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项目介绍

《python 编程：入门到实践》第二版 第二部分项目，项目 3 Web 应用程序部分。

该部分通过 django 框架展示了如何快速的搭建 web 服务器，以及配置路由、数据库、用户权限等。各章节如下:

第 18 章 从 Django 入手 介绍了如何使用python在本地运行一个网站，以及如何在 django 中编写模板，并展示相应内容。

第 19 章 用户账户 小节内介绍了，django中如何配置用户，以及对网站内容如何配置实现区分用户进行展示。

第 20 章 设置应用程序样式并部署 该小节内，演示了通过 django-bootstrap4插件，将已有的网页美化。以及如何在heroku开通托管部署。

说在前面

还是和前面的章节一样，先说明下文的主要目标。读者可以通过此段文字决定是否要继续读下去。

django 框架，是一个便捷的 web 框架，能给你迅速创建专属的 CMS(内容管理系统)。有后台，有前台。里面从用户权限，到数据表创建管理。都被做到了一起。 对于一个希望迅速启动的项目而言，是非常高效的。当然，不排除有其他框架做的更好。 高效的背面,是后续扩张的困难。 所以要先明确，你希望用它做什么， 技术应当被应用，而不仅仅是为了学习而学习。

运行

1、创建并激活虚拟环境

考虑到同一个机器上可能安装了多个版本的 python 以及相同包的不同版本，为了避免互相冲突干扰。书中推荐我们为接下来的 web 项目创建专属的虚拟环境，虚拟环境可指定虚拟环境中的python版本，并且互相独立，他处（包括宿主自身）的环境变化都不会影响到虚拟环境内部（简言之，就是一个独立的虚拟机）。

# 创建名为 ll_env 虚拟环境
python -m  venv ll_env

# 激活虚拟环境
# windows
ll_env\Scripts\activate
# mac os
# source ll_env/bin/activate

# 虚拟环境激活后，会在命令行最开始展示（ll_env）,windows下类似于这个效果
# (ll_env) C:\Users\Administrator\Desktop\github\python-learning-demo\python_crash_course\python_crash_course_3>

# 在虚拟环境下，安装 django
pip install django

venv 是 python内部用于创建虚拟环境的模块。简单使用介绍可以参考: 什么是 Venv

2、遇到的问题

在windows下运行，可能会遇到了如下错误:

ll_env\Scripts\Activate : 无法加载文件 C:\Users\Administrator\Desktop\github\python-learning-demo\python_crash_course\python_crash_course_3\ll_env\Scripts\Activate.ps1，因为在此系统上禁止运行脚本。有关详细信息，请参阅 https://go.microsoft.com/fwlink/?LinkID=135170 中的 about_Execution_Policies。
所在位置 行:1 字符: 1
+ ll_env\Scripts\Activate
+ ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
    + CategoryInfo          : SecurityError: (:) []，PSSecurityException
    + FullyQualifiedErrorId : UnauthorizedAccess

查了下，是运行脚本的权限不够。启动命令行的时候记得以管理员身份运行即可。

错误原因

以管理员身份运行

3、初始化项目

# 使用django创建项目
django-admin startproject learning_log .

命令执行完毕后，查看新出现的目录，如下:

django 创建的文件

文件	作用
settings.py	指定 Django如何与系统之间交互以及如何管理项目
urls.py	告诉 Django 应该创建哪些页面来响应浏览器的请求
wsgi.py	帮助 Django 向浏览器提供它创建的文件，是 web 服务器网关接口（web server gateway interface）的缩写
manage.py	控制 Django 生成的网站，根据不同的子命令，选择进一步执行的任务（后续的启动服务器、迁移数据等操作都是通过调用该文件）

网站需要数据库存储数据，下面来创建数据库(在本文中是 sqlite)

# migrate 是迁移的意思，但实际上，首次执行migrate 会让django确保数据库和项目当前状态匹配
# 换言之，django 将会新建数据库和其中的表
python manage.py migrate

创建数据库

在使用 SQLite的新项目时，首次执行 migrate(迁移)命令时，Django 会创建新数据库

接下来，使用这条命令启动项目

python manage.py runserver

启动项目

启动后，打开 http://127.0.0.1:8000 可以看到如下页面效果

网站样式

4、创建应用 learning_logs

然后创建我们的应用：学习笔记（ learning_logs ），下面将涉及两个概念， 项目（project）、 应用（app） 在一个项目下，可以安装多个应用。下面展示在学习笔记 （ learning_log ） 项目中，创建 users、learning_log 等多个应用。

