Node.js 是一个基于 Chrome V8 引擎的 JavaScript 运行时，它使得我们可以使用 JavaScript 在服务器端构建高性能的网络应用程序。而 Express 框架是 Node.js 中最受欢迎、最常用的 Web 应用程序开发框架之一。Express 提供了简洁、灵活的方式来构建 Web 应用程序和 API。
本文将详细介绍 Express 框架的特点、使用方法以及相关的常用功能和中间件等。通过阅读本文，你将对 Express 框架有更深入的了解，并能够开始使用它构建强大的 Web 应用程序。
安装 Express
在开始使用 Express 框架之前，你需要先安装 Node.js。Node.js 内置了 npm 包管理器，可以用来安装第三方模块。
可以使用以下命令在你的项目中安装 Express 模块：
$ npm install express
当安装完成后，你就可以在你的项目代码中引入 Express 模块了。
const express = require('express');
创建 Express 应用程序
使用 Express 框架创建一个新的应用程序非常简单。你只需要调用 express() 函数创建一个应用程序对象即可。
const express = require('express');
const app = express();
上述代码中，我们导入了 Express 模块，并通过调用 express() 函数创建了一个应用程序对象，即 app。接下来，你可以使用这个 app 对象来定义路由和中间件等。
定义路由
在 Express 中，路由用于定义客户端请求的路径与服务器端的处理逻辑之间的映射关系。Express 提供了 get()、post()、put()、delete() 等方法来定义不同 HTTP 请求方法的路由。
以下是一个简单的示例，展示了如何在 Express 中定义路由：
app.get('/', (req, res) => {
res.send('Hello World!');
});
上述代码中，我们使用 app.get() 方法来定义一个 GET 请求的路由。当客户端请求根路径 '/' 时，服务器将会发送一个包含字符串 'Hello World!' 的响应给客户端。
你还可以通过使用 app.all() 方法来定义能够匹配所有 HTTP 请求方法的路由：
app.all('/users', (req, res) => {
res.send('User list');
});
上述代码中，我们使用 app.all() 方法定义了一个针对 /users 路径的通用路由。无论客户端使用什么方法（GET、POST、PUT、DELETE）请求 /users，服务器都会发送一个包含字符串 'User list' 的响应给客户端。
路由参数
在 Express 中，你可以通过路由参数来捕获客户端请求的动态部分。路由参数用冒号 : 表示，其值会被传递给路由处理函数。
以下是一个使用路由参数的示例：
app.get('/users/:id', (req, res) => {
const userId = req.params.id;
res.send(`User ID: ${
userId}`);
});
上述代码中，我们定义了一个 /users/:id 路由，并将捕获到的参数值赋值给 userId 变量。然后，我们将包含该参数值的字符串作为响应发送给客户端。
使用中间件
Express 提供了中间件机制，可以在请求和响应之间添加额外的处理程序。中间件函数可以访问请求对象（req）和响应对象（res），并且可以选择继续处理请求链或者结束请求响应周期。
内置中间件
Express 提供了一些内置的中间件，可以通过 app.use() 方法来使用它们。以下是一些常用的内置中间件：
express.static()：用于提供静态文件服务，例如 HTML、CSS、JavaScript 文件等。
app.use(express.static('public'));
express.json()：用于解析请求体中的 JSON 数据。
app.use(express.json());
express.urlencoded()：用于解析请求体中的 URL 编码数据。
app.use(express.urlencoded({
extended: true }));
自定义中间件
你还可以自定义中间件函数来满足特定的需求。中间件函数可以通过调用 next() 方法来传递控制权给下一个中间件或路由处理函数。
以下是一个简单的自定义中间件函数示例：
const logger = (req, res, next) => {
console.log(`[${
new Date().toISOString()}] ${
req.method} ${
req.url}`);
next();
};
app.use(logger);
上述代码中，我们定义了一个名为 logger 的中间件函数。它会在每个请求到达时打印请求的方法和 URL。然后，我们使用 app.use() 方法将该中间件函数应用于所有请求。
你也可以选择将中间件应用于特定的路由，而不是所有请求：
app.use('/api', logger);
上述代码中，我们将 logger 中间件应用于以 /api 路径为前缀的请求。
错误处理
Express 提供了一个专门的错误处理中间件函数，用于捕获和处理应用程序中的错误。
以下是一个错误处理中间件函数的示例：
app.use((err, req, res, next) => {
console.error(err.stack);
res.status(500).send('Server Error');
});
上述代码中，我们定义了一个错误处理中间件函数。当前面的中间件或路由处理函数中出现错误时，将会跳转到该错误处理中间件函数，并将错误信息打印到控制台，并发送一个带有状态码 500 和字符串 'Server Error' 的响应给客户端。
模板引擎
Express 支持多种模板引擎，可以用于动态地渲染 HTML 页面。你可以选择使用任何一种喜欢的模板引擎来构建视图。
以下是一个使用 EJS（Embedded JavaScript）模板引擎的示例：
首先，安装 EJS 模块：
$ npm install ejs
然后，在 Express 应用程序中设置 EJS 模板引擎：
app.set('view engine', 'ejs');
接下来，创建一个名为 index.ejs 的模板文件：
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Express App</title>
</head>
<body>
<h1>Hello <%= name %></h1>
</body>
</html>
最后，在路由处理函数中使用模板引擎渲染视图：
app.get('/', (req, res) => {
const data = {
name: 'John' };
res.render('index', data);
});
上述代码中，我们在 / 路由处理函数中使用 res.render() 方法来渲染名为 index 的模板，并传递一个包含 { name: 'John' } 数据的对象。模板引擎将会动态地将 name 的值替换到对应的位置。
总结
Express 框架提供了简洁、灵活的方式来构建 Web 应用程序和 API。通过本文的介绍，你应该对 Express 框架有了更深入的了解，并学会了如何安装 Express、创建应用程序、定义路由、使用中间件和模板引擎等。
Express 框架的强大之处在于它的模块化设计和丰富的生态系统。在实际开发中，你可以结合各种第三方中间件和插件来更加高效地构建 Web 应用程序。同时也要注意安全性和性能方面的注意事项。