让我们一起来构建一个模板引擎（二）

在上篇文章中我们的模板引擎实现了变量和注释功能，同时在文章的最后我给大家留了一个问题：如何实现支持 if 和 for 的标签功能:

{% if user.is_admin %}
    admin, {{ user.name }}
{% elif user.is_staff %}
    staff
{% else %}
    others
{% endif %}

{% for name in names %}
    {{ name }}
{% endfor %}

在本篇文章中我们将一起来实现这个功能。

if ... elif ... else ... endif

首先我们来实现对 if 语句的支持。 if 语句的语法如下:

{% if True %}
...
{% elif True %}
...
{% else %}
...
{% endif %}

我们首先要做的跟之前一样，那就是确定匹配标签语法的正则表达式。这里我们用的是下面的正则来匹配标签语法:

re_tag = re.compile(r'\{% .*? %\}')

>>> re_tag.findall('{% if True %}...{% elif True %}...{% else %}...{% endif %}')
['{% if True %}', '{% elif True %}', '{% else %}', '{% endif %}']

然后就是生成代码了， if 语句跟之前的变量不一样那就是：需要进行缩进切换，这一点需要注意一下。

下面我们来看一下为了支持 if 标签增加了哪些代码吧(完整代码可以从 Github 上下载 template2a.py ):

class Template:

    def __init__(self, ...):
        # ...
        # 注释
        self.re_comment = re.compile(r'\{# .*? #\}')
        # 标签
        self.re_tag = re.compile(r'\{% .*? %\}')
        # 用于按变量，注释，标签分割模板字符串
        self.re_tokens = re.compile(r'''(
            (?:\{\{ .*? \}\})
            |(?:\{\# .*? \#\})
            |(?:\{% .*? %\})
        )''', re.X)
    
        # 生成 def __func_name():
        # ...

    def _parse_text(self):
        # ...
        for token in tokens:
            # ...
            if self.re_variable.match(token):
                # ...
            elif self.re_comment.match(token):
                continue

            # {% tag %}
            elif self.re_tag.match(token):
                # 将前面解析的字符串，变量写入到 code_builder 中
                # 因为标签生成的代码需要新起一行
                self.flush_buffer()

                tag = token.strip('{%} ')
                tag_name = tag.split()[0]
                if tag_name in ('if', 'elif', 'else'):
                    # elif 和 else 之前需要向后缩进一步
                    if tag_name in ('elif', 'else'):
                        self.code_builder.backward()
                    self.code_builder.add_line('{}:'.format(tag))
                    # if 语句条件部分结束，向前缩进一步，为下一行做准备
                    self.code_builder.forward()
                elif tag_name in ('endif',):
                    # if 语句结束，向后缩进一步
                    self.code_builder.backward()

            else:
                # ...

上面代码的关键点是生成代码时的缩进控制:

在遇到 if 的时候, 需要在 if 这一行之后将缩进往前移一步
在遇到 elif 和 else 的时候, 需要将缩进先往后移一步，待 elif/ else 那一行完成后还需要把缩进再移回来
在遇到 endif 的时候, 我们知道此时 if 语句已经结束了，需要把缩进往后移一步，离开 if 语句的主体部分

我们来看一下生成的代码:

>>> from template2a import Template
>>> t = Template('''
   ... {% if score >= 80 %}
   ... A
   ... {% elif score >= 60 %}
   ... B
   ... {% else %}
   ... C
   ... {% endif %}
   ... ''')
>>> t.code_builder
def __func_name():
    __result = []
    __result.extend(['\n'])
    if score >= 80:
        __result.extend(['\nA\n'])
    elif score >= 60:
        __result.extend(['\nB\n'])
    else:
        __result.extend(['\nC\n'])
    __result.extend(['\n'])
    return "".join(__result)

代码中的 if 语句和缩进没有问题。下面再看一下 render 的结果:

