Python编程从入门到实践：Web应用程序 - Django入门

开发系统和开发IDE

开发系统： Ubuntu 16.0.4 LTS
开发IDE： Visual Studio Code 版本: 1.32.3
Python版本： Python3
依赖： Django 2.2

资料《Python编程从入门到实践》书籍

链接：https://pan.baidu.com/s/1USkqvL2dLU3Q9XplVaGQJg
提取码：zoyc

GitHub:

https://github.com/lichangke/Python3_Project/tree/master/learning_log

1. Django入门

Django（http://djangoproject.com/ ）

Django是一个Web框架 ——一套用于帮助开发交互式网站的工具。

学习如何使用Django来开发一个名为“学习笔记”（Learning Log） 的项目， 这是一个在线日志系统， 让你能够记录所学习的有关特定主题的知识。

1.1 建立项目

阶段代码：GitHub learning_log_1.1_建立项目

不包括虚拟环境ll_env文件夹下文件

1.1.1 建立虚拟环境

虚拟环境 是系统的一个位置， 你可以在其中安装包， 并将其与其他Python包隔离，将项目的库与其他项目分离是有益的。

为项目新建一个目录， 将其命名为learning_log，使用如下命令来创建虚拟环境：

python -m venv ll_env

运行了模块venv ， 并使用它来创建一个名为ll_env的虚拟环境，成功创建如下图

1.1.2 激活虚拟环境

建立虚拟环境后， 需要使用下面的命令激活它：

source ll_env/bin/activate

成功激活如下图：

1.1.3 安装Django

在虚拟环境处于活动状态时安装Django(以下无特殊说明，均在虚拟环境处于活动状态)

pip install Django

1.1.4 在Django中创建项目

django-admin.py startproject learning_log .

注意：千万别忘了这个句点(英文输入法)， 否则部署应用程序时将遭遇一些配置问题。 如果忘记了这个句点， 就将创建的文件和文件夹删除（ll_env除外） ， 再重新运行这个命令。

#	文件名	说明
	settings.py	指定Django如何与你的系统交互以及如何管理项目，修改其中一些设置， 并添加一些设置
	urls.py	告诉Django应创建哪些网页来响应浏览器请求
	wsgi.py	帮助Django提供它创建的文件， 这个文件名是web server gateway interface（Web服务器网关接口 ） 的首字母缩写。

1.1.5 创建数据库

python manage.py migrate

1.1.6 查看项目

核实Django是否正确地创建了项目。 为此， 可执行命令runserver

python manage.py runserver

打开一款Web浏览器， 并输入URL： http://localhost:8000/； 如果这不管用， 请输入http://127.0.0.1:8000/。

如果出现错误消息“That port is already in use”（指定端口已被占用） ， 请执行命令python manage.py runserver 8001 ， 让Diango使用另一个端口； 如果这个端口也不可用， 请不断执行上述命令， 并逐渐增大其中的端口号， 直到找到可用的端口。

1.2 创建应用程序

阶段代码：GitHub learning_log_1.2_创建应用程序

不包括虚拟环境ll_env文件夹下文件

Django项目 由一系列应用程序组成， 它们协同工作， 让项目成为一个整体。

当前， 在前面打开的终端窗口中应该还运行着runserver 。 请再打开一个终端窗口（或标签页） ， 并切换到manage.py所在的目录。 激活该虚拟环境， 再执行命令startapp ：

python manage.py startapp learning_logs

命令startapp appname 让Django建立创建应用程序所需的基础设施。 新增了一个文件夹learning_logs,其中最重要的文件是models.py、 admin.py和views.py。使用models.py来定义要在应用程序中管理的数据

1.2.1 定义模型

想想涉及的数据。 每位用户都需要在学习笔记中创建很多主题。 用户输入的每个条目都与特定主题相关联， 这些条目将以文本的方式显示。 还需要存储每个条目的时间戳， 以便能够告诉用户各个条目都是什么时候创建的

models.py
初始

from django.db import models

# Create your models here.

模型告诉Django如何处理应用程序中存储的数据。 在代码层面， 模型就是一个类， 包含属性和方法。

models.py

from django.db import models

# Create your models here.
# 创建了一个名为Topic 的类， 它继承了Model ——Django中一个定义了模型基本功能的类。 Topic 类只有两个属性： text 和date_added 。我们需要的属性
class Topic(models.Model):
    ''' 用户学习的主题'''
    # https://docs.djangoproject.com/en/2.2/ref/models/fields/#charfield
    text = models.CharField(max_length = 200) # 属性text是一个CharField——由字符或文本组成的数据
    # https://docs.djangoproject.com/en/2.2/ref/models/fields/#datetimefield
    date_added = models.DateTimeField(auto_now_add=True) # 实参auto_add_now=True 让Django将这个属性自动设置成当前日期和时间。
    def __str__(self):
        """返回模型的字符串表示"""
        return self.text

