1、Django的介绍

Django是Python下的一款优秀的Web框架。
（1）什么是框架？
框架是整个或部分系统的可重用设计，表现为一组抽象构件及构件实例间交互的方法。另一种定义认为，框架是可被应用开发者定制的应用骨架。
（2）Django的优点

自带轮子众多，方便快速开发，如 Authentication，Cache，模板；
天生的MVC设计模式；
实用的管理后台；
自带ORM，Template，Form，Authentication核心组件；
简洁的URL设计；
周边插件丰富。

（2）Django的缺点
Django的设计哲学：大量内置各种插件。Django比Flask、Tornado重量级。
Flask：轻量级，只设计引擎，其他都是作为周边插件，生态系统较完善，需要安装插件。
Tornado：用于多并发，异步场合，生态系统相对Django和Flask少，很多都需要自己实现。

2、Django的历史

最初开发者：Adrian 和 Simon。
开发背景： World Online维护几个新闻站点，要求快速发布新闻，快速建立其它新闻站点（快速开发，数据驱动）。
开源时间：2005年夏天 World Online小组宣布开源。
官方网站：https://www.djangoproject.com/
文档地址：https://docs.djangoproject.com/en/3.0/

3、Django的安装

使用版本： Django 3.0.2 和 Python3.7.3
Django安装

$ pip install django
$ python -c "import django; print(django.get_version())"

4、Django的组件

（1）示例需求：在web页面上，要求列出最新的10本书。
1）使用python CGI

#!/usr/bin/env python

import MySQLdb

print "Content-Type: text/html\n"
print "<html><head><title>Books</title></head>"
print "<body>"
print "<h1>Books</h1>"
print "<ul>"

connection = MySQLdb.connect(user='me', passwd='letmein', db='my_db')
cursor = connection.cursor()
cursor.execute("SELECT name FROM books ORDER BY pub_date DESC LIMIT 10")

for row in cursor.fetchall():
    print "<li>%s</li>" % row[0]

print "</ul>"
print "</body></html>"

connection.close()

2）使用Django

# models.py (the database tables)

from django.db import models

class Book(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=50)
    pub_date = models.DateField()


# views.py (the business logic)

from django.shortcuts import render
from models import Book

def latest_books(request):
    book_list = Book.objects.order_by('-pub_date')[:10]
    return render(request, 'latest_books.html', {'book_list': book_list})


# urls.py (the URL configuration)

from django.conf.urls import url
import views

urlpatterns = [
   url (r'^latest/$', views.latest_books),
]


# latest_books.html (the template)

<html><head><title>Books</title></head>
<body>
<h1>Books</h1>
<ul>
{% for book in book_list %}
<li>{{ book.name }}</li>
{% endfor %}
</ul>
</body></html>

（2）Django的基本组件
1）Model（models.py）
Model文件主要用一个 Python 类来描述数据表，我们称之为模型（model）。运用这个类，我们可以通过简单的 Python 的代码来创建、检索、更新、删除数据库中的记录而无需写一条又一条的SQL语句。
2）View（views.py）
View文件包含了页面的业务逻辑，称之为视图。 latest_books()函数叫做视图函数。
3）URL（urls.py）
该文件指出了什么样的 URL 调用什么视图。在这个例子中 /latest/ URL 将会调用 latest_books() 这个函数。换句话说，如果你的域名是example.com，任何人浏览网址http://example.com/latest/将会调用latest_books()这个函数。
4）Template（templates目录）
templates是 html 模板，它描述了这个页面的设计是如何的。 templates使用带基本逻辑声明的模板语言，如{% for book in book_list %}。
（3）基本响应流程

graph TD
    A[用户请求] --> B[urls.py]
    B --> C[views.py]
    C --> D[models.py]
    C --> E[templates]
    C --> A

5、Django的基本使用

（1）案例需求

一个网站可以让用户投票，可以查看投票结果
后台管理网站，可以添加删除修改投票

（2）新建项目

$ django-admin startproject project-name
$ django-admin startproject mysite

（3）运行项目

$ python manage.py runserver $bind_host:$listen_port

$ python manage.py runserver
$ python manage.py runserver 0.0.0.0:8000

（4）说明

启动的是django内置webserver，仅用于开发测试。
修改mysite/mysite/settings.py中的ALLOWED_HOSTS=[]，将允许的主机或域名添加进来，可以允许访问该域名或主机的django的web页面。
更改python文件后server会自动reload。

（5）目录结构

~/project $ tree mysite
mysite
├── manage.py			# Django管理工具
└── mysite
    ├── __init__.py
    ├── asgi.py
    ├── settings.py		# project的配置文件
    ├── urls.py
    └── wsgi.py

1 directory, 6 files

（6）实例一：hello world

# urls.py

from django.conf.urls import url
from django.contrib import admin
from django.http import HttpResponse

def index(request):
    return HttpResponse('This is index page.')
    
