《Python编程:从入门到实践》笔记。
从本篇开始将是该书的最后一个项目,将用3篇文章来介绍Django的基础。完成一个“学习笔记”的小网站。
1. 前言
在本篇中,我们将:
- 用Django来开发一个名为“学习笔记”(Learning Log)的项目;
- 为这个项目制定规范,然后为应用程序使用的数据定义模型;
- 使用Django的管理系统来输入一些初试数据,再学习编写视图和模板,让Django能够为我们的网站创建网页。
不过在开始之前,请先新建一个
虚拟环境
并安装Django。如果没有虚拟环境,通过
pip
安装的所有库都会保存到python的
site-packages
目录下。开发多个项目时,都会用同一个python,而某些项目并不需要其中的所有第三方库,但如果将这些不需要库的删除,又会影响到其他项目。而且,如果A项目需要Django2.0.4,B项目需要Django2.0.0,这该怎么办?此时就需要虚拟环境。它其实就相当于一个新的文件夹,将新项目与其他项目隔离,本项目的库不与其他项目的库相关联,类似于操作系统的多用户概念。
如果使用的是Python 3,可以使用命令:
python -m venv ll_env
如果该命令不成功,可能是没有安装
virtualenv
模块:
pip install virtualenv
然后创建并激活虚拟环境:
virtualenv ll_env
# linux:
source ll_env/bin/activate
# windows:
ll_env\Scripts\activate
# 停用:
deactivate
管理虚拟环境的库还有很多,有兴趣的话可以到网上搜一搜。
如果你使用的是新版的PyCharm,那么它在新建项目的时候默认就会创建新的虚拟环境。
激活虚拟环境后就可以安装Django了:
pip install django
2. 建立项目
2.1 在Django中创建项目
2.1.1 生成项目
在虚拟环境中执行如下命令:
# 主要最后有个实心句号!
# 这个句点让新项目使用合适的目录结构,这样开发完成后可以轻松地将应用程序部署到服务器
django-admin startproject learning_log .
执行上述命令后,将多出一个
manage.py
文件和一个
learning_log
文件夹,当然还有本身的一个
ll_env
文件夹。
而在
learning_log
文件夹中,又有四个文件:
__init__.py
,
settings.py
,
urls.py
,
wsgi.py
。
-
manage.py
是一个简单的程序,它接收命令并将其交给Django的相关部分去运行; -
settings.py
指定Django如何与你的系统交互以及如何管理项目,其实就是配置文件; -
urls.py
告诉Django应创建哪些网页来响应浏览器请求; -
wsgi.py
是web server gateway interface(Web服务器网关接口)的缩写,帮助Django提供它创建的文件。
至于
__init__.py
,它是个空文件,Python的每个模块下必须要有这个文件。
2.1.2 创建数据库
Django将大部分与项目相关的信息都存储在数据库中,所有还需要创建一个供Django使用的数据库。依然是在虚拟环境下执行如下命令:
python manage.py migrate
在PyCharm中的话,可以通过点击工具栏Tools中的Run manage.py Task(Ctrl+Alt+R),在弹出的命令行中直接输入原命令中
manage.py
后面的部分,后面的命令也可以这样执行(
[appname]
是自动提示)。
"migrate"这个单词其实是迁移的意思,并不是“创建(create)”。之所以使用这个词,是因为一般将修改数据库的过程称为迁移数据库(笔者数据库学得渣,这段解释直接从书里照搬的,希望哪位大神在留言区解释一波)。如果是刚创建的项目,并且第一次执行,将会得到如下输出:
Operations to perform:
Apply all migrations: admin, auth, contenttypes, sessions
Running migrations:
Applying contenttypes.0001_initial... OK
-- snip --
Applying sessions.0001_initial... OK
从第2行结果可以看出,Django将创建和修改数据库看做是对数据库的迁移,Apply all migrations确保数据库结构与当前代码匹配(比如你修改了类的结构,添加了属性,这就相当于修改了数据表)。
执行命令后,项目的根目录下会多出一个名为
db.sqlite3
的数据库文件。SQLite是一种使用单个文件的轻量级数据库,常用于开发简单应用程序,它让你不用太关注数据库管理的问题。
2.1.3 运行项目
依然在项目的虚拟环境下输入如下命令:
python manage.py runserver
得到如下输出:
Performing system checks...
System check identified no issues (0 silenced).
April 21, 2018 - 20:46:48
Django version 2.0.4, using settings 'learning_log.settings'
Starting development server at http://127.0.0.1:8000/
Quit the server with CTRL-BREAK.
现在在浏览器中地址栏输入
localhost:8000
(或者
127.0.0.1:8000
),将得到如下页面:
这是最新版的Django的默认启动界面。
2.2 创建应用程序(APP)
2.2.1 创建模型
Django项目由一系列应用程序组成,它们协同工作,让项目成为一个整体。我们在项目根目录下执行如下命令,创建一个名为learning_logs的应用程序:
python manage.py startapp learning_logs
执行命令后,根目录下会多出一个名为
learning_logs
的文件夹(笔者第一次接触Django的时候发现这玩意儿居然叫做APP,和平时用的手机上的各种APP相差也太大了,很不适应),它的结构如下:
重要的是其中的
models.py
、
admin.py
和
views.py
文件,我们将使用
models.py
来定义我们要在应用程序中管理的数据。另外两个文件稍后再介绍。
打开
models.py
文件,发现其中自带两行代码:
from django.db import models
# Create your models here.
在代码层面,模型就是一个类,和之前的文章中的类一样,包含属性和方法。下面创建一个“主题”类:
from django.db import models
class Topic(models.Model):
"""用户学习的主题"""
text = models.CharField(max_length=200)
date_added = models.DateTimeField(auto_now_add=True)
def __str__(self):
"""返回模型的字符串表示"""
return self.text
Model
类是Django中的一个定义了模型基本功能的类。
Topic
类只有两个属性
text
和
date_added
。模型中如
CharField
,
DateTimeField
这些字段还有很多,Django自动根据数据库的不同调用不同的SQL语句创建数据表,即屏蔽底层数据库的差异。
同时还重写了
__str__()
方法,之所以说“重写”是因为每个类都有这个方法,当直接将一个类
A
放入
print()
之类的语句中时,就会调用
A
的
__str__()
方法。如果没有重写这个方法,一般会输出这个对象的内存地址之类的,大家可以苏随便写个类试一试。
2.2.2 激活模型
使用模型前,必须将APP包含到项目中,打开
settings.py
文件,将APP添加到
INSTALLED_APPS
中:
INSTALLED_APPS = [
'django.contrib.admin',
'django.contrib.auth',
'django.contrib.contenttypes',
'django.contrib.sessions',
'django.contrib.messages',
'django.contrib.staticfiles',
# 添加你的app,上面的都是自带的
"learning_logs.apps.LearningLogsConfig",
]
这里有个需要注意的地方,由于这本书的2016年出版的,当时Django还没有到达2.0版本,所以在书中,注册APP是这样写的:
INSTALLED_APPS = [
-- snip --
# 添加你的app,上面的都是自带的
"learning_logs",
]
现在官方文档中是按照第一种方式注册APP,并且,最新版的Django在新建APP后,在APP的目录下还多了一个
apps.py
文件,该文件默认有一个根据APP名称创建的类,此处为
LearningLogsConfig
,内容如下:
from django.apps import AppConfig
class LearningLogsConfig(AppConfig):
name = 'learning_logs'
回到主线,在终端中输入:
python manage.py makemigrations learning_logs
# 输出
Migrations for 'learning_logs':
learning_logs\migrations\0001_initial.py
- Create model Topic
makemigrations
让
Django
确定该如何修改数据库,使其能够存储与我们定义的新模型相关联的数据。从输出可以看出,在APP目录下的
migrations
文件夹中创建了一个名为
0001_initial.py
的迁移文件,该文件将在数据库中为模型
Topic
创建一个表。
最后,在命令行中输入:
python manage.py migrate
# 输出:
Running migrations:
Applying learning_logs.0001_initial... OK
总结:
每当需要修改模型时,都采取如下三个步骤:修改
models.py
,对你的APP调用
makemigrations
,让Django迁移项目
migrate
。
2.2.3 Django管理网站
Django自带管理后台。首先为网站创建一个 超级用户 。在中断输入:
python manage.py createsuperuser
随后按提示输入用户名和密码即可,邮箱地址可以留空(直接回车)。
Django自动在管理网站中添加一些模型,如
User
和
Group
,但对于我们创建的模型,必须手工注册。
注意前面提到的和
models.py
在同一目录的
admin.py
文件,这就是注册自行编写的模型的地方,在该文件中加入后两行代码:
# 第一行代码是自带的
from django.contrib import admin
from learning_logs.models import Topic
admin.site.register(Topic)
现在登录Django自带的网站管理页面 http://localhost:8000/admin/ 登录刚才创建的超级用户和密码后将出现如下界面:
在这里你可以管理用户和组,以及和模型Topic相关的数据。
现在先手动添加两个主题:点击
Add
创建
Chess
和
Rock Climbing
。
2.2.4 定义模型Entry
为使能在每个主题下添加条目,需要定义
Entry
模型,
Entry
与
Topic
的关系是多对一。同样是在
models.py
中添加模型:
from django.db import models
class Topic(models.Model):
-- snip --
class Entry(models.Model):
"""学到的有关某个主题的具体知识"""
# 由于和“主题”是多对一的关系,所以“主题”是“条目”的外键
topic = models.ForeignKey(Topic, on_delete=models.CASCADE)
text = models.TextField()
date_added = models.DateTimeField(auto_now_add=True)
class Meta:
verbose_name_plural = "entries"
def __str__(self):
"""返回模型的字符串表示"""
# 由于条目包含的文本可能很长,只显示前50个字符
return self.text[:50] + "..."
注意其中嵌套了一个
Meta
类,它用于管理模型的额外信息。它让我们能够设置一个特殊属性,让Django在需要时使用
Entries
来表示多个条目。如果没有这个类,Django将使用
Entrys
来表示多个条目(保证英语语法正确......不得不说,本书作者还是很细心的)。
添加了新模型,所以需要再次迁移数据库,过程就是前面讲的三个步骤中的后两步。然后在
admin.py
中注册
Entry
。
为了让这个网站有一些初试数据,添加三个条目:两个
Chess
的,一个
Rock Climbing
的。在管理页面中点击
Entries
的
Add
按钮,你将看到一个下拉列表,用于选择
Topic
,还有个文本框,用于输入内容。随便输入一点内容就可以,具体内容不再详细列出。
2.2.5 Django shell
输入一些数据后,可通过交互式终端会话以编程方式查看这些数据。这种交互式环境称为Django shell,常用语测试项目和排除故障。以下是在shell中的一些操作:
(ll_env)learning_log$ python manage.py shell # 启动shell
>>> from learning_logs.models import Topic
>>> Topic.objects.all() # 获得模型Topic的所有实例
<QuerySet [<Topic: Chess>, <Topic: Rock Climbing>]> # 返回了一个查询集QuerySet
>>> topics = Topic.objects.all() # 查询每个Topic对象