1.2.2 激活模型

要使用模型， 必须让Django将应用程序包含到项目中。 为此， 打开settings.py（它位于目录learning_log/learning_log中） ， 你将看到一个这样的片段， 即告诉Django哪些应用程序安装在项目中：

settings.py
初始

--snip--
INSTALLED_APPS = [
    'django.contrib.admin',
    'django.contrib.auth',
    'django.contrib.contenttypes',
    'django.contrib.sessions',
    'django.contrib.messages',
    'django.contrib.staticfiles',
]
--snip--

注Django版本差异，书中显示是一个元组。将 INSTALLED_APPS 修改如下
settings.py

--snip--
INSTALLED_APPS = [
    'django.contrib.admin',
    'django.contrib.auth',
    'django.contrib.contenttypes',
    'django.contrib.sessions',
    'django.contrib.messages',
    'django.contrib.staticfiles',

    # 我的应用程序
    'learning_logs',
]
--snip--

接下来， 需要让Django修改数据库， 使其能够存储与模型Topic 相关的信息。

python manage.py makemigrations learning_logs

命令makemigrations 让Django确定该如何修改数据库， 使其能够存储与定义的新模型相关联的数据。 输出表明Django创建了一个名为0001_initial.py的迁移文件， 这个文件将在数据库中为模型Topic 创建一个表。
下面来应用这种迁移， 让Django替我们修改数据库：

python manage.py migrate

每当需要修改“学习笔记”管理的数据时， 都采取如下三个步骤： 修改models.py； 对learning_logs 调用makemigrations ； migrate让Django迁移项目。

可以查看db.sqlite3如下图，models.py中Topic 的类数据

1.2.3 Django管理网站

1. 创建超级用户

为应用程序定义模型时， Django提供的管理网站（admin site） 让你能够轻松地处理模型。

Django允许你创建具备所有权限的用户——超级用户。 权限决定了用户可执行的操作。

为在Django中创建超级用户， 请执行下面的命令并按提示做：

python manage.py createsuperuser

2. 向管理网站注册模型

Django自动在管理网站中添加了一些模型， 如User 和Group ， 但对于创建的模型， 必须手工进行注册。

创建应用程序learning_logs 时， Django在models.py所在的目录中创建了一个名为admin.py的文件：

admin.py
初始

from django.contrib import admin
# Register your models here.

为向管理网站注册Topic ， 请输入下面的代码：

admin.py

from django.contrib import admin

# Register your models here.

from learning_logs.models import Topic  # 导入我们要注册的模型Topic 

admin.site.register(Topic)  # 让Django通过管理网站管理我们的模型

使用超级用户账户访问管理网站： 访问http://localhost:8000/admin/ ， 并输入刚创建的超级用户的用户名和密码

确认在终端窗口中运行着Django服务器,如果没有， 请激活虚拟环境， 并执行命令python manage.py runserver 。

可以在Topics中add新的Topic，创建 Chess 和 Rock Climbing

1.2.4 定义模型Entry

要记录学到的国际象棋和攀岩知识， 需要为用户可在学习笔记中添加的条目定义模型。 每个条目都与特定主题相关联， 这种关系被称为多对一关系， 即多个条目可关联到同一个主题。

在models.py添加Entry类代码：

models.py

from django.db import models
class Topic(models.Model):
  --snip--
class Entry(models.Model):
    """学到的有关某个主题的具体知识"""
    # 外键是一个数据库术语， 它引用了数据库中的另一条记录； 这些代码将每个条目关联到特定的主题。 每个主题创建时， 都给它分配了一个键（或ID） 。 
    # https://docs.djangoproject.com/en/2.2/ref/models/fields/#foreignkey
    # 注 在django2.0后定义外键和一对一关系的时候需要加on_delete选项
    topic = models.ForeignKey(Topic,on_delete=models.CASCADE)
    '''
    书中源代码：
        topic = models.ForeignKey(Topic)
    '''
    text = models.TextField()
    date_added = models.DateTimeField(auto_now_add=True)
    # 在Entry 类中嵌套了Meta 类。 Meta 存储用于管理模型的额外信息， 在这里， 它让我们能够设置一个特殊属性， 让Django在需要时使用Entries 来表示多个条目。 
    class Meta:
        verbose_name_plural = 'entries'

    def __str__(self):
        """返回模型的字符串表示"""
        return self.text[:50] + "..."    # 由于条目包含的文本可能很长， 我们让Django只显示text 的前50个字符