def hello(request):
    return HttpResponse('Hello world')
    
urlpatterns = [
    url(r'^$', index),
    url(r'^hello/$', hello)
]

urlpatterns：包含着URL实例的列表
url函数 (regex, view, **kwargs, name)
view接收function object，而不是执行函数，index和hello后不需要加()
urlpatterns中，路径前面的/不能加，后面的/必须加，当后面的/加上时，在浏览器中的地址最后的/可写可不写，不写时，会重定向到加/的地址，而urlpatterns如果后面的/不加，浏览器中最后的/不加的话正常访问，浏览器中加上/出现404页面
项目入口urls：urls.py中的urlpatterns
request
HttpResponse

6、Django app

（1）Django app与Django project的区别
1）Django app是Django框架编写的应用，Django project是Django的配置文件。
2）Django app才能使用model。
3）Django app设计是可插拔的，新建的app可以在project目录中，也可以不在project目录中，通过项目目录中的settings文件中的INSTALLED_APPS=[]列表管理，新建的app必须写入该列表，app作为模块导入项目，模块路径必须在python path中。
（2）新建app

$ python manage.py startapp app-name
$ python manage.py startapp polls
$ django-admin startapp polls2

（3）目录结构

~/projects/mysite $ tree polls

polls
├── __init__.py
├── admin.py			# 管理后台设置
├── apps.py				# app的配置文件
├── migrations			# 数据迁移，将表结构更改写入数据库
│   └── __init__.py
├── models.py
├── tests.py
└── views.py

（4）配置project settings导入app

# mysite/settings.py
...
INSTALLED_APPS = [
    'polls.apps.PollsConfig',
    'django.contrib.admin',
    'django.contrib.auth',
    'django.contrib.contenttypes',
    'django.contrib.sessions',
    'django.contrib.messages',
    'django.contrib.staticfiles',
]
...

（5）编写app view

# polls/views.py

from django.shortcuts import render
from django.http import HttpResponse

def index(request):
    return HttpResponse("Hello, at polls index")

（6）编写urls

# mysite/urls.py

from django.conf.urls import url, include
...

urlpatterns = [
    url(r'^$', index),
    url(r'^hello/', hello),
    url(r'^polls/', include('polls.urls')),
    #url(r'admin', admin.site.urls),
]

# polls/urls.py (默认不存在)

from django.conf.urls import url
from . import views

urlpatterns = [
    url('^$', views.index, name='index')
]

7、Django数据库支持

（1）Django默认支持以下数据库：

sqlite
MySQL(MariaDB)
PostgreSQL
Oracle

（2）数据库设置

# mysite/settings.py
# 默认使用 sqlite
DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.sqlite3',
        'NAME': os.path.join(BASE_DIR, 'db.sqlite3'),
    }
}


# 使用 mysql
DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.mysql',
        'NAME': 'db_name',
        'USER': 'user',
        'PASSWORD': 'password',
        'HOST': '127.0.0.1',
        'PORT': 3306,
    }
}

（3）Python 3.5 Mysql Driver
MySQLdb驱动不支持 Python3.5，可选驱动有：

pymysql：python写的，速度慢，使用方法见 https://my.oschina.net/waston/blog/544329
mysqlclient：fork的mysqldb，支持 python3.3+，速度快，django官方推荐
在对db没有要求的情况下，postgre或许是个更好的选择，详见：https://docs.djangoproject.com/en/1.10/ref/databases/

8、编写 App models

（1）ORM介绍

用python方法、数据结构访问db
可以兼容不同数据库

（2）投票app的models编写

# polls/models.py

from django.db import models

class Question(models.Model):
    question_text = models.CharField(max_length=200)
    pub_date = models.DateTimeField('date published')

class Choice(models.Model):
    question = models.ForeignKey(Question, on_delete=models.CASCADE)
    choice_text = models.CharField(max_length=200)
    votes = models.IntegerField(default=0)

（3）field的类型及属性
field的类型：CharField，DateTimeField，IntegerField
field的属性：ForeignKey，on_delete，max_length，default，blank，null
（4）Models的迁移（Models Migrate）
1）应用场景
编写完数据模型需要应用到数据库，django为了能跟踪表结构的变化，增加了migrations版本控制功能，如果没有该功能每次表结构变化，就需要重新生成表结构，重新导入数据。
2）Models Migrate命令

$ ls polls/migrations
$ python manage.py makemigrations
Migrations for 'polls':
  0001_initial.py:
    - Create model Choice
    - Create model Question
    - Add field question to choice
$ ls polls/migrations
$ python manage.py sqlmigrate polls 0001_initial
$ python manage.py migrate							# 应用数据迁移到数据库
$ sqlite3 db.sqlite3								# 查看sqlite数据库
SQLite version 3.6.20
sqlite> .tables
django_migrations									# 存放元数据

