计算机专业实用技能导引 (8).pdf

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1、Django 快速 0.Django 安装 先你应当已经装好了 Python，最好还装了 Conda（如果没有，请参考暑培的 Python 教程），现在我们需要做的只是安装 Django 包而已。尽管你可以这样简单的代码完成 pip install django，但我并不推荐这样做，贸然将个重库装到本地不是明智的选择，尤其是可能在不同的需求下你需要安装不同的版本，譬如科协所维护的 Saiblo 站因为历史原因使的是 2.2 版本，前还没有勇把他迁移到 3.0 上，但是本课程举例的则是 3.0 版本。如果你配好了 Django，个可的操作是这步操作将会创建个全新的环境（与原来的环境隔离，不只是P

2、ython，还包括其他通过 conda 安装的程序），同时安装了 Python 3.8 与 Django 3.0，这我没有指定第三位版本号（如 3.0.8），在本课程涉及内容内它并不重要，另外 Django 3.0 需要的最低 Python 版本是 3.6。你也可以选择创建环境后再装 Django，省略此处的 django=3.0，但是注意 python=3.8 不可省略，否则你的 Python 将是 Python 2.7。安装好环境后即可激活环境这时候你可以试试看你的 python 与 pip 是哪个，Windows 执或许会你会看到多输出，但第所呈现的结果应当包含字符串 envs/djan

3、go-test/bin/，这即是新的环境的位置。Mac 与 Windows 执理应只会看到包含字符串 envs/django-test/bin/的输出。当然你愿意的话也可以完全借助 PyCharm 的虚拟环境管理与包管理器，想使该操作的同学寻找资料学习。最后，不要忘了确定你当前环境确实装好了 Django:如果输出了 Django 的版本号则表明安装完成，如果输出 No module named django 则哪出了问题。#-n 后是环境名，你可以起喜欢的名字，但是后的些指令中也需要做相应的更改conda create-y-n django-test python=3.8 django=3.

4、012conda activate django-test1where pythonwhere pip12which pythonwhich pip12python-m django-version11.概述 1.1 Django 是什么 Django 最初被设计于具有快速开发需求的新闻类站点，的是要实现简单快捷的站开发。Django 档概要简单地说，Django 是个于站开发的 Python 开源库，进步的，它是前后端耦合的架构，基于模板的视图模式完成响应内容。此处附上 Django 官站的址以尊敬，虽然有可能你永远不会有访问它的需求：https:/ Django 的特 Django 使 O

5、RM(Object-relational mapping)管理数据库，这使得你可以像操作般的类的对象样操作数据库记录，因此即使你对数据库没有任何概念，也可以使 Django 并操控数据库（但效率就难以保证了）。摘 Saiblo 的个设计如下：The codes below are copied from Saiblo project.All rights reserved.from enum import Enumfrom django.db import modelsclass Entity(models.Model):Model for Entity,which means users A

6、I with a single tag class Language(Enum):Enum for languages cmake=C+with CMake make=C+with Makefile cpp=C+c=C python=Python single script python_zip=Python zip file remote=Remote AI name=models.CharField(max_length=16)user=models.ForeignKey(User,related_name=entities,on_delete=models.CASCADE)game=mo

7、dels.ForeignKey(Game,related_name=+,on_delete=models.CASCADE)next_version=models.IntegerField(default=1)created_time=models.DateTimeField(auto_now_add=True)language=models.CharField(max_length=16,choices=(tag.name,tag.value)for tag in Language)is_deleted=models.BooleanField(default=False)class Meta:

8、ordering=-pk1234567891011121314151617181920212223242526272829303132Django 本带有个具有扩展性的管理站点，所有 Model 旦写好，只需要键添加到管理站点，即可管理相应的数据。Django 使 URL 调度器（可以看做个向 URL 的路由器）管理 URL 与接口，由度（不像 PHP，套路化的地址引来海量的扫描）Django 使视图(view)函数配合模板作为接口，接受请求并返回响应结果，这形成了个前后端体的架构：This codes below are copied from Django Documentfrom dja

