使用FastAPI来开发项目，项目的目录结构如何规划的一些参考和基类封装的一些处理

使用FastAPI开发项目时，良好的目录结构可以帮助你更好地组织代码，提高可维护性和扩展性。同样，对基类的封装，也可以进一步减少开发代码，提供便利，并减少出错的几率。

下面是一个推荐的目录结构示例：

复制代码

my_fastapi_project/
├── app/
│   ├── __init__.py
│   ├── main.py            # 入口文件
│   ├── core/
│   │   ├── __init__.py
│   │   ├── config.py      # 配置文件
│   │   ├── security.py    # 安全相关
│   │   └── ...            # 其他核心功能
│   ├── api/
│   │   ├── __init__.py
│   │   ├── v1/
│   │   │   ├── __init__.py
│   │   │   ├── endpoints/
│   │   │   │   ├── __init__.py
│   │   │   │   ├── users.py     # 用户相关接口
│   │   │   │   ├── items.py     # 其他接口
│   │   │   │   └── ...
│   │   │   └── ...              # 其他版本的API
│   ├── models/
│   │   ├── __init__.py
│   │   ├── user.py         # 用户模型
│   │   ├── item.py         # 其他模型
│   │   └── ...
│   ├── schemas/
│   │   ├── __init__.py
│   │   ├── user.py         # 用户数据模型
│   │   ├── item.py         # 其他数据模型
│   │   └── ...
│   ├── crud/
│   │   ├── __init__.py
│   │   ├── user.py         # 用户CRUD操作
│   │   ├── item.py         # 其他CRUD操作
│   │   └── ...
│   ├── db/
│   │   ├── __init__.py
│   │   ├── base.py         # 数据库基础设置
│   │   ├── session.py      # 数据库会话
│   │   └── ...
│   ├── tests/
│   │   ├── __init__.py
│   │   ├── test_main.py    # 测试主文件
│   │   ├── test_users.py   # 用户相关测试
│   │   └── ...
│   └── utils/
│       ├── __init__.py
│       ├── utils.py        # 工具函数
│       └── ...
├── .env                    # 环境变量文件
├── alembic/                # 数据库迁移工具目录
│   ├── env.py
│   ├── script.py.mako
│   └── versions/
│       └── ...
├── alembic.ini             # Alembic 配置文件
├── requirements.txt        # 项目依赖
├── Dockerfile              # Docker 配置文件
└── README.md               # 项目说明文件

目录结构说明：

app/ : 项目的主目录，包含所有应用相关代码。
- main.py: 项目的入口文件，启动FastAPI应用。
- core/: 核心功能，如配置、安全等。
- api/: API路由和视图，分版本管理。
- models/: 数据库模型。
- schemas/: 数据模型，用于请求和响应的验证。
- crud/: 数据库操作（CRUD：创建、读取、更新、删除）。
- db/: 数据库相关设置和会话管理。
- tests/: 测试代码。
- utils/: 工具函数和公用模块。
.env: 环境变量文件，用于存储敏感信息，如数据库连接字符串。
alembic/: 数据库迁移工具Alembic的配置目录。
requirements.txt: 项目依赖列表。
Dockerfile: Docker配置文件，用于容器化部署。
README.md: 项目说明文件。

这个结构可以根据项目需求进行调整，但保持清晰和模块化是良好的实践。

python项目总的__init__.py，有意义吗？

在Python项目中，__init__.py 文件的主要作用是将目录标识为一个Python包。它使得目录中的模块可以被导入和使用。在一些情况下，__init__.py 可以不仅仅是一个空文件，还可以包含一些初始化代码。

__init__.py 的意义：

将目录标识为包：
- 任何包含 __init__.py 的目录都会被Python解释器认为是一个包，这样你就可以使用包导入语法，如 import mypackage.module。
初始化代码：
- 可以在 __init__.py 中包含一些初始化代码，如导入包内的子模块、设置包级别的变量或函数、配置日志记录等。例如：

