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django 快速入门

乐百川

发布于 2018-01-09 02:44:47

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代码可运行

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代码可运行

Django是Python语言编写的一个全栈式Web框架，可以帮助我们快速编写一个具有数据库功能、增删查改、后台管理等功能的网站。假如你只需要一些很简单的功能，使用flask可能是个更好的选择。但是如果你想快速实现一个XX管理系统，那么用Django绝对是个好办法。本文参考了Django官方文档的Tutorials。另外我这里用的终端是Powershell，如果有些命令不能运行，去掉前面的.\。

快速开始

安装Django

首先安装Django包，现在Django已经到了2.0版本，如果还在使用1.11请尽快升级。旧版本以后只修复bug，不会添加新功能。

pip install django

创建项目

Django安装好之后，会附带一个命令行工具django-admin，可以帮助我们管理Django项目。我们可以使用下面的命令创建一个新的Django项目模板。这样会创建django_sample文件夹，项目文件就在其中。另外需要注意项目文件夹最好是个性化一点的，不要和django、sys这样的第三方库或者python系统库重名。

django-admin startproject hello_django

创建好项目之后，我们进入项目文件夹中。用下面的命令就可以运行Django项目了。默认情况下，我们可以通过http://127.0.0.1:8000/来访问正在运行的项目。由于没有任何页面，所以会显示这么一个调试窗口。

python manage.py runserver

创建app

在Django项目中，app表示更小的一个功能单位，比方说在一个博客管理系统中，对博客的增删查改等功能就应该聚合在一个app中。进入项目目录中，用startapp命令创建app。

cd .\hello_django\
django-admin startapp hello

这时候项目目录结构应该类似这样。

为了让django包含创建的app，我们还需要激活app。打开配置文件，找到INSTALLED_APPS，然后把我们创建的app配置添加进去，这样django才能使用我们的app。

INSTALLED_APPS = [
    'hello.apps.HelloConfig',
    'django.contrib.admin',
    'django.contrib.auth',
    'django.contrib.contenttypes',
    'django.contrib.sessions',
    'django.contrib.messages',
    'django.contrib.staticfiles',
]

模型层

设置数据库

打开配置文件settings.py，找到数据库一行，可以看到如下的配置。

DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.sqlite3',
        'NAME': os.path.join(BASE_DIR, 'db.sqlite3'),
    }
}

如果我们这时候使用python .\manage.py migrate命令生成数据库表，就会在项目中出现一个db.sqlite3文件，这就是默认的数据库文件，使用IDEA右键点击并选择As DataSource就可以将其作为数据库打开。然后我们会看到生成了10多个数据库表，这是Django程序存储数据生成的表。

除了sqlite数据库，django还支持POstgreSQL、MySQL、Oracle这几个数据库。如果添加第三方后端支持，还可以使用SQL Server、IBM DB2等数据库。例如我现在准备使用PostgreSQL数据库，就修改为下面的配置。这时候NAME属性的意义就是数据库的名字。另外必须确保数据库事先存在，django可以自动创建表，但是不能自动创建数据库。

DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.postgresql',
        'NAME': 'test',
        'USER': 'postgres',
        'PASSWORD': '12345678',
        'HOST': '127.0.0.1',
        'PORT': '5432',
    }
}

创建模型

django支持ORM模型，也就是说我们可以不使用SQL语句就对数据进行增删查改。我们要做的就是在模型中指定和数据库的关系。

打开hello app中的models.py文件，然后添加下面两个模型。这两个模型是宠物和主人的关系。如果使用过其他ORM框架比如Hibernate之类的话，对这种结构应该非常熟悉。我们在定义模型的时候指定每一个字段的名字、长度、是否唯一等信息。值得注意的是，如果需要的值只可能是几个固定值，可以定义一个元组（该元组有一对值构成，第一个值是实际存在数据库中的值，第二个是给人类显示的友好可读值），然后传入choices参数。models.ForeignKey用来指定外键约束，还有一些其他的对应关系例如多对多、一对一等就不介绍了。

from django.db import models

class Owner(models.Model):
    GENDER = (
        ('M', 'MALE'),
        ('F', 'FEMALE')
    )
    id = models.AutoField(primary_key=True)
    name = models.CharField(max_length=30, unique=True)
    gender = models.CharField(max_length=1, choices=GENDER)
    birthday = models.DateField()


class Pet(models.Model):
    TYPE = (
        ('C', 'Cat'),
        ('D', 'Dog')
    )
    id = models.AutoField(primary_key=True)
    owner = models.ForeignKey(Owner, on_delete=models.CASCADE)
    name = models.CharField(max_length=50)
    type = models.CharField(max_length=1, choices=TYPE)

生成并应用迁移文件

上面我们创建了两个模型，实际上，只要我们对模型进行了更改，就应该使用下面的命令生成这些更改。

python manage.py makemigrations hello
Migrations for 'hello':
  hello\migrations\0001_initial.py
    - Create model Owner
    - Create model Pet