9、ngo.urls import pathfrom.import viewsurlpatterns=path(articles/,views.year_archive),path(articles/,views.month_archive),path(articles/,views.article_detail),123456789101112这个例使了 Django 模板系统，它有着很多强的功能，而且使起来够简单，即使不是程序员也可轻松使。Django 档概要2.（本章将复现 Django 档的快速章节内容）2.1 创建项 2.1.1 命令 在终端切换到你存放项的录（这与 git clone

10、类似，你不必为创建件夹），执如下指令创建名为 mysite 的项（名字需要避免与些内置库重名，这会形成冲突，如命名为 django、test 都是有问题的）你将得到如下件树：2.1.2 PyCharm 或者你也可以 PyCharm Professional 的 Django 模板创建项The codes below are copied from Django Document.from django.shortcuts import renderfrom.models import Articledef year_archive(request,year):a_list=Article.ob

11、jects.filter(pub_date_year=year)context=year:year,article_list:a_list return render(request,news/year_archive.html,context)1234567891011django-admin startproject mysite1mysite/manage.py mysite/_init_.py settings.py urls.py asgi.py wsgi.py12345678（注意：你也可以跳过前的命令动创建环境，直接在 Pycharm New environment 创建，这样则

12、是利了 IDE 的功能。若动创建则需要再将它添加到 Pycharm，此处演）你将得到如下件树两者相差别仅在于 Pycharm 动创建了个不到的 templates 件夹。2.2 启动服务器 由于 Django 创建项后默认准备了预设，因此你可以代码不写而看到 Django 为你准备的东西，在项根录下执或者点击 Pycharm 右上的绿三论哪种，你将看到如下输出mysite manage.py mysite asgi.py _init_.py settings.py urls.py wsgi.py templates12345678910python manage.py runserver1注意

13、第 11，这意味着你现在已经有个站运在本地的 8000 端口（假设该端口未被占，否则你需要更改端口，现场演更改法）。这是 Django 带的个开发服务器，它的个显著特征是当你修改件后服务器会刻热更新。产环境（即站上线）不应该使它，但少小学期你它是没问题的。直接点击提的 URL 即可进 Django 预设，另外通过 http:/127.0.0.1:8000/admin 可以进管理站点，不过此时还没有设置管理员，因此法看到，我们不妨先添加个。希望你已经注意到了，此时你的根录下多了个件 db.sqlite3，这是 Django 默认使的 sqlite3 数据库，不过此时它的小是 0，因为你还没有往添

14、加任何东西，执如下指令（server 是否在运没有影响）你会看到有定度的输出，多以 Applying 打头，这表明 Django 预设的系列数据表被放到了你的数据库中，不出意外的话你的 db.sqlite3 将有 128KB。下你可以往数据库添加个超级（管理员）了然后有如下交互：这名如果留空则缺省会你当前系统的名，我迎合般习惯将它设置为 admin，邮箱地址可以留空，密码设置，注意同 Linux 的密码样，为了安全性不会有显。下我们可以进管理站点，刚才的密码进访问 Watching for file changes with StatReloaderPerforming system chec

15、ks.System check identified no issues(0 silenced).You have 17 unapplied migration(s).Your project may not work properly until you apply the migrations for app(s):admin,auth,contenttypes,sessions.Run python manage.py migrate to apply them.July 31,2020-05:21:50Django version 3.0.3,using settings mysite

16、.settingsStarting development server at http:/127.0.0.1:8000/Quit the server with CONTROL-C.123456789101112python manage.py migrate1python manage.py createsuperuser1Username(leave blank to use holder):adminEmail address:Password:Password(again):Superuser created successfully.12345之后你会进管理站点，此时我们还没有设置