复制代码

# mypackage/__init__.py
from .submodule1 import func1
from .submodule2 import func2

__all__ = ["func1", "func2"]

3.简化导入

- 通过在 __init__.py 中导入子模块，可以简化包的导入路径，使得用户可以直接从包中导入函数或类，而不必知道具体的模块结构。

复制代码

# mypackage/__init__.py
from .submodule import MyClass

# Now you can do
from mypackage import MyClass

对于Python 3.3及以上版本，__init__.py 文件不是强制性的，即使没有 __init__.py 文件，Python解释器也可以识别包。然而，添加 __init__.py 文件仍然是一个良好的习惯，可以避免某些情况下的意外行为，并且明确表示该目录是一个包。

2、Fast API项目的开发处理过程

在FastAPI项目中，CRUD操作通常在一个专门的 crud 模块中实现。这个模块会调用SQLAlchemy模型对象来进行数据库操作。

定义模型 (models/user.py)

复制代码

from sqlalchemy import Column, Integer, String
from app.db.base_class import Base

class User(Base):
    __tablename__ = "users"
    
    id = Column(Integer, primary_key=True, index=True)
    email = Column(String, unique=True, index=True, nullable=False)
    hashed_password = Column(String, nullable=False)
    full_name = Column(String, index=True)

创建数据库会话 (db/session.py)

复制代码

from sqlalchemy import create_engine
from sqlalchemy.orm import sessionmaker

DATABASE_URL = "sqlite:///./test.db"  # 使用SQLite数据库作为示例

engine = create_engine(DATABASE_URL)
SessionLocal = sessionmaker(autocommit=False, autoflush=False, bind=engine)

定义CRUD操作 (crud/user.py)

复制代码

from sqlalchemy.orm import Session
from app.models.user import User
from app.schemas.user import UserCreate, UserUpdate

def get_user(db: Session, user_id: int):
    return db.query(User).filter(User.id == user_id).first()

def get_user_by_email(db: Session, email: str):
    return db.query(User).filter(User.email == email).first()

def get_users(db: Session, skip: int = 0, limit: int = 10):
    return db.query(User).offset(skip).limit(limit).all()

def create_user(db: Session, user: UserCreate):
    db_user = User(
        email=user.email,
        hashed_password=user.hashed_password,  # 在实际应用中应该对密码进行哈希处理
        full_name=user.full_name
    )
    db.add(db_user)
    db.commit()
    db.refresh(db_user)
    return db_user

def update_user(db: Session, user_id: int, user: UserUpdate):
    db_user = get_user(db, user_id)
    if db_user:
        db_user.email = user.email
        db_user.full_name = user.full_name
        db.commit()
        db.refresh(db_user)
    return db_user

def delete_user(db: Session, user_id: int):
    db_user = get_user(db, user_id)
    if db_user:
        db.delete(db_user)
        db.commit()
    return db_user

定义数据模型 (schemas/user.py)

复制代码

from pydantic import BaseModel

class UserBase(BaseModel):
    email: str
    full_name: str = None

class UserCreate(UserBase):
    hashed_password: str

class UserUpdate(UserBase):
    pass

class User(UserBase):
    id: int

    class Config:
        orm_mode = True

在API端点中使用CRUD操作 (api/v1/endpoints/users.py)

复制代码

from fastapi import APIRouter, Depends, HTTPException
from sqlalchemy.orm import Session
from app import crud, models, schemas
from app.db.session import SessionLocal

router = APIRouter()

def get_db():
    db = SessionLocal()
    try:
        yield db
    finally:
        db.close()

@router.post("/users/", response_model=schemas.User)
def create_user(user: schemas.UserCreate, db: Session = Depends(get_db)):
    db_user = crud.get_user_by_email(db, email=user.email)
    if db_user:
        raise HTTPException(status_code=400, detail="Email already registered")
    return crud.create_user(db=db, user=user)

@router.get("/users/{user_id}", response_model=schemas.User)
def read_user(user_id: int, db: Session = Depends(get_db)):
    db_user = crud.get_user(db, user_id=user_id)
    if db_user is None:
        raise HTTPException(status_code=404, detail="User not found")
    return db_user

@router.put("/users/{user_id}", response_model=schemas.User)
def update_user(user_id: int, user: schemas.UserUpdate, db: Session = Depends(get_db)):
    db_user = crud.update_user(db=db, user_id=user_id, user=user)
    if db_user is None:
        raise HTTPException(status_code=404, detail="User not found")
    return db_user

