练习题 - Django 4.x Overviewses 框架概述

Django 是一个开放源代码的 web 应用框架，使用 Python 语言编写，旨在帮助开发人员更快地构建和开发 web 应用。Django 以其"快速开发"和"干净、实用"的设计原则著称，使得开发人员可以专注于编写自己的应用和业务逻辑，而不是重复地处理常见的 web 开发任务。Django 4.x 是其最新版本，带来了许多新的功能和改进，以提高性能和可扩展性。

本文旨在通过一些实际的练习题，帮助自学编程的用户深入理解 Django 框架的核心概念和工作原理。我们将从框架的整体结构、核心组件到高级功能进行逐步探索，帮助你更好地掌握 Django 框架，为日后的 web 开发打下坚实的基础。

文章目录

[Django 框架的基础架构](#Django 框架的基础架构)
- [Django 项目的基本结构（难度：低）](#Django 项目的基本结构（难度：低）)
- [Django 的模型-视图-模板（MVT）架构（难度：中）](#Django 的模型-视图-模板（MVT）架构（难度：中）)
- 中间件的使用与自定义（难度：高）
[Django 4.0 综合练习题（难度：高）](#Django 4.0 综合练习题（难度：高）)

Django 框架的基础架构

Django 项目的基本结构（难度：低）

请描述一个新创建的 Django 项目的基本目录结构，并解释每个文件夹和文件的用途。通过理解 Django 项目的结构，掌握如何在项目中组织代码和资源。

新创建的 Django 项目通常包含几个默认的文件夹和文件，这些文件夹和文件为项目提供了基础的功能架构和配置。理解这些文件夹和文件的用途是使用 Django 框架的基础。

bash 复制代码

myproject/
│
├── myproject/
│   ├── __init__.py
│   ├── settings.py
│   ├── urls.py
│   └── wsgi.py
│
├── manage.py
└── app_name/
    ├── __init__.py
    ├── admin.py
    ├── apps.py
    ├── migrations/
    ├── models.py
    ├── tests.py
    └── views.py

一个 Django 项目的根目录通常包含一个与项目同名的子目录以及一个 manage.py 文件。子目录包含项目的全局配置文件如 settings.py（项目配置）、urls.py（URL 路由配置）、wsgi.py（WSGI 应用入口）。manage.py 是一个命令行工具，用于与 Django 项目进行各种管理操作。每个 Django 应用程序有自己的目录结构，其中包括模型定义文件 models.py，视图定义文件 views.py，以及用于管理应用的 admin.py 和 apps.py 等文件。

理解 Django 项目的基本目录结构是学习 Django 的第一步，它为你提供了一个组织项目和代码的框架。通过熟悉这些目录和文件，你可以更轻松地管理和扩展 Django 项目。

Django 的模型-视图-模板（MVT）架构（难度：中）

Django 使用模型-视图-模板（MVT）架构来组织代码，请解释 MVT 架构的概念及其工作原理，并实现一个简单的 Django 应用来展示 MVT 架构的基本使用。

MVT 架构是 Django 的核心设计模式，它将业务逻辑、用户界面和数据访问分离开来，使开发和维护更为方便。模型（Model）负责与数据库进行交互，视图（View）处理业务逻辑并返回响应，模板（Template）则负责呈现数据。

python 复制代码

# models.py
from django.db import models

class Article(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=100)
    content = models.TextField()

# views.py
from django.shortcuts import render
from .models import Article

def article_list(request):
    articles = Article.objects.all()
    return render(request, 'articles/list.html', {'articles': articles})

# templates/articles/list.html
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>Articles</title>
</head>
<body>
    <h1>Articles</h1>
    <ul>
        {% for article in articles %}
        <li>{{ article.title }}</li>
        {% endfor %}
    </ul>
</body>
</html>

models.py 文件定义了一个简单的模型 Article，用于表示数据库中的文章数据。views.py 文件定义了一个视图 article_list，从数据库中获取所有文章并将它们传递给模板进行呈现。在 list.html 模板中，使用 Django 模板语言循环输出所有文章的标题。这个简单的应用展示了 MVT 架构的基本工作原理。

