一.Django入门
当今的网站实际上都是富应用程序(rich application),就像成熟的桌面应用程序一样。Python提供了一组开发Web应用程序的卓越工具。在本章中,你将学习如何使用Django(http://djangoproject.com/ )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。
我们将为这个项目制定规范,然后为应用程序使用的数据定义模型。我们将使用Django的管理系统来输入一些初始数据,再学习编写视图和模板,让Django能够为我们的网站创建网页。
Django是一个Web框架 ——一套用于帮助开发交互式网站的工具。Django能够响应网页请求,还能让你更轻松地读写数据库、管理用户等。
1.1 建立项目
建立项目时,首先需要以规范的方式对项目进行描述,再建立虚拟环境,以便在其中创建项目。
1.1.1 制定规范
完整的规范详细说明了项目的目标,阐述了项目的功能,并讨论了项目的外观和用户界面。与任何良好的项目规划和商业计划书一样,规范应突出重点,帮助避免项目偏离轨道。这里不会制定完整的项目规划,而只列出一些明确的目标,以突出开发的重点。我们制定的规范如下:
我们要编写一个名为“学习笔记”的Web应用程序,让用户能够记录感兴趣的主题,并在学习每个主题的过程中添加日志条目。“学习笔记”的主页对这个网站进行描述,
并邀请用户注册或登录。用户登录后,就可创建新主题、添加新条目以及阅读既有的条目。
1.1.2 建立虚拟环境
要使用Django,首先需要建立一个虚拟工作环境。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。
为项目新建一个目录,将其命名为my_learning_log,再在终端中切换到这个目录,并创建一个虚拟环境。如果你使用的是Python 3,可使用如下命令来创建虚拟环境
代码:
python -m venv ll_env
测试记录:
C:\Users\Administrator>E:
E:\>cd E:\python\my_learning_log
E:\python\my_learning_log>python -m venv ll_env
E:\python\my_learning_log>
如报错,参考下一章节 安装virtualenv
1.1.3 安装virtualenv
安装virtualenv
C:\>pip install virtualenv
Collecting virtualenv
Downloading virtualenv-20.4.3-py2.py3-none-any.whl (7.2 MB)
|████████████████████████████████| 7.2 MB 21 kB/s
Collecting importlib-resources>=1.0
Downloading importlib_resources-5.1.2-py3-none-any.whl (25 kB)
Requirement already satisfied: six<2,>=1.9.0 in c:\users\administrator\appdata\local\programs\python\python36\lib\site-packages (from virtualenv) (1.12.0)
Collecting importlib-metadata>=0.12
Downloading importlib_metadata-3.10.0-py3-none-any.whl (14 kB)
Collecting distlib<1,>=0.3.1
Downloading distlib-0.3.1-py2.py3-none-any.whl (335 kB)
|████████████████████████████████| 335 kB 15 kB/s
Collecting appdirs<2,>=1.4.3
Downloading appdirs-1.4.4-py2.py3-none-any.whl (9.6 kB)
Collecting filelock<4,>=3.0.0
Downloading filelock-3.0.12-py3-none-any.whl (7.6 kB)
Requirement already satisfied: typing-extensions>=3.6.4 in c:\users\administrator\appdata\local\programs\python\python36\lib\site-packages (from importlib-metad
ata>=0.12->virtualenv) (3.7.2)
Collecting zipp>=0.5
Downloading zipp-3.4.1-py3-none-any.whl (5.2 kB)
Installing collected packages: zipp, importlib-resources, importlib-metadata, filelock, distlib, appdirs, virtualenv
Successfully installed appdirs-1.4.4 distlib-0.3.1 filelock-3.0.12 importlib-metadata-3.10.0 importlib-resources-5.1.2 virtualenv-20.4.3 zipp-3.4.1
1.1.4 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:
-- 激活虚拟环境
ll_env\Scripts\activate
-- 关闭虚拟环境
deactivate
测试记录:
E:\python\my_learning_log>ll_env\Scripts\activate
(ll_env) E:\python\my_learning_log>deactivate
E:\python\my_learning_log>
如果关闭运行虚拟环境的终端,虚拟环境也将不再处于活动状态。
1.1.5 安装Django
创建并激活虚拟环境后,就可安装Django了:
代码:
pip install Django
测试记录:
C:\Users\Administrator>E:
E:\>
E:\>cd E:\python\my_learning_log
E:\python\my_learning_log>pip install Django
Collecting Django
Downloading Django-3.1.7-py3-none-any.whl (7.8 MB)
|████████████████████████████████| 7.8 MB 1.6 MB/s
Collecting sqlparse>=0.2.2
Downloading sqlparse-0.4.1-py3-none-any.whl (42 kB)
|████████████████████████████████| 42 kB 420 kB/s
Requirement already satisfied: pytz in c:\users\administrator\appdata\local\programs\python\python36\lib\site-packages (from Django) (2018.7)
Collecting asgiref<4,>=3.2.10
Downloading asgiref-3.3.1-py3-none-any.whl (19 kB)
Installing collected packages: sqlparse, asgiref, Django
Successfully installed Django-3.1.7 asgiref-3.3.1 sqlparse-0.4.1
E:\python\my_learning_log>
由于我们是在虚拟环境中工作,因此在所有的系统中,安装Django的命令都相同:不需要指定标志--user ,也无需使用python -m pip install package_name 这样较长的命令。
别忘了,Django仅在虚拟环境处于活动状态时才可用。
1.1.6 在Django中创建项目
在依然处于活动的虚拟环境的情况下(ll_env包含在括号内),执行如下命令来新建一个项目
django-admin startproject my_learning_log .
dir
dir my_learning_log
测试记录:
(ll_env) E:\python\my_learning_log>django-admin startproject learning_log .
