Python的web框架Django的创建与前后端的数据互传

前言简述

Django 是用Python开发的一个免费开源的Web框架，可以用于快速搭建高性能，优雅的网站！采用了MVC的框架模式，即模型M，视图V和控制器C，也可以称为MVT模式，模型M，视图V，模板T。
Django的官方文档

本次使用的Django版本为3.0.5，所以以Django3.0的版本进行对建站的讲解，可能由些代码实现与老版本的Django有些差异，但是实现理念都行相通的。

项目环境准备

搭建虚拟环境，随着我们项目的积累，有时候不同项目需要用不到不同版本的包，可能会产生冲突，这时候我们需要一个虚拟环境将每个项目需要的包进行独立，这样就能有效避免冲突。

virtualenv是一个创建隔绝的python环境的工具。virtualenv创建一个包含所有必要的可执行文件的文件夹，用来使用python工程所需的包。

pip/pip3 install virtualenv

Django项目

创建项目：

两种创建方式如下：

1. 打开Pycharm 新建项目 选择Django。
   
2. 终端输入命令行创建一个项目
   打开命令行，cd 到一个你想放置你代码的目录，然后运行以下命令：
   DjangoDemo为项目名

django-admin startproject DjangoDemo

3. 生成的项目文件结构
   
   djangoDemo/
   ├── djangoDemo
   │ ├── init.py
   │ ├── settings.py
   │ ├── urls.py
   │ └── wsgi.py
   └── manage.py

1、djangoDemo/djangoDemo: 项目最初的Python包
2、djangoDemo/init.py:一个空文件，声明所在目录的包为一个Python包
3、djangoDemo/settings.py: 管理项目的配置信息
4、djangoDemo/urls.py: 声明请求url的映射关系
5、djangoDemo/wsgi.py:python程序和web服务器的通信协议
6、manage.py：一个命令行工具，用来和Django项目进行交互，如前面创建项目就用到了该文件。

配置settings.py文件

这是个包含了 Django 项目设置的 Python 模块。
具体各项配置是什么作用如下：

import os
# 项目的相对路径，启动服务的时候会运行这个文件所在路径的manage.py
BASE_DIR = os.path.dirname(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)))

# 安全密钥
SECRET_KEY = '%+ty%3(cc_$tj(jmvqyr+ga=-6q5yueu%+bnin)9^r32h-5d*6'

# 是否开启Debug 调试模式
DEBUG = True
ALLOWED_HOSTS = []
#在服务器部署后应该修改为：
#DEBUG = False
#ALLOWED_HOSTS = ['*']

# 用来注册App 前6个是django自带的应用,创建一个新的app都应该把app的名字写进这个列表。
INSTALLED_APPS = [
    'django.contrib.admin',
    'django.contrib.auth',
    'django.contrib.contenttypes',
    'django.contrib.sessions',
    'django.contrib.messages',
    'django.contrib.staticfiles',
]

# 中间件 ,需要加载的中间件。比如在请求前和响应后根据规则去执行某些代码的方法
MIDDLEWARE = [
    'django.middleware.security.SecurityMiddleware',
    'django.contrib.sessions.middleware.SessionMiddleware',
    'django.middleware.common.CommonMiddleware',
    'django.middleware.csrf.CsrfViewMiddleware',
    'django.contrib.auth.middleware.AuthenticationMiddleware',
    'django.contrib.messages.middleware.MessageMiddleware',
    'django.middleware.clickjacking.XFrameOptionsMiddleware',
]

# 指定URL列表文件 父级URL配置，路由检索的起点位置。
ROOT_URLCONF = 'djangoDemo.urls'

# 加载网页模板路径
TEMPLATES = [
    {
        'BACKEND': 'django.template.backends.django.DjangoTemplates',
        #会自动检索根目录下的templates文件的静态文件html
        'DIRS': [os.path.join(BASE_DIR, 'templates')],
        'APP_DIRS': True,
        'OPTIONS': {
            'context_processors': [
                'django.template.context_processors.debug',
                'django.template.context_processors.request',
                'django.contrib.auth.context_processors.auth',
                'django.contrib.messages.context_processors.messages',
            ],
        },
    },
]

# WSGI的配置文件路径
WSGI_APPLICATION = 'djangoDemo.wsgi.application'


# 数据库配置 默认的数据库为sqlite
DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.sqlite3',
        'NAME': os.path.join(BASE_DIR, 'db.sqlite3'),
    }
    #'default': {
    #    'ENGINE': 'django.db.backends.mysql',
    #    'NAME': '',  # 数据库名
    #    'USER': '',  # 用户名
    #    'PASSWORD': '',  # 密码
    #    'HOST': '',  # 服务器地址
    #    'PORT': '3306',  # 端口
    #    'OPTIONS': {'charset': 'utf8'},
    #}
}