@router.delete("/users/{user_id}", response_model=schemas.User)
def delete_user(user_id: int, db: Session = Depends(get_db)):
    db_user = crud.delete_user(db=db, user_id=user_id)
    if db_user is None:
        raise HTTPException(status_code=404, detail="User not found")
    return db_user

@router.get("/users/", response_model=List[schemas.User])
def read_users(skip: int = 0, limit: int = 10, db: Session = Depends(get_db)):
    users = crud.get_users(db, skip=skip, limit=limit)
    return users

注册路由 (main.py)

复制代码

from fastapi import FastAPI
from app.api.v1.endpoints import users

app = FastAPI()

app.include_router(users.router, prefix="/api/v1", tags=["users"])

if __name__ == "__main__":
    import uvicorn
    uvicorn.run(app, host="0.0.0.0", port=8000)

初始化数据库 (db/base.py)

复制代码

from app.db.session import engine
from app.models import user

user.Base.metadata.create_all(bind=engine)

运行应用

在项目根目录下运行:

复制代码

uvicorn app.main:app --reload

这样，你的CRUD层就可以调用模型对象来进行数据库操作了。上述代码展示了如何定义模型、数据库会话、CRUD操作、数据模型和API端点，并将它们结合在一起，实现一个简单的用户管理系统。

3、实际FastAPI项目对基类的封装

可以通过创建一个通用的CRUD基类来封装常规的CRUD操作，然后让特定的CRUD类继承这个基类。这样可以减少重复代码，提高代码的可维护性和可复用性。下面是一个实现示例。

1、创建通用CRUD基类 (crud/base.py)

复制代码

rom typing import Generic, Type, TypeVar, Optional, List
from pydantic import BaseModel
from sqlalchemy.orm import Session
from app.db.base_class import Base

ModelType = TypeVar("ModelType", bound=Base)
CreateSchemaType = TypeVar("CreateSchemaType", bound=BaseModel)
UpdateSchemaType = TypeVar("UpdateSchemaType", bound=BaseModel)

class CRUDBase(Generic[ModelType, CreateSchemaType, UpdateSchemaType]):
    def __init__(self, model: Type[ModelType]):
        self.model = model

    def get(self, db: Session, id: int) -> Optional[ModelType]:
        return db.query(self.model).filter(self.model.id == id).first()

    def get_multi(self, db: Session, skip: int = 0, limit: int = 100) -> List[ModelType]:
        return db.query(self.model).offset(skip).limit(limit).all()

    def create(self, db: Session, obj_in: CreateSchemaType) -> ModelType:
        obj_in_data = obj_in.dict()
        db_obj = self.model(**obj_in_data)  # type: ignore
        db.add(db_obj)
        db.commit()
        db.refresh(db_obj)
        return db_obj

    def update(self, db: Session, db_obj: ModelType, obj_in: UpdateSchemaType) -> ModelType:
        obj_data = db_obj.dict()
        update_data = obj_in.dict(skip_defaults=True)
        for field in obj_data:
            if field in update_data:
                setattr(db_obj, field, update_data[field])
        db.commit()
        db.refresh(db_obj)
        return db_obj

    def remove(self, db: Session, id: int) -> ModelType:
        obj = db.query(self.model).get(id)
        db.delete(obj)
        db.commit()
        return obj

2、定义用户CRUD操作 (crud/user.py)

复制代码

from typing import Any
from sqlalchemy.orm import Session
from app.crud.base import CRUDBase
from app.models.user import User
from app.schemas.user import UserCreate, UserUpdate

class CRUDUser(CRUDBase[User, UserCreate, UserUpdate]):
    def get_by_email(self, db: Session, email: str) -> Any:
        return db.query(self.model).filter(self.model.email == email).first()

user = CRUDUser(User)

3、定义数据模型 (schemas/user.py)

复制代码

from pydantic import BaseModel

class UserBase(BaseModel):
    email: str
    full_name: str = None

class UserCreate(UserBase):
    hashed_password: str

class UserUpdate(UserBase):
    pass

class User(UserBase):
    id: int

    class Config:
        orm_mode = True

4、在API端点中使用CRUD操作 (api/v1/endpoints/users.py)