(ll_env) E:\python\my_learning_log>
(ll_env) E:\python\my_learning_log>dir
驱动器 E 中的卷是 新加卷
卷的序列号是 823D-B082
E:\python\my_learning_log 的目录
2021/04/01 15:59 .
2021/04/01 15:59 ..
2021/04/01 15:59 learning_log
2021/04/01 15:51 ll_env
2021/04/01 15:59 690 manage.py
1 个文件 690 字节
4 个目录 56,977,850,368 可用字节
(ll_env) E:\python\my_learning_log>dir learning_log
驱动器 E 中的卷是 新加卷
卷的序列号是 823D-B082
E:\python\my_learning_log\learning_log 的目录
2021/04/01 15:59 .
2021/04/01 15:59 ..
2021/04/01 15:59 417 asgi.py
2021/04/01 15:59 3,200 settings.py
2021/04/01 15:59 775 urls.py
2021/04/01 15:59 417 wsgi.py
2021/04/01 15:59 0 __init__.py
5 个文件 4,809 字节
2 个目录 56,977,850,368 可用字节
(ll_env) E:\python\my_learning_log>
1.1.7 创建数据库
Django将大部分与项目相关的信息都存储在数据库中,因此我们需要创建一个供Django使用的数据库。为给项目“学习笔记”创建数据库,请在处于活动虚拟环境中的情况下执行下
面的命令:
python manage.py migrate
dir
测试记录:
(ll_env) E:\python\my_learning_log>python manage.py migrate
Operations to perform:
Apply all migrations: admin, auth, contenttypes, sessions
Running migrations:
Applying contenttypes.0001_initial... OK
Applying auth.0001_initial... OK
Applying admin.0001_initial... OK
Applying admin.0002_logentry_remove_auto_add... OK
Applying admin.0003_logentry_add_action_flag_choices... OK
Applying contenttypes.0002_remove_content_type_name... OK
Applying auth.0002_alter_permission_name_max_length... OK
Applying auth.0003_alter_user_email_max_length... OK
Applying auth.0004_alter_user_username_opts... OK
Applying auth.0005_alter_user_last_login_null... OK
Applying auth.0006_require_contenttypes_0002... OK
Applying auth.0007_alter_validators_add_error_messages... OK
Applying auth.0008_alter_user_username_max_length... OK
Applying auth.0009_alter_user_last_name_max_length... OK
Applying auth.0010_alter_group_name_max_length... OK
Applying auth.0011_update_proxy_permissions... OK
Applying auth.0012_alter_user_first_name_max_length... OK
Applying sessions.0001_initial... OK
(ll_env) E:\python\my_learning_log>dir
驱动器 E 中的卷是 新加卷
卷的序列号是 823D-B082
E:\python\my_learning_log 的目录
2021/04/01 16:42 .
2021/04/01 16:42 ..
2021/04/01 16:06 .idea
2021/04/01 16:42 131,072 db.sqlite3
2021/04/01 16:42 learning_log
2021/04/01 16:04 ll_env
2021/04/01 15:59 690 manage.py
2 个文件 131,762 字节
5 个目录 56,942,923,776 可用字节
(ll_env) E:\python\my_learning_log>
我们将修改数据库称为迁移 数据库。首次执行命令migrate 时,将让Django确保数据库与项目的当前状态匹配。在使用SQLite(后面将更详细地介绍)的新项目中首次执行这个命令时,Django将新建一个数据库。Django指出它将创建必要的数据库表,用于存储我们将在这个项目(Synchronize unmigrated apps,同步未迁移的应用程序 )中使用的信息,再确保数据库结构与当前代码(Apply all migrations,应用所有的迁移 )匹配。
我们运行了命令ls ,其输出表明Django又创建了一个文件——db.sqlite3。SQLite是一种使用单个文件的数据库,是编写简单应用程序的理想选择,因为它让你不用太关注数据库管理的问题。
1.1.8 查看项目
下面来核实Django是否正确地创建了项目。为此,可执行命令runserver ,如下所示:
(ll_env) E:\python\my_learning_log>python manage.py runserver
Watching for file changes with StatReloader
Performing system checks...
System check identified no issues (0 silenced).
April 01, 2021 - 16:44:58
Django version 3.1.7, using settings 'learning_log.settings'
Starting development server at http://127.0.0.1:8000/
Quit the server with CTRL-BREAK.
