Python 课程11-Web 开发

可愛小吉2024-09-16 13:12

前言

Web 开发已经成为现代软件开发的核心领域之一，许多应用程序和服务都通过 Web 来与用户和其他系统交互。Python 作为一门广泛使用的编程语言，提供了多种 Web 开发框架，其中最流行的两个框架是 Flask 和 Django。

  • Flask 是一个轻量级的 Web 框架，灵活、易于学习，适合快速构建简单的 Web 应用。
  • Django 是一个功能齐全的 Web 框架，提供了强大的内置功能，适合开发复杂的 Web 项目。

本教程将带你通过 Flask 和 Django 了解 Python Web 开发的基础。我们将从创建一个简单的 Flask Web 应用开始，然后逐步介绍如何处理路由和表单，最后介绍如何使用 Django 构建复杂的 Web 项目。

目录

  1. Flask Web 开发

    • 什么是 Flask？
    • 安装与快速入门
    • 路由与视图函数
    • 表单处理与请求方法
    • 模板渲染与静态文件
    • 部署 Flask 应用

  2. Django Web 开发

    • 什么是 Django？
    • 安装与快速入门
    • Django 项目结构解析
    • 路由与视图
    • 模板引擎与表单处理
    • 使用 Django ORM 进行数据库操作
    • Django Admin 后台管理系统
    • 部署 Django 项目

1. Flask Web 开发

什么是 Flask？

Flask 是一个基于 Python 的轻量级 Web 框架。它的设计哲学是简单而灵活，不像 Django 那样具有大量的功能和规则，Flask 提供了极少的工具，并允许开发者根据需求自由选择第三方扩展。这使得 Flask 非常适合快速开发小型 Web 应用。

安装与快速入门

在开始使用 Flask 之前，需要先安装它：

pip install Flask

创建一个简单的 Flask 应用：

from flask import Flask

# 创建 Flask 应用
app = Flask(__name__)

# 定义路由和视图函数
@app.route('/')
def home():
    return "Hello, Flask!"

# 启动应用
if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)

在这段代码中：

  • 我们创建了一个 Flask 应用实例。
  • 使用 @app.route('/') 定义了一个路由，访问 http://localhost:5000/ 时会触发 home() 函数。
  • app.run(debug=True) 启动 Flask 开发服务器，debug=True 可以在代码更改时自动重新加载应用。
路由与视图函数

Flask 中的路由用于将 URL 与视图函数绑定。视图函数定义了当用户访问特定 URL 时，应该执行的逻辑。

@app.route('/hello/<name>')
def hello(name):
    return f"Hello, {name}!"

在这个例子中，路由 /hello/<name> 使用了动态 URL 参数。当访问 http://localhost:5000/hello/John 时，浏览器将会显示 Hello, John!。

表单处理与请求方法

Flask 提供了处理不同 HTTP 请求方法的功能，例如 GET 和 POST。

下面是一个包含表单的示例，通过 POST 请求来提交数据：

from flask import Flask, request, render_template

app = Flask(__name__)

@app.route('/submit', methods=['GET', 'POST'])
def submit():
    if request.method == 'POST':
        name = request.form['name']
        return f"Hello, {name}!"
    return render_template('submit_form.html')

在这里，我们通过 methods=['GET', 'POST'] 指定路由支持 GET 和 POST 请求。request.form 用于获取表单数据。

示例表单模板 submit_form.html：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Submit Form</title>
</head>
<body>
    <form action="/submit" method="post">
        <label for="name">Name:</label>
        <input type="text" id="name" name="name">
        <input type="submit" value="Submit">
    </form>
</body>
</html>
模板渲染与静态文件

Flask 使用 Jinja2 模板引擎来渲染动态 HTML。可以通过 render_template() 函数渲染模板。

from flask import render_template

@app.route('/welcome/<name>')
def welcome(name):
    return render_template('welcome.html', name=name)

模板文件 welcome.html：

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

在模板中使用 {``{ name }} 来插入动态内容。static 文件夹中可以放置静态文件（如 CSS、JavaScript、图片等），并通过 url_for() 函数来引用它们。

部署 Flask 应用

在本地开发完成 Flask 应用后，可以通过多种方式将应用部署到线上服务器。常见的部署方式包括：

  • 使用 Gunicorn 和 Nginx 部署到 Linux 服务器。
  • 部署到 Heroku 等 PaaS 平台。
  • 使用 Docker 容器化部署。

2. Django Web 开发

什么是 Django？

Django 是一个功能齐全、成熟的 Web 框架，旨在帮助开发者快速构建高性能和高可维护性的 Web 应用。与 Flask 的轻量级设计不同，Django 提供了丰富的内置功能，包括 ORM、表单处理、认证系统、管理后台等，适合用于开发复杂的 Web 应用。