并且在migration文件夹中生成了对应的迁移文件。

如果想知道迁移文件会具体生成什么样的SQL语句，可以调用下面的命令。这里的序号是迁移序号，每次对模型进行更改都会生成一个新的迁移文件，想查看哪个文件生成的SQL语句，就指定哪个序号。

python manage.py sqlmigrate hello 0001

结果应该类似下面这样。

BEGIN;
--
-- Create model Owner
--
CREATE TABLE "hello_owner" ("id" integer NOT NULL PRIMARY KEY AUTOINCREMENT, "name" varchar(30) NOT NULL UNIQUE, "gender" varchar(1) NOT NULL, "birthday" date NOT NULL);
--
-- Create model Pet
--
CREATE TABLE "hello_pet" ("id" integer NOT NULL PRIMARY KEY AUTOINCREMENT, "name" varchar(50) NOT NULL, "type" varchar(1) NOT NULL, "owner_id" integer NOT NULL REFERENCES "hello_owner" ("id") DEFERRABLE INITIALLY DEFERRED);
CREATE INDEX "hello_pet_owner_id_a7d7b3df" ON "hello_pet" ("owner_id");
COMMIT;

当然这只是生成了迁移文件，并没有真正应用到数据库中。如果要引用到数据库，再次使用migrate命令即可。这时候再次查看数据库，就会发现多了hello_owner和hello_pet两个表，正好对应我们的两个模型。

python manage.py migrate

数据操作

用下面的命令打开django Shell。

python manage.py shell

如果不想使用命令，也可以设置DJANGO_SETTINGS_MODULE环境变量的项目的settings.py文件，然后在python解释器中设置django shell。

>>> import django
>>> django.setup()

不管是用哪种方法，都可以打开shell，在这里面就可以使用API操作数据了。首先引入我们的模型。

In [1]: from hello.models import Owner, Pet

增加一些数据。

In [4]: o1=Owner(name='zhang3',birthday='1992-5-7',gender='M')
In [5]: o1.save()
In [6]: o2=Owner(name='limei',birthday='1996-6-8',gender='F')
In [7]: o2.save()
In [8]: p1=Pet(owner=o1,name='lele',type='D')
In [9]: p1.save()

下面是一些查询例子，get函数查询单个模型，filter函数查询多个模型，all函数查询所有模型。

In [7]: Pet.objects.all()
In [8]: Pet.objects.get(id=1)
In [11]: Owner.objects.get(name='zhang3')
In [14]: Owner.objects.filter(gender='M')
In [18]: Owner.objects.count()

上面的只能执行精确查找某个字段，如果需要更复杂的可以使用双下划綫加查询谓词的形式。详细文档参考https://docs.djangoproject.com/en/2.0/topics/db/queries/#field-lookups-intro。

In [20]: Owner.objects.filter(name__startswith='z')
In [22]: Owner.objects.filter(birthday__year__lte='1994')
In [30]: Owner.objects.filter(name__contains='5')

删除某个对象。

In [31]: p2.delete()

为了调试更方便，我们还可以在这两个模型上添加str函数。这样调试的时候就更加易读了。

class Owner(models.Model):

    def __str__(self):
        return f'Owner(id:{self.id}, name:{self.name}, gender:{self.gender}, birthday:{self.birthday}'


class Pet(models.Model):

    def __str__(self):
        return f'Pet(id:{self.id}, name:{self.name}, type:{self.type}'

Django Admin

Django Admin可以帮助我们快速管理后台数据。首先需要创建一个管理员账户。

python manage.py createsuperuser

创建完成后，通过http://127.0.0.1:8000/admin/访问管理员界面并输入刚才设置的管理员和密码，会看到如下的界面。

这里目前什么都没有，我们需要将模型注册到Admin中。打开admin.py文件，输入下面的内容。

from django.contrib import admin

# Register your models here.
from .models import Owner, Pet

admin.site.register(Owner)
admin.site.register(Pet)

这样一来，就可以在管理员界面中管理模型了。

页面和视图

路由

首先在app的views.py中添加一个新的视图。不过按照Spring MVC的分层，我觉得这里的这些视图叫控制器似乎更合理一些，不过既然这个文件都叫做view，那么我也叫它视图吧。

from django.http import HttpResponse

def index(request):
    return HttpResponse('hello')

然后在app中创建一个urls.py文件，写入以下内容。

from django.urls import path
from . import views

urlpatterns = [
    path('', views.index, name='index'),
]

然后在项目的urls.py文件中添加app中设置的路径，除了admin页面的路径之外，其他路径都应该使用include函数引入。

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

urlpatterns = [
    path('admin/', admin.site.urls),
    path('hello/', include('hello.urls'))
]

然后访问http://127.0.0.1:8000/hello/，应该就可以看到显示的字符串了。

路径参数

如果路由是带路径参数的，那么使用<类型:变量名>语法。

urlpatterns = [
    path('', views.index, name='index'),
    path('hello/<str:name>', views.hello, name='hello')
]