Django启动一个服务器,让你能够查看系统中的项目,了解它们的工作情况。当你在浏览器中输入URL以请求网页时,该Django服务器将进行响应:生成合适的网页,并将其发送给浏览器。
Django通过检查确认正确地创建了项目;它指出了使用的Django版本以及当前使用的设置文件的名称;它指出了项目的URL。URL http://127.0.0.1:8000/表明项目将在你的计算机(即localhost)的端口8000上侦听请求。localhost是一种只处理当前系统发出的请求,而不允许其他任何人查看你正在开发的网页的服务器。
现在打开一款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/。你将看到类似于图18-1所示的页面,这个页面是Django创建的,让你知道
到目前为止一切正常。现在暂时不要关闭这个服务器。若要关闭这个服务器,按Ctrl + C即可。
1.2 创建应用程序
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。我们暂时只创建一个应用程序,它将完成项目的大部分工作。
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 :
C:\Users\Administrator>E:
E:\>cd E:\python\my_learning_log
E:\python\my_learning_log>ll_env\Scripts\activate
(ll_env) E:\python\my_learning_log>python manage.py startapp learning_logs
(ll_env) E:\python\my_learning_log>dir
驱动器 E 中的卷是 新加卷
卷的序列号是 823D-B082
E:\python\my_learning_log 的目录
2021/04/01 16:48 .
2021/04/01 16:48 ..
2021/04/01 16:06 .idea
2021/04/01 16:42 131,072 db.sqlite3
2021/04/01 16:42 learning_log
2021/04/01 16:48 learning_logs
2021/04/01 16:04 ll_env
2021/04/01 15:59 690 manage.py
2 个文件 131,762 字节
6 个目录 56,942,854,144 可用字节
(ll_env) E:\python\my_learning_log>dir learning_logs
驱动器 E 中的卷是 新加卷
卷的序列号是 823D-B082
E:\python\my_learning_log\learning_logs 的目录
2021/04/01 16:48 .
2021/04/01 16:48 ..
2021/04/01 16:48 66 admin.py
2021/04/01 16:48 105 apps.py
2021/04/01 16:48 migrations
2021/04/01 16:48 60 models.py
2021/04/01 16:48 63 tests.py
2021/04/01 16:48 66 views.py
2021/04/01 16:48 0 __init__.py
6 个文件 360 字节
3 个目录 56,942,854,144 可用字节
(ll_env) E:\python\my_learning_log>
命令startapp appname 让Django建立创建应用程序所需的基础设施。如果现在查看项目目录,将看到其中新增了一个文件夹learning_logs。打开这个文件夹,看看Django都创建了什么。其中最重要的文件是models.py、admin.py和views.py。我们将使用models.py来定义我们要在应用程序中管理的数据。admin.py和views.py将在稍后介绍。
1.2.1 定义模型
我们来想想涉及的数据。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。我们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。
打开文件models.py,看看它当前包含哪些内容:
models.py
from django.db import models
# Create your models here.
这为我们导入了模块models,还让我们创建自己的模型。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,就像前面讨论的每个类一样,包含属性和方法。下面是表示用户将要存储的主题的模型:
models.py
from django.db import models
class Topic(models.Model):
""" 用户学习的主题 """
text = models.CharField(max_length=200)
date_added = models.DateTimeField(auto_now_add=True)
def __str__(self):
""" 返回模型的字符串表示 """
return self.text
我们创建了一个名为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 。
属性text是一个CharField——由字符或文本组成的数据。需要存储少量的文本,如名称、标题或城市时,可使用CharField 。定义CharField 属性时,必须告诉Django该在数据库中预留多少空间。在这里,我们将max_length 设置成了200(即200个字符),这对存储大多数主题名来说足够了。
属性date_added 是一个DateTimeField ——记录日期和时间的数据。我们传递了实参auto_add_now=True ,每当用户创建新主题时,这都让Django将这个属性自动设置成当前日期和时间。
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my_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
--snip--
INSTALLED_APPS = [
'django.contrib.admin',
'django.contrib.auth',
'django.contrib.contenttypes',
'django.contrib.sessions',
'django.contrib.messages',
'django.contrib.staticfiles',
]
--snip--
这是一个元组,告诉Django项目是由哪些应用程序组成的。请将INSTALLED_APPS 修改成下面这样,将前面的应用程序添加到这个元组中:
--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--
通过将应用程序编组,在项目不断增大,包含更多的应用程序时,有助于对应用程序进行跟踪。这里新建了一个名为My apps的片段,当前它只包含应用程序learning_logs。
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。为此,在终端窗口中执行下面的命令:
(ll_env) E:\python\my_learning_log>python manage.py makemigrations learning_logs
Migrations for 'learning_logs':
learning_logs\migrations\0001_initial.py
- Create model Topic
(ll_env) E:\python\my_learning_log>
命令makemigrations 让Django确定该如何修改数据库,使其能够存储与我们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:
(ll_env) E:\python\my_learning_log>python manage.py migrate
Operations to perform:
Apply all migrations: admin, auth, contenttypes, learning_logs, sessions
Running migrations:
Applying learning_logs.0001_initial... OK
(ll_env) E:\python\my_learning_log>
这个命令的大部分输出都与我们首次执行命令migrate的输出相同。我们需要检查输出行,在这里,Django确认为learning_logs 应用迁移时一切正常(OK )。
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 ;让Django迁移项目。
1.2.3 Django管理网站
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。网站的管理员可使用管理网站,但普通用户不能使用。在本节中,我们将建立管理网站,并通过它使用模型Topic 来添加一些主题。
1. 创建超级用户
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。最严格的权限设置只允许用户阅读网站的公开信息;注册了的用户通常可阅读自己的私有数据,还可查看一些只有会员才能查看的信息。为有效地管理Web应用程序,网站所有者通常需要访问网站存储的所有信息。优秀的管理员会小心对待用户的敏感信息,因为用户对其访问的应用程序有极大的信任。
为在Django中创建超级用户,请执行下面的命令并按提示做:
(ll_env) E:\python\my_learning_log>python manage.py createsuperuser
Username (leave blank to use 'administrator'): ll_admin
Email address:
Password:
Password (again):
This password is too short. It must contain at least 8 characters.