$ python manage.py shell							# 进入ipython
>>> from django.utils import timezone
>>> from polls.models import Question, Choice
>>> q = Question(question_text=“What's new?”, pub_date=timezone.now())
>>> q.save()										# 保存到数据库中
>>> q.id; q.pk; q.question_text; q.pub_date;		# 访问属性

django中的时间有两种表示方式：

 from django.utils import timezone
 pub_date=timezone.now()					# 带时区的表示方式
 import datetime
 pub_date=datetime.datetime.now()			# 不带时区的本地时间表示方式

project的settings.py文件可以设置使用什么时区，其中I18N表示数据库中存的都是UTC时间，不同时区的用户请求再做转换。
（5）说明

一个class代表一张表，多对多会产生额外一张关系表
默认主键为id, 也可以自定义主键
表名默认为 ${app_name}_${class_name_lower}

（6）models的增删改查
增加：

# 方式一：
q = Question(**kwargs)
q = Question(question_text='what is up?', pub_date=timezone.now())
q.save()
# 方式二：（objects管理器）
q = Question.objects.create(**kwargs)
q = Question.objects.create(question_text='what is wrong?', pub_date=timezone.now())

q.id
3
q.question_text
'what is wrong?'

查询：

Question.objects.all() 									# 查询表中所有数据，获取QuerySet，一个类list
Question.objects.filter(question_text="What's up?")		# 获取QuerySet，一个类list
Question.objects.filter(id_gt=1)						# 获取id大于1的object
Question.objects.get(id=1)								# 获取一个object，Question object

更改：

q = Question.objects.get(id=1)
q.question_text = 'some text'
q.save()

Question.objects.filter(id=1).update(question_text='Why ?')		# 返回int类型，表示更改了几条数据
1
Question.objects.filter(id_gt=1).update(question_text='What is it ?')
2

删除：

q = Question.objects.get(id=1)
q.delete()							# 返回删除了几条数据
(1, {'polls.Choice':0, 'polls.Question': 1})

Question.objects.filter(id=1).delete()
Question.objects.all().delete()

（7）给models增加一些方法

import datetime
from django.db import models
from django.utils import timezone

class Question(models.Model):
    question_text = models.CharField(max_length=200)
    pub_date = models.DateTimeField('date published')

    def __str__(self):
        return self.question_text

    def was_published_recently(self):
        return self.pub_date >= timezone.now() - datetime.timedelta(days=1)


class Choice(models.Model):
    question = models.ForeignKey(Question, on_delete=models.CASCADE)
    choice_text = models.CharField(max_length=200)
    votes = models.IntegerField(default=0)

    def __str__(self):
        return self.choice_text

说明：

__str__ ：返回的不是object，而是定义的text，方便调试，python3的方法。
__unicode__：返回的不是object，而是定义的text，方便调试，python2的方法。
timezone 带来的 datetime aware 和 naive问题：timezone是aware的，即带时区的，datetime是naive的，即不带时区的。

运行查看：

$ python manage.py shell
>>> from polls.models import Question, Choice
>>> from django.utils import timeozne
>>> q = Question.objects.create(question_text="How are you ?", pub_date=timezone.now())
>>> q = Question.objects.first()			# 没有上面create语句，需要执行该句。create不需要获取数据，可以直接得到
>>> q
<Question: How are you ?>
>>> q.was_published_recently()
>>> True
>>> d = timezone.now() - timezone.timedelta(days=2)
>>> q.pub_date = d
>>> q.save()								# create不用save，修改才需要save
>>> q.was_published_recently()
>>> False

（8）View中使用Model
需求：列出最近的5个问题。

# polls/views.py

from django.http import HttpResponse
from .models import Question

def index(request):
    latest_question_list = Question.objects.order_by('-pub_date')[:5]				# 倒序，支持切片
    latest_question_list = Question.objects.order_by('pub_date')[:5]				# 正序
    latest_question_list = Question.objects.all().order_by('-pub_date')[:5]			# 省略了all()函数调用
     latest_question_list = Question.objects.order_by('-pub_date').filter(id=5)		# 可以调用filter函数
    output = ', '.join([q.question_text for q in latest_question_list])
    return HttpResponse(output)

（9）完成详情，提供投票，显示投票结果

# polls/views.py

def detail(request, question_id):
    return HttpResponse('Your are looking at question {}'.format(question_id))

def results(request, question_id):
    response = "You are looking at results of question {}".format(question_id)
    return HttpResponse(response)

def vote(request, question_id):
    return HttpResponse('Your are voting on question {}'.format(question_id))
    
    
# polls/urls.py

urlpatterns = [
    url(r'^(?P<question_id>[0-9]+)/$', views.detail, name='detail'),
    url(r'^(?P<question_id>[0-9]+)/results/$', views.results, name='results'),
    url(r'^(?P<question_id>[0-9]+)/vote/$', views.vote, name='vote'),
]

说明：

(?P<question_id>[0-9]+)：命名组捕获，获取一个key-value对，key为question_id，值为0-9的数字，相当于调用detail(request, question_id=123)。不用命名捕获相当于调用detail(request, 123)。
detail(request, question_id)：调用方式。
args, kwargs always string：多个命名捕获就传入多个参数，即相当于调用：detail(request, **kwargs)。从URL中获取到的参数都是string类型，如果需要其他类型，需要做转换。

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