# 相关密码验证
AUTH_PASSWORD_VALIDATORS = [
    {
        'NAME': 'django.contrib.auth.password_validation.UserAttributeSimilarityValidator',
    },
    {
        'NAME': 'django.contrib.auth.password_validation.MinimumLengthValidator',
    },
    {
        'NAME': 'django.contrib.auth.password_validation.CommonPasswordValidator',
    },
    {
        'NAME': 'django.contrib.auth.password_validation.NumericPasswordValidator',
    },
]



# 后台管理语言设置 默认英语， 中文是zh-hans
LANGUAGE_CODE = 'en-us'

# 时区设置，中国的是：Asia/Shanghai
TIME_ZONE = 'UTC'

USE_I18N = True

USE_L10N = True

USE_TZ = True

# 静态文件路径
STATIC_URL = '/static/'
STATICFILES_DIRS = [
    os.path.join(BASE_DIR, 'static'),
]

创建APP应用

项目和应用有什么区别？应用是一个专门做某件事的网络应用程序——比如博客系统，或者公共记录的数据库，或者小型的投票程序。项目则是一个网站使用的配置和应用的集合。项目可以包含很多个应用。应用可以被很多个项目使用。

例如个人网站就分管为blog等等app，它们分别处理不同请求。

创建app的方式

创建一个名为app_demo的应用, 在终端项目目录下执行

 python manage.py startapp app_demo

新建的app的文件目录结构如下：

admin: 对应应用后台管理配置文件
apps: 对应应用的配置文件
models: 数据模块，用于设计数据库等
tests: 编写测试脚本
views：视图层，直接和浏览器进行交互

每次新建一个App我们需要将其在settings.py文件中的INSTALLED_APPS里进行注册，这样程序才能够找到这个服务。

配置urls路由选择

每个app都应该再创建一个urls.py的路由文件

函数 path() 具有四个参数，两个必须参数：route 和 view，两个可选参数：kwargs 和 name

函数 include() 允许引用其它 URLconfs。每当 Django 遇到 include() 时，它会截断与此项匹配的 URL 的部分，并将剩余的字符串发送到 URLconf 以供进一步处理。

回到根目录，在djangoDemo.urls配置他们的关系映射，就是告诉框架URL的访问的时候应当转到哪个app。

例如：本地运行后，网址输入127.0.0.1:8000/article/ ，然后django在接受路径请求时会在根目录的urls.py会帮你路径匹配到名叫article的APP的文件夹目录下的urls.py文件，然后这个子路由进行下一步处理。

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

urlpatterns = [
	#默认后台管理地址
    path('admin/', admin.site.urls),
    #只输入网址转接转到名叫app_demo的APP的urls路由来处理
    path('', include('app_demo.urls')), 
    #输入网址+/article/会跳转到名叫acticle的urls路由来处理
    path('article/', include('acticle.urls'))
]

之后，在app_demo.urls.py配置每个请求路径的处理视图。例如主页的友链的版块如下：

path() 参数： views
当 Django 找到了一个匹配的准则，就会调用这个特定的视图函数，并传入一个 HttpRequest 对象作为第一个参数，被“捕获”的参数以关键字参数的形式传入。

from django.urls import path
from djangoDemo.app_demo import views

app_name = "home"

urlpatterns = [
	#此时为URL为127.0.0.1:8000/friendlink/
    path(r'friendlink/', views.friendlink_view),
    #此时为URL为127.0.0.1:8000/function/
    path(r'function/', views.function_view),
    #此时为URL为127.0.0.1:8000/
    path(r'',views.home_view, name='home') #标记为name是为了在模板语言可用使用static
]

然后在app_demo.views.py里面创建对应的视图函数，请求会在这些视图函数中进行处理。

def friendlink_view():

    return None


def function_view():

    return None
    
def home_view():

    return None

视图函数与启动服务

一个简单例子，当网址输入127.0.0.1:8000/ 会跳转到这个函数来处理请求。

from django.http import HttpResponse

def home_view(request):
    return HttpResponse("hello world")