This password is too common.
Bypass password validation and create user anyway? [y/N]: y
Superuser created successfully.
(ll_env) E:\python\my_learning_log>
你执行命令createsuperuser 时,Django提示你输入超级用户的用户名。这里我们输入的是ll_admin,但你可以输入任何用户名,比如电子邮件地址,也可让这个字段为空。你需要输入密码两次。
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 ,但对于我们创建的模型,必须手工进行注册。
我们创建应用程序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
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:
from django.contrib import admin
from learning_logs.models import Topic
admin.site.register(Topic)
这些代码导入我们要注册的模型Topic ,再使用admin.site.register() 让Django通过管理网站管理我们的模型。
现在,使用超级用户账户访问管理网站:访问http://localhost:8000/admin/ ,并输入你刚创建的超级用户的用户名和密码。这个网页让你能够添加和修改用户和用户组,还可以管理与刚才定义的模型Topic 相关的数据。
3. 添加主题
向管理网站注册Topic 后,我们来添加第一个主题。为此,单击Topics进入主题网页,它几乎是空的,这是因为我们还没有添加任何主题。单击Add,你将看到一个用于添加新主题的表单。在第一个方框中输入Chess ,再单击Save,这将返回到主题管理页面,其中包含刚创建的主题
下面再创建一个主题,以便有更多的数据可供使用。再次单击Add,并创建另一个主题Rock Climbing 。当你单击Save时,将重新回到主题管理页面,其中包含主题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。
下面是模型Entry 的代码:
models.py
from django.db import models
class Topic(models.Model):
""" 用户学习的主题 """
text = models.CharField(max_length=200)
date_added = models.DateTimeField(auto_now_add=True)
def __str__(self):
""" 返回模型的字符串表示 """
return self.text
class Entry(models.Model):
""" 学到的有关某个主题的具体知识 """
topic = models.ForeignKey(Topic, on_delete=models.DO_NOTHING)
text = models.TextField()
date_added = models.DateTimeField(auto_now_add=True)
class Meta:
verbose_name_plural = 'entries'
def __str__(self):
""" 返回模型的字符串表示 """
return self.text[:50] + "..."
像Topic 一样,Entry 也继承了Django基类Model 。第一个属性topic 是一个ForeignKey 实例。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)。需要在两项数据之间建立联系时,Django使用与每项信息相关联的键。稍后我们将根据这些联系获取与特定主题相关联的所有条目。
接下来是属性text ,它是一个TextField 实例。这种字段不需要长度限制,因为我们不想限制条目的长度。属性date_added 让我们能够按创建顺序呈现条目,并在每个条目旁边放置时间戳。
我们在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。如果没有这个类, Django将使用Entrys来表示多个条目。最后,方法str() 告诉Django,呈现条目时应显示哪些信息。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。我们还添加了一个省略号,指出显示的并非整个条目。
1.2.5 迁移模型Entry
由于我们添加了一个新模型,因此需要再次迁移数据库。你将慢慢地对这个过程了如指掌:修改models.py,执行命令python manage.py makemigrations app_name ,
再执行命令python manage.py migrate 。
下面来迁移数据库并查看输出:
(ll_env) E:\python\my_learning_log>python manage.py makemigrations learning_logs
Migrations for 'learning_logs':
learning_logs\migrations\0002_entry.py
- Create model Entry
(ll_env) E:\python\my_learning_log>python manage.py migrate
Operations to perform:
Apply all migrations: admin, auth, contenttypes, learning_logs, sessions
Running migrations:
Applying learning_logs.0002_entry... OK
(ll_env) E:\python\my_learning_log>
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。执行命令migrate ,我们发现Django应用了这种迁移且一切顺利。
1.2.6 向管理网站注册Entry
我们还需要注册模型Entry 。为此,需要将admin.py修改成类似于下面这样:
admin.py
from django.contrib import admin
from learning_logs.models import Topic, Entry
admin.site.register(Topic)
admin.site.register(Entry)