17、任何数据库相关的东西，只有 Django 带的于鉴权的 Group 和 User，你可以对他们进增删查改，不过这不再赘述，我们进正题。2.3 创建应 下我们照着官教程来做个投票站，先需要新建个应成如下件树：这个件夹 polls 便是个应。2.4 创建视图 下修改 polls/views.py 来完成我们的 Hello wolrd python manage.py startapp polls1mysite db.sqlite3 manage.py mysite/polls admin.py apps.py _init_.py migrations _init_.py models.py tes

18、ts.py views.py templates123456789101112131415我们有了视图函数，但是还没有配置 URL，下创建件 polls/urls.py这你规定了不加任何路径则会直接到 index 函数，但这是在 polls 应内部的，你还需要将它添加到项总设置，对 mysite/urls.py 进修改下你就可以通过访问 http:/localhost:8000/polls/来看我们的 Hello World了当然，你乐意的话也可以在返回加点 HTML 甚是 CSS。2.5 初识数据库 不失般性，这我们直接使带的轻量级数据库 sqlite3，不配置另外的数据库（小学期 sqli

19、te3 已经够了）数据库中需要到时区，我们先设置下的时区，你可能已经发现了 Django 给的 log 的时间北京时间早了个小时，在 mysite/settings.py 中修改内容在做作业的时候你可以直接设置 USE_TZ=False，不得不说使时区确实会带来额外的编程压。下我们来定义下模型，将 polls/models.py 修改为如下内容from django.http import HttpResponsedef index(request):return HttpResponse(Hello world!)12345from django.urls import pathfrom.i

20、mport viewsurlpatterns=path(,views.index,name=index),1234567from django.contrib import adminfrom django.urls import include,pathurlpatterns=path(admin/,admin.site.urls),path(polls/,include(polls.urls),1234567TIME_ZONE=Asia/Shanghai1我们在这定义了问题、选项模型，问题有内容和发布时间，选项绑定到了个问题，有选项内容和投票数。模型是 django.db.models.M

21、odel 的类，它的变量表数据库中的字段(field)，字段有不同的类型（多是简单英单词，你可以直接翻译）。ForeignKey 是多对数据库关系，此外还有对（不常）、多对多（常）的关系。尽管现在我们定义了模型，但我们还没有告诉 Django“这个模型需要被我们的项使”，我们需要把这个应安装进去，修改 mysite/settings.py下我们可以为我们模型成迁移指令你将看到如下输出下可以把迁移指令于我们的数据库这次的输出较少在你搞清楚“迁移”的概念之前，你只需要记住修改 model 后上两条指(makemigrations migrate)连即可（我就是这么活过小学期的）。from djan

22、go.db import modelsclass Question(models.Model):question_text=models.CharField(max_length=200)pub_date=models.DateTimeField(verbose_name=date published)class Choice(models.Model):question=models.ForeignKey(Question,on_delete=models.CASCADE)choice_text=models.CharField(max_length=200)votes=models.Int

23、egerField(default=0)123456789101112INSTALLED_APPS=django.contrib.admin,django.contrib.auth,django.contrib.contenttypes,django.contrib.sessions,django.contrib.messages,django.contrib.staticfiles,polls.apps.PollsConfig,123456789python manage.py makemigrations1Migrations for polls:polls/migrations/0001

24、_initial.py -Create model Question -Create model Choice1234python manage.py migrate1Operations to perform:Apply all migrations:admin,auth,contenttypes,polls,sessionsRunning migrations:Applying polls.0001_initial.OK12342.5 管理站点 现在我们将它注册到 admin 站点，你就可以在 admin 站点中看到新加的模型了，修改 polls/admin.py下我们可以在管理站点（ht

25、tp:/127.0.0.1:8000/admin/）“玩玩”我们的模型了。2.6 模型 API 上都是是从站的度对模型对象进操作，下我们模型 API，也就是 Python 代码来进数据库管理（什么，你说要向的真实操作？等下节好了）执这个指令可以进 Python 带的 shell 对 Django 进管理，它的界和你直接执 python 是样的，但是做了些环境配置，直接执 python 进交互式界可能在 import 时遇到些报错。可惜，它的联想功能实在太差，使起来相当费劲，在 PyCharm 直接使 Console 要它便得多。但是单会使 Console 也有弊端，如在服务器上没有这么便的操作