应用名称	作用
learning_log	学习笔记网站
users	学习网站用户管理
bootstrap4	网站样式主题 ，控制各个页面的样子

# 创建一个名为learning_logs的应用
python manage.py startapp learning_logs

应用目录下的文件大致如下

文件	作用
admin.py	将注册的数据模型，挂载到应用中
apps.py	定义应用相关配置，本文中没有用到
models.py	定义所需要的数据模型
urls.py	定义应用 leading_logs 下的 URL，返回 views.py 中定义的 view 对象
views.py	定义各个路径 URL 对应的视图对象，会将请求参数和其他参数一并传入模板文件中

生成的应用需要添加到项目中，打开 learning_log 下的 settings.py 在其中 INSTALLED_APPS 添加上自己应用的名称。

将自己的 app 添加到项目中

5、创建 Topic 数据模型

添加完应用后，继续为应用添加数据模型，数据模型存储在应用文件夹下的 models.py。下面为 learing_logs 添加一个叫做 Topic 的模型，表示学习笔记中的主题。

Topic 模型的定义

但上面并不会真正在数据库中创建表格，执行下面的语句继续创建数据表:

# makemigrations命令让django根据app设置去确定如何修改数据库，并生成对应的python脚本
python manage.py makemigrations learning_logs
# 执行上面生成的python脚本，才能最终完成对数据库的修改
python manage.py migrate

makemigrations 会生成类似存储进程的文件（ db.sqlite3 ），内部大概是这样的，可以看到里面有 SQL 语句。

存储数据的文件

在 learning_logs 应用中执行 makemigrations 生成改动，最后再执行 migrate 将改动输入到数据库中。创建成功，执行结果如下图:

生成修改数据库的存储进程

应用存储进程修改表

后续如果需要对 Topic 博客主题进行修改（如扩增字段），都要先在应用（ learning_logs ）下的 models.py 中修改、新增对应的表。然后依序分别执行 makemigrations migrate 将改动落实到数据库中。

在学习笔记应用中，我们会创建如下的表（数据模型）：

模型名称	定义
Topic	学习日志博客分类主题，例如国际象棋、攀岩
Entry	主题下的实例，比如国际象棋下的学习笔记一篇

上面展示了在django中如何定义模型和数据表，这是为了后续存储我们的数据。但应用还需要添加用户，对数据进行管理。先创建一个超级用户:

5、创建网站用户和 Entry 数据模型

python manage.py createsuperuser

创建用户过程，会要求输入邮箱、用户名、密码等。按要求输入后，即可创建用户。

创建管理员

随后，将 learning_logs 应用添加到项目中，如下：

urlpatterns = [
  # 默认身份验证的UR: 如 login/logout
  path("", include("django.contrib.auth.urls")),
]

代码链接

修改完数据库、创建用户后需要重启服务器，改动才能生效。

# 重启服务器
python manage.py runserver

打开 管理后台，输入用户名和密码登录

登录界面

管理后台

继续创建 Entry 数据模型，用来存储分类主题下的实例，最终代码查看: models.py

6、通过交互式终端查看数据

这里提下，django 也提供了交互式终端，可以用来实时查看数据。

python manage.py shell
# 进入python shell
>>> from leaning_logs.model import Topic
>>> Topic.objects.all()
# 获取所有主题
<QuerySet [<Topic: Chess>, <Topic: Rock Climbing>]>
>>> topics = Topic.objects.all()
>>> for topic in topics:
>>>     print(topic.id, topic)
# 遍历并输出
1 Chess
2 Rock Climbing

7、创建 URL 映射、视图、模板

对网站来说，数据库准备就绪后，就可以开始写后续业务逻辑了，主要有以下这两类:

1. 相应 URL 的逻辑，根据 URL 不同，调用不同的服务逻辑
2. 不同 URL 对应的页面视图逻辑，和前端（jser）常写的 html 类似

后面针对学习笔记网站的每个页面，我们都会按照如下步骤进行创建。

1、定义 URL

每个 URL 都被映射到特定的视图

2、编写视图（ view ）

视图获取并处理页面所需的数据

3、编写模板 ( template )

模板定义页面的整体结构

学习笔记包含如下页面:

页面名称	URL	视图
网站首页	""	views.index
所有主题类型的列表页	topics/	views.topics
特定主题类型的详情页面	topics/int:topic_id/	views.topic
用于添加新主题类型的页面	new_topic/	views.new_topic
用于添加主题下实例的页面	new_entry/int:topic_id/	views.new_entry
用于编辑主题下实例的页面	edit_entry/int:entry_id/	views.edit_entry