通过使用 MVT 架构，Django 将数据访问、业务逻辑和用户界面分离，帮助开发者更清晰地组织代码。这种架构使得 Django 项目更易于维护和扩展。

中间件的使用与自定义（难度：高）

中间件是 Django 处理请求和响应过程中的钩子。在 Django 中实现一个自定义中间件，该中间件能够记录每个请求的处理时间，并将其打印到服务器控制台。

自定义中间件需要继承 Django 的中间件基类，并实现 __init__ 和 __call__ 方法。在 __call__ 方法中，记录请求开始处理的时间，在视图处理完成后计算处理时间并输出到控制台。

python 复制代码

# middleware.py
import time
from django.utils.deprecation import MiddlewareMixin

class RequestTimeLoggingMiddleware(MiddlewareMixin):
    def __init__(self, get_response=None):
        self.get_response = get_response
        super().__init__(get_response)

    def __call__(self, request):
        start_time = time.time()
        response = self.get_response(request)
        duration = time.time() - start_time
        print(f"Request to {request.path} took {duration:.2f} seconds")
        return response

# settings.py (add to MIDDLEWARE)
MIDDLEWARE = [
    **.. other middleware**
    'myproject.middleware.RequestTimeLoggingMiddleware',
]

RequestTimeLoggingMiddleware 类继承自 MiddlewareMixin 并实现了 __call__ 方法。该方法在请求到达时记录当前时间，执行视图函数后计算请求处理的持续时间，并将其输出到控制台。在 settings.py 文件的 MIDDLEWARE 列表中，将自定义的中间件添加到中间件链的末尾。

通过实现自定义中间件，可以扩展 Django 的功能并在请求处理过程中加入自定义逻辑。中间件是 Django 强大和灵活性的一个体现，熟练掌握中间件的使用有助于开发更复杂的 web 应用。

Django 4.0 综合练习题（难度：高）

你是一位自由职业的开发者，受邀为一家本地餐厅开发一个小型的在线订餐系统。该系统需要包含以下功能模块：用户可以查看菜单并进行下单，管理员可以通过后台管理系统对菜单和订单进行管理和更新。请根据以下要求完成这个项目：

安装 Django 并创建新项目 ：创建一个名为 restaurant 的 Django 项目，并在其中创建一个名为 ordering 的应用。
模型设计 ：设计三个模型，分别是 MenuItem（菜单项），Order（订单）和 OrderItem（订单项）。MenuItem 应该包含菜品名称、描述、价格和库存数量；Order 应该包含订单日期、顾客姓名和订单状态；OrderItem 应该包含与菜单项和订单的关联及数量信息。
数据迁移：完成数据迁移，将模型创建为数据库中的表。
数据 API 接口：为菜单项和订单创建 RESTful API 接口，允许前端应用进行菜单查看和下单操作。
数据动态管理：在 Django Admin 中实现对菜单和订单的动态管理功能。
设置路由、视图和模板：配置 Django 路由和视图，使用户可以通过网页查看菜单、添加订单，并查看订单状态。
Django Admin 设置 ：配置 Django Admin 界面，使其能够对 MenuItem、Order 和 OrderItem 进行管理。

安装 Django 并创建项目和应用。然后设计模型，进行数据迁移，确保所有数据库表都创建完毕。为模型创建 RESTful API 接口以实现数据交互。在 Django Admin 中注册模型以实现数据动态管理功能。设置路由、视图和模板以支持用户通过网页交互的功能。

安装 Django 并创建项目和应用

通过 pip install django 安装 Django，然后使用 django-admin startproject 命令创建一个名为 restaurant 的项目。使用 python manage.py startapp 命令创建一个应用 ordering。

bash 复制代码

# Step 1: 安装 Django 并创建项目和应用
pip install django
django-admin startproject restaurant
cd restaurant
python manage.py startapp ordering