1.2.5 迁移模型Entry

python manage.py makemigrations learning_logs

python manage.py migrate

生成了一个新的迁移文件——0002_entry.py， 它告诉Django如何修改数据库， 使其能够存储与模型Entry 相关的信息。

1.2.6 向管理网站注册Entry

修改 admin.py
admin.py

from django.contrib import admin

# Register your models here.

from learning_logs.models import Topic,Entry  # 导入我们要注册的模型Topic，Entry

admin.site.register(Topic)  # 让Django通过管理网站管理我们的模型
admin.site.register(Entry)

返回到http://localhost/admin/ ， 你将看到learning_logs下列出了Entries。

可以向对应的Topic中添加条目

1.2.7 Django shell

输入一些数据后， 就可通过交互式终端会话以编程方式查看这些数据了。 这种交互式环境称为Django shell

python manage.py shell

1.3 创建网页： 学习笔记主页

阶段代码：GitHub learning_log_1.3_ 创建网页： 学习笔记主页

不包括虚拟环境ll_env文件夹下文件

使用Django创建网页的过程通常分三个阶段： 定义URL、 编写视图和编写模板。 urls -> views -> html 添加网页步骤。

定义URL：让Django知道如何将浏览器请求与网站URL匹配， 以确定返回哪个网页。

编写视图：每个URL都被映射到特定的视图 ——视图函数获取并处理网页所需的数据。

编写模板：生成浏览器能够理解的网页。

1.3.1 映射URL

打开项目主文件夹learning_log中的文件urls.py， 修改为
learning_log/urls.py

from django.contrib import admin
from django.urls import path

urlpatterns = [
    path('admin/', admin.site.urls),# 该模块定义了可在管理网站中请求的所有URL
    path('', include('learning_logs.urls', namespace='learning_logs')), 
    # 代码包含实参namespace ， 让我们能够将learning_logs 的URL同项目中的其他URL区分开来
]
'''
Django版本更新,书上的代码需做相应修改

书中源代码：
from django.conf.urls import include, url
from django.contrib import admin

urlpatterns = [
    url(r'^admin/', include(admin.site.urls)),
    url(r'', include('learning_logs.urls', namespace='learning_logs')),
]
应改为：
from django.contrib import admin
from django.urls import path, include

urlpatterns = [
    path('admin/', admin.site.urls),
    path('', include('learning_logs.urls', namespace='learning_logs')),
]

'''

默认的urls.py包含在文件夹learning_log中， 现在需要在文件夹learning_logs中创建另一个urls.py文件：(注意关于 Django版本更新,书上的代码需做相应修改)
learning_logs/urls.py

"""定义learning_logs的URL模式"""
from django.urls import path,re_path
from . import views

app_name='learning_logs' # 不能少 ，否则runserver的时候就会出错

# https://docs.djangoproject.com/en/2.2/ref/urls/#module-django.urls.conf
urlpatterns = [
    # 主页
    path('', views.index, name='index'),# Django将在文件views.py中查找函数index()
]

# urls -> views -> html  添加网页步骤

'''
Django版本更新,书上的代码需做相应修改

书中源代码：
from django.conf.urls import url
from . import views
urlpatterns = [
     # Home page.
    url(r'^$', views.index, name='index'),

    # Show all topics.
    url(r'^topics/$', views.topics, name='topics'),

    # Detail page for a single topic.
    url(r'^topics/(?P\d+)/$', views.topic, name='topic'),
]

应改为：
from django.urls import path
from . import views

app_name='learning_logs'
urlpatterns = [
    # 主页
    path('', views.index, name='index'),

    # 显示所有的主题
    path('topics/', views.topics, name='topics'),

    # 特定主题的详细页面
    path("topics/(?P\d+)/", views.topic, name='topic'),
]

'''