返回到http://localhost/admin/ ,你将看到learning_logs下列出了Entries。单击Entries的Add链接,或者单击Entries再选择Add entry。你将看到一个下拉列表,让你能够选择要为哪个主题创建条目,还有一个用于输入条目的文本框。从下拉列表中选择Chess,并添加一个条目。下面是我添加的第一个条目。
The opening is the first part of the game, roughly the first ten moves or so. In the opening, it's a good idea to do three things— bring out your bishops and knights, try to control the center of the board, and castle your king.(国际象棋的第一个阶段是开局,大致是前10步左右。在开局阶段,最好做三件事情:将象和马调出来;努力控制棋盘的中间区域;用车将王护住。)
Of course, these are just guidelines. It will be important to learn when to follow these guidelines and when to disregard these suggestions.(当然,这些只是指导原则。学习什么情况下遵守这些原则、什么情况下不用遵守很重要。)
当你单击Save时,将返回到主条目管理页面。在这里,你将发现使用text[:50] 作为条目的字符串表示的好处:管理界面中,只显示了条目的开头部分而不是其所有文本,这使得管理多个条目容易得多。
再来创建一个国际象棋条目,并创建一个攀岩条目,以提供一些初始数据。下面是第二个国际象棋条目。
In the opening phase of the game, it's important to bring out your bishops and knights. These pieces are powerful and maneuverable enough to play a significant role in the beginning moves of a
game.(在国际象棋的开局阶段,将象和马调出来很重要。这些棋子威力大,机动性强,在开局阶段扮演着重要角色。)
下面是第一个攀岩条目:
One of the most important concepts in climbing is to keep your weight on your feet as much as possible. There's a myth that climbers can hang all day on their arms. In reality, good climbers have
practiced specific ways of keeping their weight over their feet whenever possible.(最重要的攀岩概念之一是尽可能让双脚承受体重。有谬误认为攀岩者能依靠手臂的力量坚持一整天。实际上,优秀的攀岩者都经过专门训练,能够尽可能让双脚承受体重。)
继续往下开发“学习笔记”时,这三个条目可为我们提供使用的数据。
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,是测试项目和排除其故障的理想之地。下面是一个交互式shell会话示例:
(ll_env) E:\python\my_learning_log>python manage.py shell
Python 3.6.3 (v3.6.3:2c5fed8, Oct 3 2017, 18:11:49) [MSC v.1900 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
(InteractiveConsole)
>>>
>>> from learning_logs.models import Topic
>>> Topic.objects.all()
, ]>
>>>
在活动的虚拟环境中执行时,命令python manage.py shell 启动一个Python解释器,可使用它来探索存储在项目数据库中的数据。在这里,我们导入了模块learning_logs.models 中的模型Topic ,然后使用方法Topic.objects.all() 来获取模型Topic 的所有实例;它返回的是一个列表,称为查询集(queryset)。
我们可以像遍历列表一样遍历查询集。下面演示了如何查看分配给每个主题对象的ID:
>>> topics = Topic.objects.all()
>>> for topic in topics:
... print(topic.id, topic)
...
1 Chess
2 Rock Climbing
>>>
>>>
我们将返回的查询集存储在topics 中,然后打印每个主题的id 属性和字符串表示。从输出可知,主题Chess的ID为1,而Rock Climbing的ID为2。
知道对象的ID后,就可获取该对象并查看其任何属性。下面来看看主题Chess的属性text 和date_added 的值:
>>> t = Topic.objects.get(id=1)
>>> t.text
'Chess'
>>> t.date_added
datetime.datetime(2021, 4, 1, 9, 21, 41, 378000, tzinfo=)
>>>
我们还可以查看与主题相关联的条目。前面我们给模型Entry 定义了属性topic ,这是一个ForeignKey ,将条目与主题关联起来。利用这种关联,Django能够获取与特定主题相关联的所有条目,如下所示:
>>> t.entry_set.all()
, ]>
>>>
为通过外键关系获取数据,可使用相关模型的小写名称、下划线和单词set。例如,假设你有模型Pizza 和Topping ,而Topping通过一个外键关联到Pizza ;如果你有一个名为my_pizza 的对象,表示一张比萨,就可使用代码my_pizza.topping_set.all() 来获取这张比萨的所有配料。
编写用户可请求的网页时,我们将使用这种语法。确认代码能获取所需的数据时,shell很有帮助。如果代码在shell中的行为符合预期,那么它们在项目文件中也能正确地工作。如果代码引发了错误或获取的数据不符合预期,那么在简单的shell环境中排除故障要比在生成网页的文件中排除故障容易得多。我们不会太多地使用shell,但应继续使用它来熟悉对存储在项目中的数据进行访问的Django语法。
1.3 创建网页:学习笔记主页