26、（这也是尽管我教学 PyCharm，却经常讲没有 PyCharm 时该怎么做的原因）。在接触 Django 后半年多我终于知道了有个叫 Ipython 的东西可以优化这体验。让我们退出上的 shell，执然后再进 shell，你会看到此时 shell 已经被变了样，连带着 PyCharm 的 Console 也是如此。下我们开始正事，在交互式窗口依次执以下代码，观察输出，并在 q.save()后观察管理站点的情况这的 q 给我们的显似乎没啥信息量，我们可以通过编辑类成员函数来改变它，你有两个选择，修改 _str_ 或者修改 _repr_，这我们采前者（可尝试后者），修改 polls/model

27、s.pyfrom django.contrib import adminfrom.models import Question,Choiceadmin.site.register(Question)admin.site.register(Choice)123456python manage.py shell1pip install Ipython1from polls.models import*Question.objects.all()from django.utils import timezonetimezone.now()q=Question(question_text=Whats

28、new?,pub_date=timezone.now()qq.save()Question.objects.all()12345678下再进交互式界（注意，修改代码后 shell 必须重启）依次执如下代码，观察输出，并且在每次执 q 时观察管理站点的数据注意，实际上对 q 的修改只是个 Python 内存内的对象操作，与数据库没有直接关系，只有使 save（或者其他数据库操作函数）时才会修改数据库，管理站点才能看到变化。id 个特殊的变量，它是默认的主键，如果你直接成个对象，id 是 None，而旦你执 save 将它存到数据库中，这个对象则会获得 id。默认情况下 id 从 1 往上单增。模

29、型既然是类，我们当然也可以为它定义些函数了，如这个函数将根据个问题的发布时间是不是在天以内来判断它是不是最近发布的问题。下再进 shell 执系列操作，体会下 Django ORM 的各种 API from django.db import modelsclass Question(models.Model):#.def _str_(self):return self.question_textclass Choice(models.Model):#.def _str_(self):return self.choice_text1234567891011from polls.models im

30、port*Question.objects.all()q=Question.objects.first()qq.question_text=今天天怎么样？qq.save()q12345678from datetime import timedeltafrom django.db import modelsfrom django.utils import timezoneclass Question(models.Model):#.def was_published_recently(self):return self.pub_date=timezone.now()-timedelta(days

31、=1)12345678910from polls.models import Choice,Questionfrom django.utils import timezonethis_year=timezone.now().yearQuestion.objects.all()#查看所有问题Question.objects.filter(id=1)#筛选出 id 为 1 的问题Question.objects.filter(question_text_startswith=今天)#筛选出本以今天开头的问题Question.objects.filter(question_text_contains

32、=天)#筛选出问题包含“天”的问题Question.objects.get(pub_date_year=this_year)#筛选今年发布的问题Question.objects.get(id=2)#这会报错，因为前我们只创建了个对象，pk 为 2 的不存在Question.objects.get(pk=1)#get 会直接得到对象而查询集，注意输出1234567891011迫于时间压，数据库部分不讲太多，小学期的作业可以完全不碰数据库，json 存成件直接读到内存查就好（不会真有电脑内存没有个 G 吧？），我不确定这种操作会不会影响分数，但是确实可以绕开数据库数的坑（我连续三天刷夜的根源）。不

33、同于管理站点的操作，使模型 API 是较底层（最底层的是直接操作 sql）、乎不留痕迹的操作，管理站点的操作均会留下历史记录（记录可以模型 API 抹去）。2.7 投票站 2.7.1 语义 刚刚都属于向管理的后台操作，下我们来编写向的真正意义上的站。先向 polls/views.py 添加些视图函数现在仍然是没有前端的站（毕竟我对前端确实窍不通），并且功能也没有真的实现（如投票没有真的投票），但这不影响语义上的完整性。这种先确定语义框架再实现细节的编写逻辑也是完成程或合作开发时常的（譬如架构师完成了上述内容，三个程序员分别填补上的三个函数）Question.objects.get(pub_da