模型设计

在 ordering/models.py 中定义了三个模型：MenuItem 表示菜单项，包含名称、描述、价格和库存；Order 表示订单，包含订单日期、顾客姓名和状态；OrderItem 表示订单项，包含与菜单项和订单的关联及数量。

python 复制代码

# Step 2: 在 ordering/models.py 中定义模型

from django.db import models

class MenuItem(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=100)
    description = models.TextField()
    price = models.DecimalField(max_digits=5, decimal_places=2)
    stock = models.PositiveIntegerField()

    def __str__(self):
        return self.name

class Order(models.Model):
    order_date = models.DateTimeField(auto_now_add=True)
    customer_name = models.CharField(max_length=100)
    status = models.CharField(max_length=20, choices=[('Pending', 'Pending'), ('Completed', 'Completed')])

    def __str__(self):
        return f'Order {self.id} - {self.customer_name}'

class OrderItem(models.Model):
    menu_item = models.ForeignKey(MenuItem, on_delete=models.CASCADE)
    order = models.ForeignKey(Order, related_name='items', on_delete=models.CASCADE)
    quantity = models.PositiveIntegerField()

    def __str__(self):
        return f'{self.quantity} x {self.menu_item.name}'

数据迁移

通过运行 python manage.py makemigrations 和 python manage.py migrate 命令，将模型转换为数据库中的表。

bash 复制代码

# Step 3: 数据迁移
python manage.py makemigrations
python manage.py migrate

数据 API 接口

使用 Django REST Framework 创建了 API 视图，MenuItemViewSet 和 OrderViewSet 用于处理菜单项和订单的 API 请求。

python 复制代码

# Step 4: 在 ordering/views.py 中创建 API 视图 (使用 Django REST Framework)

from rest_framework import viewsets
from .models import MenuItem, Order
from .serializers import MenuItemSerializer, OrderSerializer

class MenuItemViewSet(viewsets.ModelViewSet):
    queryset = MenuItem.objects.all()
    serializer_class = MenuItemSerializer

class OrderViewSet(viewsets.ModelViewSet):
    queryset = Order.objects.all()
    serializer_class = OrderSerializer

数据动态管理

在 ordering/admin.py 中注册模型，以便在 Django Admin 界面中进行管理。

python 复制代码

# Step 5: 在 ordering/admin.py 中注册模型
from django.contrib import admin
from .models import MenuItem, Order, OrderItem

admin.site.register(MenuItem)
admin.site.register(Order)
admin.site.register(OrderItem)

设置路由

在 restaurant/urls.py 中设置了 API 路由和网页视图路由。

python 复制代码

# Step 6: 在 restaurant/urls.py 中设置路由

from django.contrib import admin
from django.urls import path, include
from rest_framework.routers import DefaultRouter
from ordering.views import MenuItemViewSet, OrderViewSet

router = DefaultRouter()
router.register(r'menu', MenuItemViewSet)
router.register(r'orders', OrderViewSet)

urlpatterns = [
    path('admin/', admin.site.urls),
    path('api/', include(router.urls)),  # API 路由
    path('', include('ordering.urls')),  # 网页视图路由
]

视图和模板

在 ordering/views.py 中创建了视图函数来处理菜单列表显示和订单创建。

python 复制代码

# Step 7: 在 ordering/views.py 中创建视图函数

from django.shortcuts import render
from .models import MenuItem, Order

def menu_list(request):
    items = MenuItem.objects.all()
    return render(request, 'ordering/menu_list.html', {'items': items})

def order_create(request):
    if request.method == 'POST':
        # 处理表单提交逻辑
        pass
    return render(request, 'ordering/order_form.html')

这个综合练习题涵盖了 Django 项目从安装、模型设计、数据迁移到 API 接口、动态管理、视图和模板配置的所有关键部分。通过完成这个项目，你将深入了解 Django 4.0 的完整开发流程，并掌握如何创建一个功能全面的 Web 应用。