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。首先,你必须定义URL模式。URL模式描述了URL是如何设计的,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。
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。视图函数通常调用一个模板,后者生成浏览器能够理解的网页。为明白其中的工作原理,我们来创建学习笔记的主页。我们将定义该主页的URL、编写其视图函数并创建一个简单的模板。
鉴于我们只是要确保“学习笔记”按要求的那样工作,我们将暂时让这个网页尽可能简单。Web应用程序能够正常运行后,设置样式可使其更有趣,但中看不中用的应用程序毫无意义。就目前而言,主页只显示标题和简单的描述。
1.3.1 映射URL
用户通过在浏览器中输入URL以及单击链接来请求网页,因此我们需要确定项目需要哪些URL。主页的URL最重要,它是用户用来访问项目的基础URL。当前,基础URL(http://localhost:8000/)返回默认的Django网站,让我们知道正确地建立了项目。我们将修改这一点,将这个基础URL映射到“学习笔记”的主页。
打开项目主文件夹learning_log中的文件urls.py,你将看到如下代码:
urls.py
from django.contrib import admin
from django.urls import path
urlpatterns = [
path('admin/', admin.site.urls),
]
前两行导入了为项目和管理网站管理URL的函数和模块。这个文件的主体定义了变量urlpatterns 。在这个针对整个项目的urls.py文件中,变量urlpatterns 包含项目中的应用程序的URL。代码包含模块admin.site.urls ,该模块定义了可在管理网站中请求的所有URL。
我们需要包含learning_logs的URL:
from django.conf.urls import include, url
from django.contrib import admin
urlpatterns = [
url(r'^admin/', admin.site.urls),
url(r'', include(('learning_logs.urls', "learning_logs"), namespace="learning_logs")),
]
我们添加了一行代码来包含模块learning_logs.urls 。这行代码包含实参namespace ,让我们能够将learning_logs 的URL同项目中的其他URL区分开来,这在项目开始扩展时很有帮助。
默认的urls.py包含在文件夹learning_log中,现在我们需要在文件夹learning_logs中创建另一个urls.py文件:
""" 定义learning_logs的URL模式 """
from django.conf.urls import url
from . import views
urlpatterns = [
# 主页
url(r'^$', views.index, name='index'),
]
为弄清楚当前位于哪个urls.py文件中,我们在这个文件开头添加了一个文档字符串。接下来,我们导入了函数url ,因为我们需要使用它来将URL映射到视图。
我们还导入了模块views ,其中的句点让Python从当前的urls.py模块所在的文件夹中导入视图。在这个模块中,变量urlpatterns 是一个列表,包含可在应用程序learning_logs 中请求的网页。
实际的URL模式是一个对函数url() 的调用,这个函数接受三个实参。第一个是一个正则表达式。Django在urlpatterns 中查找与请求的URL字符串匹配的正则表达式,因此正则表达式定义了Django可查找的模式。
我们来看看正则表达式r'^$' 。其中的r 让Python将接下来的字符串视为原始字符串,而引号告诉Python正则表达式始于和终于何处。脱字符(^ )让Python查看字符串的开头,而美元符号让Python查看字符串的末尾。总体而言,这个正则表达式让Python查找开头和末尾之间没有任何东西的URL。Python忽略项目的基础URL(http://localhost:8000/),因此这个正则表达式与基础URL匹配。其他URL都与这个正则表达式不匹配。如果请求的URL不与任何URL模式匹配,Django将返回一个错误页面。
url() 的第二个实参指定了要调用的视图函数。请求的URL与前述正则表达式匹配时,Django将调用views.index (这个视图函数将在下一节编写)。第三个实参将这个URL模式的名称指定为index,让我们能够在代码的其他地方引用它。每当需要提供到这个主页的链接时,我们都将使用这个名称,而不编写URL。
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是你执行命令python manage.py startapp 时自动生成的,当前其内容如下:
views.py
from django.shortcuts import render
# 在这里创建视图
当前,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:
from django.shortcuts import render
def index(request):
""" 学习笔记的主页 """
return render(request, 'learning_logs/index.html')
URL请求与我们刚才定义的模式匹配时,Django将在文件views.py中查找函数index() ,再将请求对象传递给这个视图函数。在这里,我们不需要处理任何数据,因此这个函数只包含调用render() 的代码。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。下面来编写这个模板。
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。我们的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(我们在文件夹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
Learing Log
Learning Log helps you keep track of your learning, for any topic you're
learning about.
