a、Django简介

Django

参照2020版Python教程_完全入门_学完达到Python工程师水平【千锋】~持续更新中、刘江的博客教程和自强学堂的文档

一、Django简介

1. web框架介绍

Django是基于Python的Web开发框架。Django 中提供了开发网站经常用到的模块，常见的代码都为你写好了，通过减少重复的代码，Django 使你能够专注于 web 应用上有趣的关键性的东西。为了达到这个目标，Django 提供了通用Web开发模式的高度抽象，提供了频繁进行的编程作业的快速解决方法，以及为“如何解决问题”提供了清晰明了的约定。Django的理念是DRY(Don't Repeat Yourself)来鼓励快速开发！

Web框架： 别人已经设定好的一个Web网站模板，你学习它的规则，然后“填空”或“修改”成你自己需要的样子。

一般Web框架的架构是这样的：

img

其它基于Python的Web框架，如Tornado、Flask、Webpy都是在这个范围内进行增删裁剪的。例如Tornado用的是自己的异步非阻塞通信协议，Flask则只提供了最精简和基本的框架，Django直接使用WSGI通信协议，并实现了大部分Web应用相关的功能。

2. MVC/MTV介绍

MVC:

百度百科：全名Model View Controller，是模型(model)－视图(view)－控制器(controller)的缩写，一种软件工程典范，用业务逻辑、数据、界面显示分离的方法组织代码，将业务逻辑聚集到一个部件里面，在改进和个性化定制界面及用户交互的同时，不需要重新编写业务逻辑。

通俗解释：一种代码和文件的组织和管理形式！不要被缩写吓到了，这其实就是把代码分散到不同的文件中，把不同类型的文件又放到不同目录下的一种做法，然后取了个高大上的名字。当然，它带来的好处有很多，比如前后端分离，松耦合等等，在使用中你慢慢体会就会逐渐明白它。

image-20201201182352037

其中：

  • 模型(model)：定义数据库相关的内容，一般放在models.py文件中。
  • 视图(view)：定义HTML等静态网页文件相关，也就是那些HTML、CSS、JS等前端的东西。
  • 控制器(controller)：定义业务逻辑相关，就是你的主要代码。　　

MTV:

Django觉得MVC的字面意思很别扭，不太符合它的理念，就给它改了一下。view不再是HTML相关，而是主业务逻辑V了，相当于控制器。HTML被放在Templates中，称作模板T，于是MVC就变成了MTV。这其实就是一个文字游戏，和MVC本质上是一样的，换了个名字和叫法而已，换汤不换药。

3. Django的MTV模型组织

目录分开，就必须有机制将他们在内里进行耦合。在Django中，典型的业务流程如下图所示：

img

二、Django项目实例

1. 程序安装

Django各版本对Python版本的依赖关系如下表所示：

Django 版本 Python 版本
1.11 2.7, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7 (1.11.17 添加)
2.0 3.4，3.5，3.6，3.7
2.1 3.5，3.6，3.7
2.2 3.5, 3.6, 3.7, 3.8 (2.2.8 添加)
3.0 3.6, 3.7, 3.8
3.1 3.6, 3.7, 3.8

Django本身的版本规划时间图如下所示：

image-20201201183637005

Python3.7、pip3及Pycharm请自行安装。

（1）安装Django：

这里只介绍较为简单的pip3命令安装方式。

win+r，调出cmd，运行命令pip3 install django，自动安装Pypi提供的最新版本。

注意：

  • 建议升级一下pip3，命令python -m pip install --upgrade pip
  • 如果你以前安装过django，则会使用先前缓存的安装文件
  • 使用cmd，请以管理员身份运行，否则可能出现权限问题

运行django-admin help，能看到下面的内容表示安装过程OK。

image-20201201184435304

或者进入Python交互式环境（注意一定要进入刚才安装了Django的Python解释器），按下面所示查看安装版本：

python
>>> import django
>>> django.get_version()
2.2

再或者使用pip list命令，查看是否存在Django模块。

2. 创建Django项目

在Linux等命令行界面下，使用Django提供的命令和vim也能进行项目开发。但是这里推荐使用Pycharm这个目前最好的Python开发IDE，它功能强大，界面友好。（下面所有的操作都在Pycharm中进行。）

点击file-->new project，出现下面的对话框。

image-20201201185202281

  • 在Location处选择工程目录
  • 在使用此项目新建环境处选择Virtualenv（这可能需要你提前使用pip install virtualenv命令安装虚拟工具virtualenv）。通常情况下，虚拟环境会以venv的名字，自动在工程目录下生成。
  • 在Base interpreter处，选择你要使用的Python解释器
  • 两个单选框，根据需要自行选择。引入全局设置包、为所有的项目引入可用的
  • 如果想使用现成的解释器或者虚拟环境，请选择Existing interpreter