对应的参数作为视图函数的第二个参数。

def hello(request, name):
    return HttpResponse(f'hello, {name}')

这样，访问http://127.0.0.1:8000/hello/hello/yitian就可以看到对应的输出了。

使用模板

在app中创建templates/hello文件夹，然后在其中创建index.html文件，文件内容如下。

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>主页</title>
</head>
<body>
<h1>Hello,{{ name }}</h1>
</body>
</html>

然后修改view.py文件，将hello视图修改为下面的样子。再次访问就可以看到这次成功的返回了网页。

from django.http import HttpResponse
from django.template import loader

def hello(request, name):
    template = loader.get_template('hello/index.html')
    context = {'name': name}
    return HttpResponse(template.render(context, request))

django还提供了快捷render函数可以简化这个返回模板的常见过程。

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

def hello(request, name):
    context = {'name': name}
    return render(request, 'hello/index.html', context)

有些同学可能有疑问，为什么模板文件夹中还要在创建一个hello子文件夹呢？这是由于django的文件搜索机制所导致的。当搜索模板文件的时候django会从所有app的templates文件夹中搜索，但是并不会区分它们，所以如果在多个app中有相同的文件名，django会使用找到的第一个。因此为了区分它们我们只能自己多创建一层文件夹用于区分。

和flask一样，django默认使用Jinja2模板，关于jinja2的语法请查阅相关文档，这里就不在详细说明了。

页面中使用URL

当我们在页面中需要使用路径的时候，不要硬编码路径，最好使用url标签。例如下面这样的。

<a href="{% url 'hello' '张三' %}">你好，张三</a>

这里url标签中指定的名称是urls.py文件中路径的name参数。

path('hello/<str:name>', views.hello, name='hello')

当项目中存在多个app的时候，需要使用命名空间来区分。做法很简单，在urls.py文件中添加app_name属性。

app_name = 'hello'
urlpatterns = [
    path('', views.index, name='index'),
    path('hello/<str:name>', views.hello, name='hello')
]

然后在标签上添加用冒号分隔开的命名空间名称即可。

<a href="{% url 'hello:hello' '张三' %}">你好，张三</a>

获取表单参数

在页面中添加如下一个表单。{% csrf_token %}标签是django内建的功能，可以帮助我们防止csrf攻击。

<form action="{% url 'hello:form' %}" method="post">
    {% csrf_token %}
    <label for="name">name</label>
    <input type="text" name="name" id="name">
    <br/>
    <label for="male">male</label>
    <input type="radio" name="gender" value="male" id="male">
    <label for="female">female</label>
    <input type="radio" name="gender" value="female" id="female">
    <br>
    <label for="age">age</label>
    <input type="text" name="age" id="age">
    <br>
    <input type="submit" value="submit">
</form>

然后添加下面一条路径。

path('form', views.get_form, name='form')

最后添加处理函数，这个处理函数很简单，仅仅返回结果文本。需要获取参数的时候，直接用request.POST即可，它是一个类似字典的对象，我们可以通过键来访问对应参数的值。

def get_form(request):
    form = request.POST
    return HttpResponse(f"name:{form['name']}, gender:{form['gender']}, age:{form['age']}")

静态文件

app内静态文件

对于样式表等静态文件，如果是位于app内的，不需要额外设置。只要在app内创建static文件夹并将静态文件放入即可。之后在页面中引用的时候添加下面的标签即可。注意在使用static标签之前，需要用{% load static %}加载它。

    {% load static %}
    <link rel="stylesheet" href="{% static 'site.css' %}">

文件结构类似下图。

需要注意的是，由于前面介绍的django文件搜索机制，在静态文件夹中，我们最好在指定一级和app同名的文件夹用来区分不同app间的静态文件。

项目公用静态文件

有些静态文件可能是多个app公用的，这时候需要进行一点额外设置。首先在和app同级的目录创建static文件夹并将静态文件放入。然后在配置文件中添加额外的搜索路径配置。

STATICFILES_DIRS = [
    os.path.join(BASE_DIR, "static"),
]

还是由于django文件搜索机制，我们最好在静态目录中添加一个public子文件夹和其他静态文件区分。

测试

django支持自动化测试，可以帮助我们快速查找bug。测试文件应该写到tests.py文件中。下面是一个简单的例子。

from django.test import TestCase


class SampleTest(TestCase):
    def test_true(self):
        self.assertTrue(True, 'is true')

TestCase基类含有各种断言方法，可以帮我们进行判断，这里就不列举了。

要运行测试的话，使用下面的命令。可以看到django还会自动创建和删除测试数据库，非常方便。

PS D:\kang\PycharmProjects\python-study\hello_django> python .\manage.py test hello
Creating test database for alias 'default'...
System check identified no issues (0 silenced).
.
----------------------------------------------------------------------
Ran 1 test in 0.015s

OK
Destroying test database for alias 'default'...