34、te_year=this_year)#这是条件筛选直接获得对象，由于只有个所以可以获得，零个或多个会报错q=Question.objects.get(pk=1)#获取 pk 为 1 的问题并赋值给 qq.was_published_recently()#调我们写的 API 判断 q 是不是近期发布q.choice_set.all()#查看 q 的所有选项q.question_text=今天天如何？#修改问题描述q.save()#保存修改q.choice_set.create(choice_text=天朗清,votes=0)#创建些选项q.choice_set.create(choice_tex

35、t=云压城,votes=0)q.choice_set.create(choice_text=作,votes=0)q.choice_set.create(choice_text=你若安好，便是晴天,votes=0)c=q.choice_set.create(choice_text=不会真有不知道今天天吧,votes=0)c.question#外键查询 c 的问题q.choice_set.all()#查看 q 的所有选项，现在应该有四个了q.choice_set.count()#返回选项的数量，len(q.choice_set.all()也可以做到，但是那愚蠢且低效Choice.objects.f

36、ilter(question_pub_date_year=this_year)#这是个跨表查询c=q.choice_set.filter(choice_text_startswith=不会)c.delete()12131415161718192021222324252627282930313233def detail(request,question_id):return HttpResponse(你正在查看%s号问题。%question_id)def results(request,question_id):response=你正在查看%s号问题的结果。return HttpResponse

37、(response%question_id)def vote(request,question_id):return HttpResponse(你在对%s号问题进投票%question_id)123456789101112有了视图还不够，不要忘了我们还需要配置 URL，修改 polls/urls.py注意，URL 的设置乎是任意的（只要保证个期望的 URL 确实可以匹配到相应的模式串即可），它不必和视图函数名有任何关系，譬如设置为/polls.html 也是可以的，但建议不要这么做，它会跟 PHP 样显得常傻。甚这的/都是可以去掉的，但是那样看着太反类了，想象下某个 URL 后路径是/poll

38、s114514vote 的情景。（此处演浏览器访问）2.7.2 数据库调 下我们开始真正有意义的事情，你可以在视图函数任何你想的事情，创建 ZIP、成 PDF 供下载等等，甚现场炼丹，但是需要注意你花的时间不能太，否则在若秒后可能被浏览器中断连接，或者由代理服务器判定超时响应（HTTP 503）。先我们来改改之前的 Hello World 视图，只修改 polls/views.py 中的 index 函数现在我们可以在索引看到点有意义的东西了，但还是很蠢，我们竟然每次修改 HTML 都要改个 Python 函数？尽管 Django 是前后端耦合架构，但是他的设计条理还是很清晰的，显然写视图的和

39、写 HTML 的是两批。2.7.3 模板 我们创建件（与录）polls/templates/polls/index.htmlfrom django.urls import pathfrom.import viewsurlpatterns=#例:/polls/path(,views.index,name=index),#例:/polls/5/path(/,views.detail,name=detail),#例:/polls/5/results/path(/results/,views.results,name=results),#例:/polls/5/vote/path(/vote/,view

40、s.vote,name=vote),1234567891011121314from django.http import HttpResponsefrom.models import Questiondef index(request):latest_question_list=Question.objects.order_by(-pub_date):5#order_by(-pub_date)按发布时间的倒序排序 output=,.join(q.question_text for q in latest_question_list)return HttpResponse(output)1234