再点开下方的More Settings：

  • Template language: 选择使用的模板语言，默认Django就行。
  • Templates folder：这是Pycharm安利给我们的功能，用于额外创建一个工程级别的模板文件的保存目录，可以不设置，让它空着。template是目录的名字，可换成任何你喜欢的名字。这里我们不选择，因为可能出现os模块缺少的bug。
  • Application name： 自动帮你创建一个app，可选的功能
  • Enable Django admin： 用于开启后台管理admin功能，一般勾上。

没什么问题了，就点击Create吧。

在新弹出的弹窗中选择open in current window，在当前窗口打开。

或使用：

#命令：django-admin.py startproject project_name 
#或： django-admin startproject project_name
django-admin startproject mysite

Django将自动生成下面的目录结构：

img

与项目同名的mysite目录中是项目核心文件。templates目录是HTML文件存放处（这是Pycharm安利给我们的），也就是MTV中的T。manage.py是Django项目管理文件。

用tree /f可以查看项目目录结构：

├── mysite #项目包
│ ├── __init__.py #包标志
│ ├── settings.py #主配置
│ ├── urls.py #主路由
│ └── wsgi.py #网关（wsgi）接口
└── manage.py #项目管理

项目配置文件（settings.py）：

#项目根目录，即manage.py所在的目录

# Build paths inside the project like this: os.path.join(BASE_DIR, ...)
BASE_DIR = os.path.dirname(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)))

# Quick-start development settings - unsuitable for production
# See https://docs.djangoproject.com/en/2.2/howto/deployment/checklist/

#用于保护项目的加密盐
# SECURITY WARNING: keep the secret key used in production secret!
SECRET_KEY = '8%7+*)mssqrog5x+*94s0&)kc%ssv!wcyo&px3js!!3z7x)gvp'

#调试模式
# SECURITY WARNING: don't run with debug turned on in production!
DEBUG = True

#允许访问的主机，如果要让远程客户端连接需要修改配置文件，其中0.0.0.0:9000是可选的，0.0.0.0说明任何ip都可以访问。
ALLOWED_HOSTS = []

#安装应用
# Application definition
INSTALLED_APPS = [
    'django.contrib.admin',
    'django.contrib.auth',
    'django.contrib.contenttypes',
    'django.contrib.sessions',
    'django.contrib.messages',
    'django.contrib.staticfiles',
]

#中间件
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',
]

#根路由
ROOT_URLCONF = 'mysite.urls'

#模块配置
TEMPLATES = [
    {
        'BACKEND': 'django.template.backends.django.DjangoTemplates',
        'DIRS': [],#模板路径
        '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',
            ],
        },
    },
]

#使用的WSGI应用程序对象的完整Python路径
WSGI_APPLICATION = 'mysite.wsgi.application'

#数据库配置
# Database
# https://docs.djangoproject.com/en/2.2/ref/settings/#databases
DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.sqlite3',
        'NAME': os.path.join(BASE_DIR, 'db.sqlite3'),
    }
}

# 可插入的密码验证
# Password validation
# https://docs.djangoproject.com/en/2.2/ref/settings/#auth-password-validators
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',
    },
]

# 国际化
# Internationalization
# https://docs.djangoproject.com/en/2.2/topics/i18n/

#语言，中文是zh-hans
LANGUAGE_CODE = 'en-us'

#时区,中国是Asia/Shanghai
TIME_ZONE = 'UTC'

#国际化I18N
USE_I18N = True

#区域设置指定的格式是否具有更高的优先级
USE_L10N = True

#系统时区
USE_TZ = True

#静态文件路径
# Static files (CSS, JavaScript, Images)
# https://docs.djangoproject.com/en/2.2/howto/static-files/
STATIC_URL = '/static/'

测试服务器启动，在命令行下输入

#命令：python manage.py runserver [ip:port] 
python manage.py runserver 
python manage.py runserver 0.0.0.0:9000

测试服务器默认端口是8000，仅限于本地链接，打开浏览器输入：

http://localhost:8000 #或者
http://127.0.0.1:8000

image-20201201203916992

3. 创建APP

在每个Django项目中可以包含多个APP，相当于一个大型项目中的分系统、子模块、功能部件等等，相互之间比较独立，但也可以有联系。所有的APP共享项目资源。

在Pycharm下方的Terminal终端中输入命令：

#命令：python manage.py startapp app_name
或 django-admin.py startapp app_name
python manage.py startapp login