>>> t.render({'score': 90})
 '\n\nA\n\n'
>>> t.render({'score': 70})
 '\n\nB\n\n'
>>> t.render({'score': 50})
 '\n\nC\n\n'

对 if 语句的支持就这样实现了。有了这次经验下面让我们一起来实现对 for 循环的支持吧。

for ... endfor

模板中的 for 循环的语法如下:

{% for name in names %}
    ...
{% endfor %}

从语法上可以看出来跟 if 语句是很相似了，甚至比 if 语句还要简单。只需在原有 if 语句代码的基础上稍作修改就可以(完整版可以从 Github 上下载 template2b.py ):

class Template:

    # ...

    def _parse_text(self):
        # ...
            elif self.re_tag.match(token):
                # ...
                if tag_name in ('if', 'elif', 'else', 'for'):
                    # ...
                elif tag_name in ('endif', 'endfor'):
                    # ...

可以看到其实就是修改了两行代码。按照惯例我们先来看一下生成的代码:

>>> from template2b import Template
>>> t = Template('''
   ... {% for number in numbers %}
   ... {{ number }}
   ... {% endfor %}
   ... ''')
>>> t.code_builder
def __func_name():
    __result = []
    __result.extend(['\n'])
    for number in numbers:
        __result.extend(['\n',str(number),'\n'])
    __result.extend(['\n'])
    return "".join(__result)

render 效果:

>>> t.render({'numbers': range(3)})
'\n\n0\n\n1\n\n2\n\n'

for ... endfor 语法就这样实现了。是不是很简单?？但是还没完?

相信大家都知道在 python 中 for 循环其实还支持 break 和 else 。下面我们就一起来让我们的模板引擎的 for 语法支持 break 和 else （可以从 Github 上下载: template2c.py ）

class Template:

    # ...

    def _parse_text(self):
        # ...
            elif self.re_tag.match(token):
                # ...
                if tag_name in ('if', 'elif', 'else', 'for'):
                    # ...
                elif tag_name in ('break',):
                    self.code_builder.add_line(tag)
                elif tag_name in ('endif', 'endfor'):
                    # ...

可以看到，其实也是只增加了两行代码。效果：

from template2c import Template

>>> t = Template('''
... {% for number in numbers %}
...    {% if number > 2 %}
...       {% break %}
...    {% else %}
...       {{ number }}
...    {% endif %}
... {% else %}
...    no break
... {% endfor %}
... ''')
>>> t.code_builder
def __func_name():
    __result = []
    __result.extend(['\n'])
    for number in numbers:
        __result.extend(['\n   '])
        if number > 2:
            __result.extend(['\n      '])
            break
            __result.extend(['\n   '])
        else:
            __result.extend(['\n      ',str(number),'\n   '])
        __result.extend(['\n'])
    else:
        __result.extend(['\n   no break\n'])
    __result.extend(['\n'])
    return "".join(__result)

>>> t.render({'numbers': range(3)}).replace('\n', '')
'         0            1            2      no break'
>>> t.render({'numbers': range(4)}).replace('\n', '')
'         0            1            2            '

就这样我们的模板引擎对 for 的支持算是比较完善了。至于生成的代码里的换行和空格暂时先不管，留待之后优化代码的时候再处理。

重构

我们的 Template._parse_text 方法代码随着功能的增加已经变成下面这样了:

def _parse_text(self):
    """解析模板"""
    tokens = self.re_tokens.split(self.raw_text)

    for token in tokens:
        if self.re_variable.match(token):
            variable = token.strip('{} ')
            self.buffered.append('str({})'.format(variable))
        elif self.re_comment.match(token):
            continue
        elif self.re_tag.match(token):
            self.flush_buffer()

            tag = token.strip('{%} ')
            tag_name = tag.split()[0]
            if tag_name in ('if', 'elif', 'else', 'for'):
                if tag_name in ('elif', 'else'):
                    self.code_builder.backward()
                self.code_builder.add_line('{}:'.format(tag))
                self.code_builder.forward()
            elif tag_name in ('break',):
                self.code_builder.add_line(tag)
            elif tag_name in ('endif', 'endfor'):
                self.code_builder.backward()
        else:
            self.buffered.append('{}'.format(repr(token)))

