何静态文件都可以使用网址**/static/文件在static中的路径**来访问了。

例如，我们向static目录中添加一个index.html文件，在浏览器中就可以使用127.0.0.1:8000/static/index.html来访问。

或者我们在static目录中添加了一个子目录和文件book/detail.html，在浏览器中就可以使用127.0.0.1:8000/static/book/detail.html来访问。

App应用配置

在每个应用目录中都包含了apps.py文件，用于保存该应用的相关信息。

在创建应用时，Django会向apps.py文件中写入一个该应用的配置类，如

from django.apps import AppConfig


class BookConfig(AppConfig):
    name = 'book'

我们将此类添加到工程settings.py中的INSTALLED_APPS列表中，表明注册安装具备此配置属性的应用。

  • AppConfig.name属性表示这个配置类是加载到哪个应用的，每个配置类必须包含此属性，默认自动生成。
  • AppConfig.verbose_name属性用于设置该应用的直观可读的名字，此名字在Django提供的Admin管理站点中会显示，如 
from django.apps import AppConfig

class UsersConfig(AppConfig):
    name = 'book'
    verbose_name_plural = '图书管理'
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