复制代码

from fastapi import APIRouter, Depends, HTTPException
from sqlalchemy.orm import Session
from typing import List
from app import crud, schemas
from app.db.session import SessionLocal
from app.models.user import User

router = APIRouter()

def get_db():
    db = SessionLocal()
    try:
        yield db
    finally:
        db.close()

@router.post("/users/", response_model=schemas.User)
def create_user(user: schemas.UserCreate, db: Session = Depends(get_db)):
    db_user = crud.user.get_by_email(db, email=user.email)
    if db_user:
        raise HTTPException(status_code=400, detail="Email already registered")
    return crud.user.create(db=db, obj_in=user)

@router.get("/users/{user_id}", response_model=schemas.User)
def read_user(user_id: int, db: Session = Depends(get_db)):
    db_user = crud.user.get(db, id=user_id)
    if db_user is None:
        raise HTTPException(status_code=404, detail="User not found")
    return db_user

@router.put("/users/{user_id}", response_model=schemas.User)
def update_user(user_id: int, user: schemas.UserUpdate, db: Session = Depends(get_db)):
    db_user = crud.user.get(db=db, id=user_id)
    if db_user is None:
        raise HTTPException(status_code=404, detail="User not found")
    return crud.user.update(db=db, db_obj=db_user, obj_in=user)

@router.delete("/users/{user_id}", response_model=schemas.User)
def delete_user(user_id: int, db: Session = Depends(get_db)):
    db_user = crud.user.get(db=db, id=user_id)
    if db_user is None:
        raise HTTPException(status_code=404, detail="User not found")
    return crud.user.remove(db=db, id=user_id)

@router.get("/users/", response_model=List[schemas.User])
def read_users(skip: int = 0, limit: int = 10, db: Session = Depends(get_db)):
    users = crud.user.get_multi(db, skip=skip, limit=limit)
    return users

其他的就是类似前面的做法了。

通过这种方式，你可以在通用的CRUD基类中封装常规的CRUD操作，而特定的CRUD类（如 CRUDUser）只需要继承这个基类并添加特定的操作方法。这样不仅减少了重复代码，也提高了代码的可维护性和可复用性。

如果你希望可以通过定义一个通用的API基类来封装常规的CRUD操作方法，然后在具体的端点文件中继承这个基类。这样可以进一步减少重复代码，提高代码的可维护性和可复用性。

创建通用API基类 (api/deps.py)

复制代码

from typing import Type, TypeVar, Generic, List
from fastapi import APIRouter, Depends, HTTPException
from sqlalchemy.orm import Session
from pydantic import BaseModel
from app.crud.base import CRUDBase
from app.db.session import SessionLocal

ModelType = TypeVar("ModelType", bound=BaseModel)
CreateSchemaType = TypeVar("CreateSchemaType", bound=BaseModel)
UpdateSchemaType = TypeVar("UpdateSchemaType", bound=BaseModel)

class CRUDRouter(Generic[ModelType, CreateSchemaType, UpdateSchemaType]):
    def __init__(self, crud: CRUDBase[ModelType, CreateSchemaType, UpdateSchemaType]):
        self.crud = crud
        self.router = APIRouter()

        self.router.post("/", response_model=ModelType)(self.create_item)
        self.router.get("/{item_id}", response_model=ModelType)(self.read_item)
        self.router.put("/{item_id}", response_model=ModelType)(self.update_item)
        self.router.delete("/{item_id}", response_model=ModelType)(self.delete_item)
        self.router.get("/", response_model=List[ModelType])(self.read_items)

    def get_db(self):
        db = SessionLocal()
        try:
            yield db
        finally:
            db.close()

    async def create_item(self, item_in: CreateSchemaType, db: Session = Depends(self.get_db)):
        db_item = self.crud.create(db=db, obj_in=item_in)
        return db_item

    async def read_item(self, item_id: int, db: Session = Depends(self.get_db)):
        db_item = self.crud.get(db=db, id=item_id)
        if not db_item:
            raise HTTPException(status_code=404, detail="Item not found")
        return db_item