有什么问题呢？问题就是 for 循环里的代码太长了，我们需要分割 for 循环里的代码。比如把对变量，if/for 的处理封装到单独的方法里。

下面展示了一种方法（可以从 Github 下载 template2d.py ):

def _parse_text(self):
    """解析模板"""
    tokens = self.re_tokens.split(self.raw_text)
    handlers = (
        (self.re_variable.match, self._handle_variable),   # {{ variable }}
        (self.re_tag.match, self._handle_tag),             # {% tag %}
        (self.re_comment.match, self._handle_comment),     # {# comment #}
    )
    default_handler = self._handle_string                  # 普通字符串

    for token in tokens:
        for match, handler in handlers:
            if match(token):
                handler(token)
                break
        else:
            default_handler(token)

def _handle_variable(self, token):
    """处理变量"""
    variable = token.strip('{} ')
    self.buffered.append('str({})'.format(variable))

def _handle_comment(self, token):
    """处理注释"""
    pass

def _handle_string(self, token):
    """处理字符串"""
    self.buffered.append('{}'.format(repr(token)))

def _handle_tag(self, token):
    """处理标签"""
    # 将前面解析的字符串，变量写入到 code_builder 中
    # 因为标签生成的代码需要新起一行
    self.flush_buffer()
    tag = token.strip('{%} ')
    tag_name = tag.split()[0]
    self._handle_statement(tag, tag_name)

def _handle_statement(self, tag, tag_name):
    """处理 if/for"""
    if tag_name in ('if', 'elif', 'else', 'for'):
        # elif 和 else 之前需要向后缩进一步
        if tag_name in ('elif', 'else'):
            self.code_builder.backward()
        # if True:, elif True:, else:, for xx in yy:
        self.code_builder.add_line('{}:'.format(tag))
        # if/for 表达式部分结束，向前缩进一步，为下一行做准备
        self.code_builder.forward()
    elif tag_name in ('break',):
        self.code_builder.add_line(tag)
    elif tag_name in ('endif', 'endfor'):
        # if/for 结束，向后缩进一步
        self.code_builder.backward()

这样处理后是不是比之前那个都放在 _parse_text 方法里要好很多？

至此，我们的模板引擎已经支持了如下语法:

变量: {{ variable }}
注释: {# comment #}
if 语句: {% if ... %} ... {% elif ... %} ... {% else %} ... {% endif %}
for 循环: {% for ... in ... %} ... {% break %} ... {% else %} ... {% endfor %}

之后的文章还将实现其他实用的模板语法，比如 include, extends 模板继承等。

include 的语法(item.html 是个独立的模板文件, list.html 中 include item.html):

{# item.html #}
{{ item }}

{# list.html #}

    {% for name in names %}
        {% include "item.html" %}
    {% endfor %}

list.html 渲染后将生成类似下面这样的字符串:


    Tom
    Jim

extends 的语法(base.html 是基础模板, child.html 继承 base.html 然后重新定义 base.html 中定义过的 block):

{# base.html #}

{% block content %}
    parent_content
{% endblock content %}


{% block footer %}
    (c) 2016 example.com
{% endblock footer %}

child.html:

{% extends "base.html" %}

{% block content %}
    child_content
    {{ block.super }}
{% endblock content %}

child.html 渲染后将生成类似下面这样的字符串:


    child_content
    parent_content


    (c) 2016 example.com

那么，该如何实现 include 和 extends 功能呢？我将在第三篇文章中向你详细的讲解。敬请期待。

让我们一起来构建一个模板引擎（二）

if ... elif ... else ... endif

for ... endfor

重构

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