安装与快速入门

安装 Django：

pip install django

创建 Django 项目：

django-admin startproject myproject
cd myproject
python manage.py runserver

使用 Django 内置的开发服务器启动应用，并访问 http://localhost:8000/。

Django 项目结构解析

创建 Django 项目后，目录结构如下：

myproject/
    manage.py
    myproject/
        __init__.py
        settings.py
        urls.py
        wsgi.py
  • manage.py：Django 项目的命令行工具，用于运行服务器、创建数据库、执行迁移等。
  • settings.py：项目的全局设置文件，包括数据库配置、应用列表等。
  • urls.py：用于定义 URL 路由。
  • wsgi.py：WSGI 入口文件，通常用于部署。
路由与视图

在 Django 中，路由由 urls.py 文件管理，视图函数或类定义处理请求的逻辑。

# myproject/urls.py
from django.urls import path
from . import views

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

# myproject/views.py
from django.http import HttpResponse

def home(request):
    return HttpResponse("Hello, Django!")
模板引擎与表单处理

Django 提供了强大的模板系统，允许你在模板中使用逻辑语句，并处理表单提交。

<!-- templates/index.html -->
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Index</title>
</head>
<body>
    <h1>Welcome to Django</h1>
    <form method="post">
        {% csrf_token %}
        <input type="text" name="name">
        <input type="submit" value="Submit">
    </form>
</body>
</html>

视图函数可以处理 POST 请求中的表单数据：

# views.py
from django.shortcuts import render

def index(request):
    if request.method == 'POST':
        name = request.POST.get('name')
        return HttpResponse(f"Hello, {name}!")
    return render(request, 'index.html')
使用 Django ORM 进行数据库操作

Django 提供了强大的 ORM（对象关系映射），使得开发者可以用 Python 代码来操作数据库，而不需要直接编写 SQL。

创建模型（Model）：

from django.db import models

class Article(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=100)
    content = models.TextField()
    pub_date = models.DateTimeField('date published')

    def __str__(self):
        return self.title

使用命令迁移数据库结构：

python manage.py makemigrations
python manage.py migrate

使用 Django ORM 进行数据库操作：

# 创建对象
article = Article.objects.create(title="Django ORM", content="Django makes it easy to work with databases.")
article.save()
# 查询对象
articles = Article.objects.all()  # 获取所有文章
specific_article = Article.objects.get(id=1)  # 获取特定文章

# 更新对象
specific_article.title = "Updated Title"
specific_article.save()

# 删除对象
specific_article.delete()

在 Django 中，通过 ORM 操作数据库非常简单，它支持多种数据库（如 SQLite、PostgreSQL、MySQL 等），并且支持复杂的查询、过滤、关联操作等。

Django Admin 后台管理系统

Django 提供了一个非常强大的内置管理后台系统，开发者只需简单配置，即可为网站的后台管理提供完善的界面。通过 Django Admin，开发者可以管理数据库中的对象、执行数据操作，甚至扩展为用户提供丰富的后台功能。

启用 Django Admin：

首先，需要在 INSTALLED_APPS 中确保包含 django.contrib.admin，这个应用是 Django 管理后台系统的一部分。

然后，注册模型到 Admin 中：

# admin.py
from django.contrib import admin
from .models import Article

admin.site.register(Article)

接着，创建一个超级用户以登录管理后台：

python manage.py createsuperuser

运行服务器后，访问 http://localhost:8000/admin，你将看到一个完整的后台管理系统，能够直接操作数据库中的数据。

部署 Django 项目

在本地开发完成 Django 项目后，可以通过以下方式将项目部署到线上环境：

  1. 使用 Gunicorn 和 Nginx 部署到 Linux 服务器：

    • Gunicorn 是一个高效的 Python WSGI 服务器，能够运行 Django 应用。
    • Nginx 是一个常见的 Web 服务器，负责处理静态文件、负载均衡、反向代理等任务。

    基本步骤包括安装 Gunicorn 和 Nginx，配置 Gunicorn 运行 Django 项目，使用 Nginx 作为反向代理服务器。

  2. 部署到 Heroku 等 PaaS 平台：

    • Heroku 是一个 PaaS 平台，允许开发者轻松部署应用，而无需关心底层的服务器配置。
    • 使用 git push 命令将 Django 项目推送到 Heroku 上，Heroku 会自动处理服务器配置和部署细节。

  3. 使用 Docker 容器化部署：

    • Docker 提供了一种将应用及其依赖环境打包为容器的方式，能够轻松地将 Django 项目迁移到不同的环境中。
    • 可以通过 Dockerfile 和 docker-compose 来构建和部署 Django 项目。

结论

通过本教程，我们详细介绍了如何使用 Flask 和 Django 进行 Web 开发。Flask 是一个轻量级的框架，适合快速构建简单的 Web 应用，而 Django 提供了丰富的内置功能，能够帮助开发者快速开发复杂的 Web 项目。

  • Flask 让你能够快速启动、构建路由、处理表单，并通过模板渲染动态内容，是初学者学习 Web 开发的绝佳选择。
  • Django 则提供了强大的 ORM、表单处理、模板引擎以及内置的管理后台，帮助开发者更好地管理和扩展应用，适合大型项目的开发。

无论你选择 Flask 还是 Django，Python 都为 Web 开发提供了极大的便利。通过不断的实践和学习，你将能够掌握 Web 开发的核心技能，构建出稳定、高效的 Web 应用。

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