这样就创建了一个叫做login的APP，django自动生成“login”文件夹，及一系列文件：

img

创建应用后，项目结构如下：

img

├── login	#应用
│ ├── admin.py	#站点管理
│ ├── apps.py 	#应用程序自身信息
│ ├── __init__.py	#包标志
│ ├── migrations 	#迁移文件
│ │ └── __init__.py	#包标志
│ ├── models.py 	#模型
│ ├── tests.py	#测试文件
│ └── views.py 	#视图响应文件
├── db.sqlite3	#sqlite数据库
├── mysite 项目
│ ├── doc.py
│ ├── __init__.py
│ ├── __pycache__
│ │ ├── __init__.cpython-37.pyc
│ │ ├── settings.cpython-37.pyc
│ │ ├── urls.cpython-37.pyc
│ │ └── wsgi.cpython-37.pyc
│ ├── settings.py 	#系统配置
│ ├── urls.py 	#主路由
│ └── wsgi.py	#网关（wsgi）接口
└── manage.py 	#项目管理

4. 编写路由

路由是浏览器输入url，在Django服务器响应url的转发中心。路由都写在urls文件里，它将浏览器输入的url映射到相应的业务处理逻辑也就是视图。简单的urls编写方法如下图：

img

5. 编写视图函数

路由转发用户请求到视图函数。视图函数处理用户请求，也就是编写业务处理逻辑，一般都在views.py文件里。我们下面写一个简单的视图函数：

img

通过上面两个步骤，我们将index这个url指向了views里的index()视图函数，它接收用户请求，并返回一个“hello world”字符串。

6. 运行web服务

现在我们已经可以将web服务运行起来了。

命令行的方式是：

python manage.py runserver 127.0.0.1:8000

但在Pycharm中，你可以这么干，在上部工具栏中找到下面图示的图标。

img

点击下拉箭头：

img

点击edit configurations:

img

在host中填入127.0.0.1，port中填入8000。

OK确定之后，点击绿色的三角，web服务就运行起来了。

然后按下图所示点击链接：

img

自动跳转到浏览器程序界面。显示的却是下图的404页面：

img

修改一下url，添加“/index/”，就一切ok了！

img

可以看到我们的'Hello World!'欢迎词了！

至此，一个最简单的Django编写的web服务就启动成功了。

7. 返回HTML文件

上面我们返回给用户浏览器的是什么？一个字符串！实际上这肯定不行，通常我们都是将HTML文件返回给用户。

下面，我们在templates目录中新建一个index.html文件：

img

代码如下：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>test</title>
</head>
<body>
    <h1 style="background-color: antiquewhite;color: black">Hello World!</h1>
</body>
</html>

img

再修改一下views文件：

img

为了让django知道我们的HTML文件在哪里，需要修改settings文件的相应内容。但默认情况下，它正好适用，你无需修改。

img

接下来，我们可以重新启动web服务。在浏览器刷新一下，你会看到带有样式的“Hello World”。

image-20201201200459945

注：这里有个小技巧，在多次频繁重启服务时，由于端口未释放的原因，容易启动不了服务，修改一下端口就OK了。

8. 使用静态文件

我们已经可以将HTML文件返还给用户了，但是这还不够，前端三大块HTML、CSS、JavaScript，还有各种插件，它们齐全才是一个完整的页面。在Django中，一般将这些静态文件放在static目录中。

接下来，在mysite中新建一个static目录。

img

你的CSS、JS和各种插件都可以放置在这个目录里。比如这里，我们又在static下新建了一个js目录，然后拷贝了一个jquery-3.2.1.min.js进来：

img

为了让Django知道这个static目录的存在，并能够找到这个目录，需要对settings进行配置：

img

现在，我们就可以在index.html中引入js文件了：

img

重新启动web服务，刷新浏览器，查看结果。当然，你啥都看不出来，因为仅仅引入了一个jqurey而已。

9. 接收用户发送的数据

前面，我们将一个要素齐全的HTML文件返还给了用户浏览器。但这还不够，因为web服务器和用户之间没有动态交互。

下面我们设计一个表单，让用户输入用户名和密码，提交给index这个url，服务器将接收到这些数据。

先修改index.html文件。删除原来的内容，写入下面的内容： 　　

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>首页</title>
</head>
<body>
    <h1>用户输入：</h1>
    <form action="/index/" method="post">
        用户名：<input type="text" name="username" /><br />
        密码：<input type="password" name="password" /><br />
        <input type="submit" value="提交" />
    </form>
</body>
</html>

img

重启web服务，刷新页面，如下图所示：

img

这时候我们先不要往输入框内输入信息。我们先修改views.py文件：

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

# Create your views here.


def index(request):
    if request.method == 'POST':
        username = request.POST.get('username')
        password = request.POST.get('password')
        print(username, password)
    return render(request, 'index.html')

img

重启web服务，刷新index页面，然后我们随便输入点什么东西，点击提交，结果出现了下面的403页面。

img

这是因为django有一个跨站请求保护机制，这需要我们在index.html文件中加入一行{% csrf_token %}。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>首页</title>
</head>
<body>
    <h1>用户输入：</h1>
    <form action="/index/" method="post">
        {% csrf_token %}   <!--加入这行 --> 
        用户名：<input type="text" name="username" /><br />
        密码：<input type="password" name="password" /><br />
        <input type="submit" value="提交" />
    </form>
</body>
</html>