1.3.2 编写视图

视图函数接受请求中的信息， 准备好生成网页所需的数据， 再将这些数据发送给浏览器——这通常是使用定义了网页是什么样的模板实现的。
learning_logs中的文件views.py是执行命令python manage.py startapp 时自动生成的， 当前其内容如下：
views.py
初始

from django.shortcuts import render

# Create your views here.

这个文件只导入了函数render() ， 它根据视图提供的数据渲染响应。 下面的代码演示了该如何为主页编写视图：
views.py

from django.shortcuts import render

# Create your views here.

def index(request):
    """学习笔记的主页"""
    return render(request, 'learning_logs/index.html')  # 这里向函数render() 提供了两个实参： 原始请求对象以及一个可用于创建网页的模板。

1.3.3 编写模板

模板定义了网页的结构。 模板指定了网页是什么样的， 而每当网页被请求时， Django将填入相关的数据。 模板让你能够访问视图提供的任何数据。 主页视图没有提供任何数据， 因此相应的模板非常简单。

在文件夹learning_logs中新建一个文件夹， 并将其命名为templates。 在文件夹templates中， 再新建一个文件夹， 并将其命名为learning_logs。 这好像有点多余（在文件夹learning_logs中创建了文件夹templates， 又在这个文件夹中创建了文件夹learning_logs） ， 但建立了Django能够明确解读的结构， 即便项目很大， 包含很多应用程序亦如此。 在最里面的文件夹learning_logs中， 新建一个文件， 并将其命名为index.html， 再在这个文件中编写如下代码：
index.html

<p>Learning Logp>
<p>Learning Log helps you keep track of your learning, for any topic you're learning about.p>

HTML教程：可参考runoob HTML 教程- (HTML5 标准)

请求这个项目的基础URL——http://localhost:8000/， 将看到刚才创建的网页， 而不是默认的Django网页。

1.4 创建其他网页

阶段代码：GitHub learning_log_1.4_创建其他网页

不包括虚拟环境ll_env文件夹下文件

将创建两个显示数据的网页， 其中一个列出所有的主题， 另一个显示特定主题的所有条目。 对于每个网页， 都将指定URL模式， 编写一个视图函数， 并编写一个模板。 但这样做之前， 先创建一个父模板， 项目中的其他模板都将继承它。

使用Django创建网页的过程通常分三个阶段： 定义URL、 编写视图和编写模板。 urls -> views -> html 添加网页步骤。

1.4.1 模板继承

创建网站时， 几乎都有一些所有网页都将包含的元素。 在这种情况下， 可编写一个包含通用元素的父模板， 并让每个网页都继承这个模板， 而不必在每个网页中重复定义这些通用元素。

1. 父模板
首先来创建一个名为base.html的模板， 并将其存储在index.html所在的目录中。 这个文件包含所有页面都有的元素； 其他的模板都继承base.html。 当前， 所有页面都包含的元素只有顶端的标题。 将在每个页面中包含这个模板， 因此将这个标题设置为到主页的链接：

learning_logs/base.html

<p>
    <a href="{% url 'learning_logs:index' %}">Learning Loga>
p>
{% block content %}{% endblock content %} 

注意： {% 之间没有空格

Django 模板可阅读 runoob Django 模板

或者 Django 官网文档 The Django template language

2. 子模板
重新编写index.html， 使其继承base.html， 如下所示：

learning_logs/index.html

{% extends "learning_logs/base.html" %}

{% block content %}
<p>Learning Log helps you keep track of your learning, for any topic you're learning about.p>
{% endblock content %}

1.4.2 显示所有主题的页面

urls -> views -> html 添加网页步骤

1. URL模式
定义显示所有主题的页面的URL。 通常， 使用一个简单的URL片段来指出网页显示的信息； 将使用单词topics， 因此URL http://localhost:8000/topics/将返回显示所有主题的页面。修改learning_logs/urls.py如下
urls.py

"""定义learning_logs的URL模式"""
from django.urls import path,re_path
from . import views
app_name='learning_logs' # 不能少 ，否则runserver的时候就会出错
# https://docs.djangoproject.com/en/2.2/ref/urls/#module-django.urls.conf
urlpatterns = [
    # 主页
    path('', views.index, name='index'),    # Django将在文件views.py中查找函数index()
    # 显示所有的主题
    path('topics/',views.topics,name = 'topics')
]

