《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

Python学习之路17-Django入门

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