这个文件非常简单。对于不熟悉HTML的读者,这里解释一下:标签
标识段落;标签指出了段落的开头位置,而标签
指出了段落的结束位置。这里定义了两个段落:第一个充当标题,第二个阐述了用户可使用“学习笔记”来做什么。现在,如果你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。Django接受请求的URL,发现该URL与模式r'^$' 匹配,因此调用函数views.index() ,这将使用index.html包含的模板来渲染网页,结果如下图所示:
创建网页的过程看起来可能很复杂,但将URL、视图和模板分离的效果实际上很好。这让我们能够分别考虑项目的不同方面,且在项目很大时,让各个参与者可专注于其最擅长的方面。例如,数据库专家可专注于模型,程序员可专注于视图代码,而Web设计人员可专注于模板。
1.4 创建其他网页
制定创建网页的流程后,可以开始扩充“学习笔记”项目了。我们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,我们都将指定URL模式,编写一个视图函数,并编写一个模板。但这样做之前,我们先创建一个父模板,项目中的其他模板都将继承它。
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。这种方法能让你专注于开发每个网页的独特方面,还能让修改项目的整体外观容易得多。
1. 父模板
我们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。我们将在每个页面中包含这个模板,因此我们将这个标题设置为到主页的链接:
base.html
{% block content %}{% endblock content %}
这个文件的第一部分创建一个包含项目名的段落,该段落也是一个到主页的链接。为创建链接,我们使用了一个模板标签 ,它是用大括号和百分号({% %} )表示的。模板标签是一小段代码,生成要在网页中显示的信息。在这个实例中,模板标签{% url 'learning_logs:index' %} 生成一个URL,该URL与learning_logs/urls.py中定义的名为index 的URL模式匹配。在这个示例中,learning_logs 是一个命名空间 ,而index 是该命名空间中一个名称独特的URL模式。
在简单的HTML页面中,链接是使用锚 标签定义的:
link text
让模板标签来生成URL,可让链接保持最新容易得多。要修改项目中的URL,只需修改urls.py中的URL模式,这样网页被请求时,Django将自动插入修改后的URL。在我们的项目中,每个网页都将继承base.html,因此从现在开始,每个网页都包含到主页的链接。
我们插入了一对块标签。这个块名为content ,是一个占位符,其中包含的信息将由子模板指定。
子模板并非必须定义父模板中的每个块,因此在父模板中,可使用任意多个块来预留空间,而子模板可根据需要定义相应数量的块。
2. 子模板
现在需要重新编写index.html,使其继承base.html,如下所示:
index.html
{% extends "learning_logs/base.html" %}
{% block content %}
Learning Log helps you keep track of your learning, for any topic you're
learning about.
{% endblock content %}
如果将这些代码与原来的index.html进行比较,可发现我们将标题Learning Log替换成了从父模板那里继承的代码。子模板的第一行必须包含标签{% extends %} ,让Django知道它继承了哪个父模板。文件base.html位于文件夹learning_logs中,因此父模板路径中包含learning_logs。这行代码导入模板base.html的所有内容,让index.html能够指定要在content 块预留的空间中添加的内容。
我们插入了一个名为content 的{% block %} 标签,以定义content 块。不是从父模板继承的内容都包含在content 块中,在这里是一个描述项目“学习笔记”的段落。我们使用标签{% endblock content %} 指出了内容定义的结束位置。模板继承的优点开始显现出来了:在子模板中,只需包含当前网页特有的内容。这不仅简化了每个模板,还使得网站修改起来容易得多。要修改很多网页都包含的元素,只需在父模板中修改该元素,你所做的修改将传导到继承该父模板的每个页面。在包含数十乃至数百个网页的项目中,这种结构使得网站改进起来容易而且快捷得多。
1.4.2 显示所有主题的页面
有了高效的网页创建方法,就能专注于另外两个网页了:显示全部主题的网页以及显示特定主题中条目的网页。所有主题页面显示用户创建的所有主题,它是第一个需要使用数据的网页。
1. URL模式
首先,我们来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;我们将使用单词topics,因此URL http://localhost:8000/topics/将返回显示所有主题的页面。下面演示了该如何修改learning_logs/urls.py:
urls.py
""" 定义learning_logs的URL模式 """
from django.conf.urls import url
from . import views
urlpatterns = [
# 主页
url(r'^$', views.index, name='index'),
# 显示所有的主题
url(r'^topics/$', views.topics, name='topics'),
]
我们只是在用于主页URL的正则表达式中添加了topics/。Django检查请求的URL时,这个模式与这样的URL匹配:基础URL后面跟着topics 。可以在末尾包含斜杠,也可以省略它,但单词topics 后面不能有任何东西,否则就与该模式不匹配。其URL与该模式匹配的请求都将交给views.py中的函数topics() 进行处理。
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。我们需要在views.py中添加的代码如下:
views.py
from django.shortcuts import render
from .models import Topic
def index(request):
""" 学习笔记的主页 """
return render(request, 'learning_logs/index.html')
def topics(request):
""" 显示所有主题 """
topics = Topic.objects.order_by('date_added')
context = {'topics': topics}
return render(request, 'learning_logs/topics.html', context)
我们首先导入了与所需数据相关联的模型。函数topics() 包含一个形参:Django从服务器那里收到的request 对象。我们查询数据库——请求提供Topic 对象,并按属性date_added 对它们进行排序。我们将返回的查询集存储在topics 中。
我们定义了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。在这里,只有一个键—值对,它包含我们将在网页中显示的一组主题。创建使用数据的网页时,除对象request 和模板的路径外,我们还将变量context 传递给render() 。
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。请创建一个文件,将其命名为topics.html,并存储到index.html所在的目录中。下面演示了如何在这个模板中显示主题:
topics.html
{% extends "learning_logs/base.html" %}
{% block content %}
Topics
{% for topic in topics %}
- {{ topic }}
{% empty %}
- No topics have been added yes.