img

再次进入浏览器，刷新index页面，输入点东西，这次就能成功提交了，然后我们在Pycharm中可以看到print语句打印出来的相应数据了。

img

10. 返回动态页面

现在，我们收到了用户的数据，但返回给用户的依然是个静态页面。通常我们会根据用户的数据，进行处理后再返回给用户。

先改造views.py文件：

img

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

# Create your views here.

user_list = []


def index(request):
    if request.method == 'POST':
        username = request.POST.get('username')
        password = request.POST.get('password')
        print(username, password)
        temp = {'user': username, 'pwd': password}
        user_list.append(temp)
    return render(request, 'index.html', {'data': user_list})

再改造index.HTML文件：

img

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>首页</title>
</head>
<body>
    <h1>用户输入：</h1>
    <form action="/index/" method="post">
        {% csrf_token %}   <!--加入这行 -->
        用户名：<input type="text" name="username" /><br />
        密码：<input type="password" name="password" /><br />
        <input type="submit" value="提交" />
    </form>

    <h1>用户展示：</h1>
        <table border="1">
            <thead>
                <tr>用户名</tr>
                <tr>密码</tr>
            </thead>
            <tbody>
                {% for item in data %}
                <tr>
                    <td>{{ item.user }}</td>
                    <td>{{ item.pwd }}</td>
                </tr>
                {% endfor %}
            </tbody>
        </table>
</body>
</html>

说明：Django采用自己的模板语言，类似jinja2，根据提供的数据，替换掉HTML中的相应部分，详细语法入门后再深入学习。

接下来，重启服务，刷新浏览器，多输入几次。

image-20201202104507448

可以看到，我们获得了用户实时输入的数据，并将它实时展示在了用户页面上，这是个不错的交互过程。在Pycharm中，我们也能看到每次输入的数据。

11. 使用数据库

流程走到这里，django的MTV框架基本已经浮出水面了，只剩下最后的数据库部分了。

上面我们虽然和用户交互得很好，但并没有保存任何数据，页面一旦关闭，或服务器重启，一切都将回到原始状态。

使用数据库的需求是毫无疑问的，Django通过自带的ORM框架操作数据库，并且原生支持轻量级的sqlite3数据库。下面我们来看一看：

使用数据库前，我们需要注册app：

img

不注册它，你的数据库就不知道该给哪个app创建表。

然后我们在settings中，配置数据库相关的参数，如果使用sqlite3，则不需要做任何修改。

img

再编辑models.py文件，也就是MTV中的M。

img

from django.db import models

# Create your models here.


class UserInfo(models.Model):
    user = models.CharField(max_length=32)
    pwd = models.CharField(max_length=32)

这里我们创建了2个字段，分别保存用户的名字和密码。

接下来要在Pycharm的Teminal中通过命令创建数据库的表了。有2条命令，分别是：

python manage.py makemigrations

img

这会在login目录中的migrations目录中生成一个0001_initial.py迁移记录文件。

img

再输入命令：

python manage.py migrate

运行结果如下：

D:\work\for_test\mysite>python manage.py migrate
Operations to perform:
  Apply all migrations: admin, auth, contenttypes, login, 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 login.0001_initial... OK
  Applying sessions.0001_initial... OK

这样，我们就在数据库中将所有app的数据表都创建好了。我们可以看到项目根目录下出现了一个db.sqlite3文件：

img

现在，我们来修改views.py中的业务逻辑

img

from django.shortcuts import render
from login import models  # 导入models文件

# Create your views here.


def index(request):

    if request.method == 'POST':
        username = request.POST.get('username')
        password = request.POST.get('password')
        # 将数据保存到数据库
        models.UserInfo.objects.create(user=username, pwd=password)

    # 从数据库中读取所有数据，注意缩进
    user_list = models.UserInfo.objects.all()
    return render(request, 'index.html', {'data': user_list})

重启web服务后，刷新浏览器页面，之后和用户交互的数据都能保存到数据库中。任何时候都可以从数据库中读取数据，展示到页面上，不会因为服务器中途关闭，丢失先前的数据了。

至此，一个要素齐全，主体框架展示清晰的Django项目完成了。

三、 Django使用总结

Django作为Python必学Web框架，它的功能强大，内容全面，但同时也意味着限制颇多，灵活性低，可修改性差，这就是鱼和熊掌不可兼得了。我们学习Django，其实就是在学习一个软件，首先要理解它的基本原理，把握它的整体框架，牢记一些基本规则，剩下的就是不断深入细节，然后熟能生巧、经验多少的问题了，不存在多高深的不可掌握的技术。

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