Python编程从入门到实践：Web应用程序

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

GitHub:

1. Django入门

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

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

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

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<topic_id>\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<topic_id>\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 Log</p>
<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

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 Log</a>
</p>
{% block content %}{% endblock content %}

注意： {% 之间没有空格

Django 模板可阅读 runoob Django 模板

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>Topics</p>
<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 Log</a> - 
    <a href="{% url 'learning_logs:topics' %}">Topics</a>
</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<topic_id>\d+)/$', views.topic, name='topic'), # ?P<topic_id> 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>Topics</p>
<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

Python编程从入门到实践：Web应用程序

开发系统和开发IDE

资料《Python编程从入门到实践》书籍

GitHub:

1. Django入门

1.1 建立项目

1.1.1 建立虚拟环境

1.1.2 激活虚拟环境

1.1.3 安装Django

1.1.4 在Django中创建项目

1.1.5 创建数据库

1.1.6 查看项目

1.2 创建应用程序

1.2.1 定义模型

1.2.2 激活模型

1.2.3 Django管理网站

1.2.4 定义模型Entry

1.2.5 迁移模型Entry

1.2.6 向管理网站注册Entry

1.2.7 Django shell

1.3 创建网页： 学习笔记主页

1.3.1 映射URL

1.3.2 编写视图

1.3.3 编写模板

1.4 创建其他网页

1.4.1 模板继承

1.4.2 显示所有主题的页面

1.4.3 显示特定主题的页面

1.3 创建网页：学习笔记主页