{% endfor %}
{% endblock content %}
就像模板index.html一样,我们首先使用标签{% extends %} 来继承base.html,再开始定义content 块。这个网页的主体是一个项目列表,其中列出了用户输入的主题。在标准HTML中,项目列表被称为无序列表,用标签
{% for item in list %}
do something with each item
{% endfor %}
在循环中,我们要将每个主题转换为一个项目列表项。要在模板中打印变量,需要将变量名用双花括号括起来。每次循环时,代码{{ topic }} 都被替换为topic 的当前值。这些花括号不会出现在网页中,它们只是用于告诉Django我们使用了一个模板变量。HTML标签
表示一个项目列表项,在标签对我们使用了模板标签{% empty %} ,它告诉Django在列表topics 为空时该怎么办:这里是打印一条消息,告诉用户还没有添加任何主题。最后两行分别结束for 循环和项目列表。
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
{% block content %}{% endblock content %}
我们在到主页的链接后面添加了一个连字符,然后添加了一个到显示所有主题的页面的链接——使用的也是模板标签url 。这一行让Django生成一个链接,它与learning_logs/ urls.py中名为topics 的URL模式匹配。
现在如果你刷新浏览器中的主页,将看到链接Topics。单击这个链接,将看到类似于下图所示.
1.4.3 显示特定主题的页面
接下来,我们需要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。同样,我们将定义一个新的URL模式,编写一个视图并创建一个模板。我们还将修改显示所有主题的网页,让每个项目列表项都是一个链接,单击它将显示相应主题的所有条目。
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.conf.urls import url
from . import views
urlpatterns = [
# 主页
url(r'^$', views.index, name='index'),
# 显示所有的主题
url(r'^topics/$', views.topics, name='topics'),
# 特定主题的详细页面
url(r'^topics/(?P\d+)/$', views.topic, name='topic')
]
我们来详细研究这个URL模式中的正则表达式——r'^topics/(?P
发现URL与这个模式匹配时,Django将调用视图函数topic() ,并将存储在topic_id 中的值作为实参传递给它。在这个函数中,我们将使用topic_id 的值来获取相应的主题。
2. 视图
函数topic() 需要从数据库中获取指定的主题以及与之相关联的所有条目,如下所示:
views.py
from django.shortcuts import render
from .models import Topic
def index(request):
""" 学习笔记的主页 """
return render(request, 'learning_logs/index.html')
def topics(request):
""" 显示所有主题 """
topics = Topic.objects.order_by('date_added')
context = {'topics': topics}
return render(request, 'learning_logs/topics.html', context)
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)
这是第一个除request 对象外还包含另一个形参的视图函数。这个函数接受正则表达式(?P
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,我们还需向用户指出这一点:
topic.html
{% extends "learning_logs/base.html" %}
{% block content %}
Topic: {{ topic }}
Entries:
{% for entry in entries %}
-
{{ entry.date_added|date:'M d, Y H:i' }}
{{ entry.text|linebreaks }}
{% empty %}
-
There are no entries for this topic yes.
{% endfor %}
{% endblock content %}
像这个项目的其他页面一样,这里也继承了base.html。接下来,我们显示当前的主题,它存储在模板变量{{ topic }} 中。为什么可以使用变量topic 呢?因为它包含在字典context 中。接下来,我们开始定义一个显示每个条目的项目列表,并像前面显示所有主题一样遍历条目。
每个项目列表项都将列出两项信息:条目的时间戳和完整的文本。为列出时间戳,我们显示属性date_added 的值。在Django模板中,竖线(| )表示模板过滤器——对模板变量的值进行修改的函数。过滤器date: 'M d, Y H:i' 以这样的格式显示时间戳:January 1, 2015 23:00。接下来的一行显示text 的完整值,而不仅仅是entry 的前50个字符。过滤器linebreaks 将包含换行符的长条目转换为浏览器能够理解的格式,以免显示为一个不间断的文本块。我们使用模板标签{% empty %} 打
印一条消息,告诉用户当前主题还没有条目。
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,我们需要修改模板topics.html,让每个主题都链接到相应的网页,如下所示:
topics.html
{% extends "learning_logs/base.html" %}
{% block content %}
Topics
{% for topic in topics %}
-
{{ topic }}
{% empty %}
- No topics have been added yes.
{% endfor %}
{% endblock content %}
我们使用模板标签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 ,因此我们在模板标签url 中添加了属性topic.id。现在,主题列表中的每个主题都是一个链接,链接到显示相应主题的页面,如http://localhost:8000/topics/1/。
如果你刷新显示所有主题的页面,再单击其中的一个主题,将看到类似于下图的页面。
参考
1.Python编程:从入门到实践