在Django项目的根目录下开始运行Django服务，输入命令启动服务

python manage.py runserver

或者选择DjangoServer启动服务

点开网址，或者到网页输入这个URL


停止运行服务就按Ctrl+Pause

前后端交互

接受前端数据

一个简单登录的例子
首先在templates文件下创建一个login.html

注意：Django对网站安全做了很多防护，所以进行POST请求时，需要在html里面加入模板语言的{% csrf_token %}随机生成一串csrf。也有另一种办法请往下看。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>
    <form action="/" method="POST">
        {% csrf_token %}
        <p>
            <label>用户名：</label><input type="text" name="uname">
        </p>
        <p>
            <label>密&emsp;码：</label><input type="password" name="pwd">
        </p>
        <p>
           &emsp;&emsp;<input type="submit" value="登录">
        </p>
    </form>
</body>
</html>

后端依旧用home_view来验证用户名，使用网页重定向。

from django.http import HttpResponse
from django.shortcuts import render

def home_view(request):
    # get的用法就换成request.GET.get
    if request.method == 'POST':
        username = request.POST.get('uname')
        password = request.POST.get('pwd')
        if username == 'admin' and password == '123456':
            return HttpResponse("登录成功")
        else:
            return HttpResponse("登录失败")
        
    #不是POST请求就重定向返回login页面
    return render(request, 'login.html')
	

第二种可以不用在login.html里面加入{% csrf_token %}，可用调用csrf_exempt实现POST方式的请求

from django.views.decorators.csrf import csrf_exempt
from django.http import HttpResponse
from django.shortcuts import render

@csrf_exempt
def home_view(request):
    # get的用法就换成request.GET.get
    if request.method == 'POST':
        username = request.POST.get('uname')
        password = request.POST.get('pwd')
        if username == 'admin' and password == '123456':
            return HttpResponse("登录成功")
        else:
            return HttpResponse("登录失败")

    #不是POST请求就重定向返回login页面
    return render(request, 'login.html')

往前端传数据

大部分的django的模板语法还是自行百度，本网站用到的会简单介绍一些。
就举文章页的数据传输渲染网页的例子来说

127.0.0.1:8000/article/文章id参数

int:article_id限制了参数必须为数字。

下面为article下的APP的路由选择

然后视图函数如下
简单介绍一下，一部分知识是数据库模型类就不在这讲了。

这次要讲的下面这些，article_id为在urls里面传来的可变请求数据，可用于数据库来查询，context就是存的是传给前端html模板语言所需的数据，是一个字典，key是在前端用的数据名，value可以是单个数据，列表，字典，数据库模型对象…

def show_view(request, article_id):
	context = {'article': article}
	return render(request, 'article.html', context)

然后是前端，只做对模板语言调用后端传来数据的简单运用，这些调用都需要用到数据库模型类字段的设置，模型类是在对应的APP的models.py里面创建的，下面是本网站文章类的一部分字段。

class Article(models.Model):
    """文章"""
    id = models.AutoField(primary_key=True)
    title = models.CharField('标题', max_length=200, unique=True)
    author = models.CharField('作者', max_length=100, blank=True, null=True)
    pub_time = models.DateTimeField('发布时间', blank=False,
                                    null=False, default=now)
    body = MDTextField('正文')
    summary = models.TextField('文章简介', blank=True, null=True)
    category = models.ForeignKey(
        'Category', verbose_name='分类',
        on_delete=models.CASCADE, blank=True, null=True)
    tags = models.ManyToManyField('Tag', verbose_name='标签集合', blank=True)

普通字段的使用和分类（category)外键的调用，以及标签（tags）多对多的调用,html中的模板语言写法如下

url模板语法 是{% url ‘app名字:app的路由选择’ 可变参数 %}
static 首先在根目录下得有一个static文件名字，然后在settings.py中配置

然后就可以直接用{% static ‘该文件夹的文件相对路径’ %}表示文件路径

{% load static %} #加载静态文件
<a href="{% url 'article:article' article.id %}">文章的链接</a>
<img src= "{% static 'img/image.png' %}">
<p>{{article.title}}</p> #文章题目
<p>{{article.author}}</p>#文章的作者
<p>{{article.body}}</p>#文章的内容
<p>{{article.category.name}}</p>#文章所属的分类名，分类模型类有个name字段
{% if article.tags %} #存在标签的话
	{% for tag in article.tags.all %} #文章所有的标签名字
		<p>{{ tag.name }}</p>
	{% endfor %}
{% endif %}

更多模板语言用法自行百度，或者参考Django的官方文档介绍

最后

有兴趣的可以参观利用Django建设起来的网站---->Hcode网站