2. 视图
函数topics() 需要从数据库中获取一些数据， 并将其发送给模板。 需要在views.py中添加的代码如下：

views.py

from django.shortcuts import render

from .models import Topic   # 导入了与所需数据相关联的模型

# Create your views here.

def index(request):
    """学习笔记的主页"""
    return render(request, 'learning_logs/index.html')  # 这里向函数render() 提供了两个实参： 原始请求对象以及一个可用于创建网页的模板。

def topics(request):
    """显示所有的主题"""
    topics = Topic.objects.order_by('date_added') # 查询数据库——请求提供Topic 对象， 并按属性date_added 对它们进行排序
    context = {
     'topics': topics} # 一个将要发送给模板的上下文。 上下文是一个字典， 其中的键是我们将在模板中用来访问数据的名称， 而值是我们要发送给模板的数据。 
    return render(request, 'learning_logs/topics.html', context)

3. 模板
显示所有主题的页面的模板接受字典context ， 以便能够使用topics() 提供的数据。 创建一个文件， 将其命名为topics.html， 并存储到index.html所在的目录中。

topics.html

{% extends "learning_logs/base.html" %}
{% block content %}
<p>Topicsp>
<ul>
    {% for topic in topics %}
    <li>{
    { topic }}li>
    {% empty %}
    <li>No topics have been added yet.li>
    {% endfor %}
ul>
{% endblock content %}

现在需要修改父模板， 使其包含到显示所有主题的页面的链接：

base.html

<p>
    <a href="{% url 'learning_logs:index' %}">Learning Loga> - 
    <a href="{% url 'learning_logs:topics' %}">Topicsa>
p>

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

刷新浏览器中的主页， 将看到链接Topics。 单击这个链接， 将看到如下图

1.4.3 显示特定主题的页面

创建一个专注于特定主题的页面——显示该主题的名称及该主题的所有条目

urls -> views -> html 添加网页步骤

1. URL模式

显示特定主题的页面的URL模式与前面的所有URL模式都稍有不同， 因为它将使用主题的id 属性来指出请求的是哪个主题。 例如， 如果用户要查看主题Chess（其id 为1） 的详细页面， URL将为http://localhost:8000/topics/1/。 下面是与这个URL匹配的模式， 它包含在learning_logs/urls.py中：

urls.py

"""定义learning_logs的URL模式"""
from django.urls import path,re_path
from . import views

app_name='learning_logs' # 不能少 ，否则runserver的时候就会出错

# https://docs.djangoproject.com/en/2.2/ref/urls/#module-django.urls.conf
urlpatterns = [
    # 主页
    path('', views.index, name='index'),    # Django将在文件views.py中查找函数index()

    # 显示所有的主题
    path('topics/',views.topics,name = 'topics')

    # 特定主题的详细页面
    # use a regular expression, you can use re_path(). https://stackoverflow.com/questions/47661536/django-2-0-path-error-2-0-w001-has-a-route-that-contains-p-begins-wit
    re_path(r'^topics/(?P\d+)/$', views.topic, name='topic'), # ?P 将匹配的值存储到topic_id 中； 而表达式\d+ 与包含在两个斜杆内的任何数字都匹配， 不管这个数字为多少位。
]

2. 视图

views.py

--snip--
def topic(request, topic_id):
    """显示单个主题及其所有的条目"""
    topic = Topic.objects.get(id=topic_id)
    entries = topic.entry_set.order_by('-date_added')
    context = {
     'topic': topic, 'entries': entries}
    return render(request, 'learning_logs/topic.html', context)

3. 模板
这个模板需要显示主题的名称和条目的内容； 如果当前主题不包含任何条目， 还需向用户指出这一点：

topic.html

{% extends 'learning_logs/base.html' %}
{% block content %}
<p>Topic: {
    { topic }}p>
<p>Entries:p>
<ul>
    {% for entry in entries %}
    <li>
        <p>{
    { entry.date_added|date:'M d, Y H:i' }}p>
        <p>{
    { entry.text|linebreaks }}p>
    li>
    {% empty %}
    <li>
        There are no entries for this topic yet.
    li>
    {% endfor %}
ul>
{% endblock content %}

4. 将显示所有主题的页面中的每个主题都设置为链接
在浏览器中查看显示特定主题的页面前， 需要修改模板topics.html， 让每个主题都链接到相应的网页

topics.html

{% extends "learning_logs/base.html" %}
{% block content %}
<p>Topicsp>
<ul>
    {% for topic in topics %}
    <li>
        <a href="{% url 'learning_logs:topic' topic.id %}">{
    { topic }}a>
    li>
    {% empty %}
    <li>No topics have been added yet.li>
    {% endfor %}
ul>
{% endblock content %}

用模板标签url 根据learning_logs中名为topic 的URL模式来生成合适的链接。 这个URL模式要求提供实参topic_id

刷新显示所有主题的页面， 再单击其中的一个主题

---

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