    async def update_item(self, item_id: int, item_in: UpdateSchemaType, db: Session = Depends(self.get_db)):
        db_item = self.crud.get(db=db, id=item_id)
        if not db_item:
            raise HTTPException(status_code=404, detail="Item not found")
        return self.crud.update(db=db, db_obj=db_item, obj_in=item_in)

    async def delete_item(self, item_id: int, db: Session = Depends(self.get_db)):
        db_item = self.crud.get(db=db, id=item_id)
        if not db_item:
            raise HTTPException(status_code=404, detail="Item not found")
        return self.crud.remove(db=db, id=item_id)

    async def read_items(self, skip: int = 0, limit: int = 10, db: Session = Depends(self.get_db)):
        items = self.crud.get_multi(db=db, skip=skip, limit=limit)
        return items

使用通用API基类定义用户端点(api/v1/endpoints/users.py)

复制代码

from fastapi import APIRouter
from app.crud.user import user as user_crud
from app.schemas.user import User, UserCreate, UserUpdate
from app.api.deps import CRUDRouter

user_router = CRUDRouter[User, UserCreate, UserUpdate](user_crud)
router = user_router.router

注册路由 (main.py)

复制代码

rom fastapi import FastAPI
from app.api.v1.endpoints import users

app = FastAPI()

app.include_router(users.router, prefix="/api/v1/users", tags=["users"])

if __name__ == "__main__":
    import uvicorn
    uvicorn.run(app, host="0.0.0.0", port=8000)

通过这种方式，你可以在 CRUDRouter 基类中封装常规的CRUD操作方法，然后在具体的端点文件中继承这个基类并传递相应的CRUD对象。这样可以进一步减少重复代码，提高代码的可维护性和可复用性。

4、SQLAlchemy模型的基类定义

app.db.base_class 通常是用于定义SQLAlchemy模型基类的文件。在这个文件中，我们会定义一个基本的Base类，这个类是所有SQLAlchemy模型的基类。下面是一个实现示例：

定义 Base 类 (db/base_class.py)

复制代码

from sqlalchemy.ext.declarative import as_declarative, declared_attr

@as_declarative()
class Base:
    id: int
    __name__: str

    @declared_attr
    def __tablename__(cls) -> str:
        return cls.__name__.lower()

详细解释

@as_declarative(): 这是SQLAlchemy提供的一个装饰器，它会将类装饰为一个声明性基类。所有继承自这个类的子类都会自动成为声明性类。
id: int: 这是一个类型注释，表示每个模型类都会有一个 id 属性。具体的字段定义（例如 Column(Integer, primary_key=True)）会在每个具体的模型类中定义。
__name__: str: 这是另一个类型注释，表示每个模型类都会有一个 __name__ 属性。
@declared_attr: 这是SQLAlchemy提供的一个装饰器，允许我们为声明性基类定义一些通用的属性。在这个例子中，它用于自动生成 __tablename__ 属性。这个属性的值是模型类的名称的小写形式。

这样定义的 Base 类可以作为所有SQLAlchemy模型的基类，简化模型的定义。

完整示例项目结构：为了更好地理解，这里展示一个包含 Base 类定义的完整项目结构：

复制代码

.
├── app
│   ├── __init__.py
│   ├── api
│   │   ├── __init__.py
│   │   └── v1
│   │       ├── __init__.py
│   │       └── endpoints
│   │           ├── __init__.py
│   │           └── users.py
│   ├── crud
│   │   ├── __init__.py
│   │   ├── base.py
│   │   └── user.py
│   ├── db
│   │   ├── __init__.py
│   │   ├── base.py
│   │   ├── base_class.py
│   │   └── session.py
│   ├── models
│   │   ├── __init__.py
│   │   └── user.py
│   ├── schemas
│   │   ├── __init__.py
│   │   └── user.py
│   └── main.py

models/user.py 类文件如下定义

复制代码

from sqlalchemy import Column, Integer, String
from app.db.base_class import Base

class User(Base):
    __tablename__ = "users"

    id = Column(Integer, primary_key=True, index=True)
    email = Column(String, unique=True, index=True, nullable=False)
    hashed_password = Column(String, nullable=False)
    full_name = Column(String, index=True)

通过这种结构和定义，您可以创建一个简洁、可扩展的FastAPI项目，能够快速定义新的数据库模型并生成相应的CRUD操作和API端点。