41、56789这和传统的 HTML 有很不同，实际上它的名字叫模板，会有简单的条件分、循环、数据等等。括号是模板语的标识。注意此处省略了 HTML 的些头部信息，实际开发时请写全，此处为了从简进省略。譬如若你在 Windows 下遇到了中乱码的问题，那么你可能需要如下的头补充在前来声明编码下再修改 polls/views.py添加了序列表和超链接后，看上去总算是有内味了。2.7.4 render 说来这步调的函数看着还挺多，其实是实现很简单的功能，Django 为此准备了很便的函数 render，修改视图件如下%if latest_question_list%for question in lat

42、est_question_list%question.question_text%endfor%else%No polls are available.%endif%123456789 （这个位置放我们提到的模板）123456789from django.http import HttpResponsefrom django.template import loaderfrom.models import Questiondef index(request):latest_question_list=Question.objects.order_by(-pub_date):5 template

43、=loader.get_template(polls/index.html)context=latest_question_list:latest_question_list,return HttpResponse(template.render(context,request)123456789101112132.7.5 报错 下来完成个功能视图，先是 detail，对于不存在的 question_id，应当报错 404，修改 polls/views.py要让它正常运还需要个模板，现在我们姑且写个模板 polls/templates/polls/detail.html这看上去我们似乎悄悄加了

44、些 Python 代码，实际上都是模板语部分，有的会被解释为常相近的 Python 代码，具体法模板相关的档。下我们可以测试访问成功与失败的情况。不过这样的异常捕获还是显得烦了（并且我也知道多数同学可能学 Python 的时候还没学到这），好在 Django 也针对这种常情况为我们提供了遍历的接口 get_object_or_404，继续修改这样来我们降低了视图和模型的耦合性，也便利了代码编写，这符合 Django 的设计哲学，也符合 Python 的设计哲学。from django.shortcuts import renderfrom.models import Questiondef i

45、ndex(request):latest_question_list=Question.objects.order_by(-pub_date):5 context=latest_question_list:latest_question_list return render(request,polls/index.html,context)1234567891011from django.http import Http404from django.shortcuts import renderfrom.models import Question#.def detail(request,qu

46、estion_id):try:question=Question.objects.get(pk=question_id)except Question.DoesNotExist:raise Http404(Question does not exist)return render(request,polls/detail.html,question:question)12345678910111213 question.question_text%for choice in question.choice_set.all%choice.choice_text%endfor%123456from

47、 django.shortcuts import get_object_or_404,renderfrom.models import Question#.def detail(request,question_id):question=get_object_or_404(Question,pk=question_id)return render(request,polls/detail.html,question:question)123456782.7.6 URL 去耦合（本内容在作业中可以忽略）我们在 index.html 模板中到了 URL 硬编码这是很不好的，因为我们的 URL 随时

48、可能更改，譬如/polls/或许会因为业务需求成为/api/polls/、/v2/polls/、/polls/question/等，硬编码将使得程维护极为艰难，我们可以利视图命名修改如下：这的 detail 是定义在 polls/urls.py 的 path 函数调中的。此外真实项中可能会有多个应，而不只个 polls，多个应中可能出现同名的视图（如多个 index，多个 detail），这时候就需要命名空间来区分，我们只需要在 polls/urls.py 中添加 app_name=polls 即可对应的，模板中那可以指明命名空间（不改也不会错），改为2.7.7 表单 表单即请求所携带的数据，

49、通常由进“填写”，会导致数据库修改，属于有险的操作，在常规的站开发中需要专处理跨站点请求伪造的问题，但是 Django 带功能已经解决了这点。在站开发的习惯，这种情况下不应使 GET，我们使 POST 请求来完成。修改 polls/templates/polls/detail.html question.question_text 1 question.question_text 1from django.urls import pathfrom.import viewsapp_name=pollsurlpatterns=path(,views.index,name=index),path(/

50、,views.detail,name=detail),path(/results/,views.results,name=results),path(/vote/,views.vote,name=vote),1234567891011 question.question_text 1 question.question_text%if error_message%error_message%endif%csrf_token%for choice in question.choice_set.all%choice.choice_text%endfor%123456789101112当然，不要忘了