下面，以 topics/int:topic_id/ 为例，讲解一下，如何添加页面。

1、定义 URL

定义前往的主题类型的路由

代码位置: topics/<int:topic_id>/

2、编写视图

在 views.py 中注册处理 topics/<int:topic_id>/ 的逻辑。

# 作为views，实际上。返回具体视图和模板，并组装数据。
# 在运行topic函数前，先下运行 login_required
@login_required
def topic(request, topic_id):
    # 显示单个主题以及所有的条目
    topic = Topic.objects.get(id=topic_id)
    # 访问其他用户的数据，拒绝访问
    if topic.owner != request.user:
        # raise 抛出异常
        raise Http404
    # 按照添加的主题类型日期进行排序
    # date_added前面的-号，表示按降序排列
    entries = topic.entry_set.order_by("date_added")
    # 组装数据结构
    context = {"topic": topic, "entries": entries}
    # learning_logs/topic.html 是将要范围的模板
    # context 是要注入到模板中的数据
    return render(request, "learning_logs/topic.html", context)

上述代码的位置如下:

views.py

3、编写模板

模板名称为：topic.html，这里需要注意一个问题，应用的模板文件需要放到 templates 文件夹，同时注意文件不是直接放到 templates 下，而需要再 template 下创建一个 learning_logs 文件，然后把文件放到其中（这是 django 的规则，在应用的 templates 下创建一个和项目同名的 learning_logs 文件夹）。

<!-- 页面继承base.html -->
<!-- 在 django 中，html文件在返回给用户前，按照django模板规则进行解析 -->
<!-- {%%} 中可以写逻辑规则 -->
{% extends 'learning_logs/base.html' %}
<!-- 定义页面header部分 -->
{% block page_header %}
<!-- {{}}中嵌入变量，topic是从views.py中传入的 -->
<h3>{{topic}}</h3>
<!-- 表示header部分结束 -->
{% endblock page_header %} {% block content %}
<p><a href="{% url 'learning_logs:new_entry' topic.id %}"> Add new entry</a></p>
<!-- entries 是从views.py中传入的 -->
{% for entry in entries %}
<div class="card mb-3">
  <!-- {% comment %}是在模板中的备注的标签 -->
  {% comment %} 这里要特别注意， date:'M d, Y H:i' ,如果在date: 后多加一个空格，就会报错 {% endcomment %}
  <h4 class="card-header">
    {{ entry.date_added|date:'M d, Y H:i' }}
    <small><a href="{% url 'learning_logs:edit_entry' entry.id %}">edit entry</a></small>
  </h4>
  <!-- 过滤器linebreaks将含过滤付的长文字转换为浏览器可以理解的格式 -->
  <div class="card-body">{{ entry.text|linebreaks }}</div>
</div>
<!-- 表示当前for如果为空的情况，需要怎么展示 -->
{% empty %}
<p>There are no entries for this topic yet.</p>
{% endfor %} {% endblock content %}

topic.html

按照上述步骤继续创建其他模板

8、创建管理用户应用并将其和文章数据关联

模板创建完毕后，需要创建用户应用，用于管理后续访问网站的用户，让用户之间的数据彼此隔离。

# 创建 users 应用
python manage.py startapp users

然后将 users 添加到项目中

添加 users

给 users 应用下的 url 链接配置设置到文件中

将应用 URL 添加到项目 URL 配置中

users 应用的创建不赘述，

在 views.py 中，有这样的代码

from django.contrib.auth.decorators import login_required

@login_required
def topic(request, topic_id):
  ...
  return render(request, "learning_logs/topic.html", context)

@login_required 是 python 的装饰器语法，这会让 python 在运行 topic 函数前，先运行 login_required 函数。 login_required 用于检查用户是否登录，已登录才会运行 topic，否则重定向到登录页面。 而重定向的逻辑， 则同样是通过配置，由 django 生成。 在 learning_log 项目下的 settings.py 进行配置：

# users 应用下 名为 login 的路由
LOGIN_URL = "users:login"

还缺少最关键的一步，目前所有的数据，和用户数据没有关联。为此需要将 User 应用关联到 learning_logs 应用。 这里需要用到 外键

如下:

将用户和文档添加关联

创建完外键后，需要重新迁移数据库，才能生效。
在完成关联后，就可以查询到每个文档、主题的用户。最后一步需要过滤，防止用户访问到非本人的文档。
代码链接

if topic.owner != request.user:
    # 非用户名下文章，不允许访问，范围404
    # raise 抛出异常
    raise Http404

9、对网站应用样式模板 Bootstrap4

三方应用和我们自己创立的应用一样，都需要再项目下注册:

注册 bootstrap4

还是以 topic.html 为例，在父模板 base.html 中引入 bootstrap4

{% load bootstrap4 %}
<!DOCTYPE html>
<html lang="en"></html>

至于 bootstrap4 的用法，可参考这个文档: bootstrap4