Django基础概念和MVT架构

作者: Peter杰 | 来源:发表于2019-12-03 15:47 被阅读0次

Django简介

Django : 发音为 [ `dʒæŋɡəʊ ]. 名称来源于比利时爵士音乐家 Django Reinhardt
Python 语言写的开源web开发框架, 发布于2005年7月.
Django 的主要目的是简便、快速的开发数据库驱动的网站.
Django 强调代码复用, 多个组件可以很方便的以 “插件”形式服务于整个框架. 有许多功能强大的第三方插件.
Django 遵循MVC设计模式. 但是有一个专有名词：MVT
Django官方网站
Django源码-GitHub
Django中文文档

MVC介绍

MVC 全拼为Model-View-Controller
MVC 核心思想 : 解耦
- 让不同的模块之间降低耦合, 增强代码的可扩展性和可移植性, 实现更好的向后续版本的兼容
- 开发原则 : 高内聚, 低耦合
MVC 解析
- M全拼为Model, 主要封装对数据库层的访问, 内嵌ORM框架, 实现面向对象的编程来操作数据库.
- V全拼为View, 用于封装结果, 内嵌了模板引擎, 实现动态展示数据.
- C全拼为Controller, 用于接收GET或POST请求, 处理业务逻辑, 与Model和View交互, 返回结果.
当前主流的开发语言如 Java、PHP、Python、... 中都有MVC设计模式.

mvc

MVT介绍

MVT 全拼为Model-View-Template
MVT 核心思想 : 解耦
MVT 解析
- M (模型)全拼为Model, 与MVC中的M功能相同, 负责数据处理, 内嵌了ORM框架.
- V (视图)全拼为View, 与MVC中的C功能相同, 接收HttpRequest, 业务处理，返回HttpResponse.
- T (模板)全拼为Template, 与MVC中的V功能相同, 负责封装构造要返回的html, 内嵌了模板引擎.
MVT和MVC 差异就在于黑箭头标识出来的部分.

mvt

总结

学习 Django, 重点就是研究 Model-View-Template 三个模块间如何协同工作及各自模块的代码如何编写。

补充

设计模式

设计模式：是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类的、代码设计经验的总结。
使用设计模式的目的：为了代码可重用性、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。
设计模式使代码编写真正工程化。
设计模式是软件工程的基石脉络，如同大厦的结构一样。

高内聚，低耦合

耦合性：指软件系统结构中各模块间相互联系紧密程度的一种度量。
- 模块之间联系越紧密，其耦合性就越强，模块的独立性则越差。
- 模块间耦合高低取决于模块间接口的复杂性、调用的方式及传递的信息
内聚性：指模块的功能强度的度量，即一个模块内部各个元素彼此结合的紧密程度的度量。
- 若一个模块内各元素（语名之间、程序段之间）联系的越紧密，则它的内聚性就越高。

虚拟环境

为什么要搭建虚拟环境?

在开发过程中, 当需要使用python的某些工具包/框架时需要联网安装
- 比如联网安装Django框架django1.8.2版本
提示：使用如上命令, 会将django1.8.2安装到/usr/local/lib/python版本/dist-packages路径下
问题 : 如果在一台电脑上, 想开发多个不同的项目, 需要用到同一个包的不同版本, 如果使用上面的命令, 在同一个目录下安装或者更新, 新版本会覆盖以前的版本, 其它的项目就无法运行了.
解决方案 : 虚拟环境
- 作用 : 虚拟环境可以搭建独立的python运行环境, 使得单个项目的运行环境与其它项目互不影响.
- 所有的虚拟环境都位于/home/下的隐藏目录.virtualenvs下

如何搭建虚拟环境?

安装虚拟环境的命令 :

sudo pip install virtualenv
sudo pip install virtualenvwrapper

创建虚拟环境的命令 :
- 提示：如果不指定python版本，默认安装的是python2的虚拟环境
- 在python2中，创建虚拟环境
```
mkvirtualenv 虚拟环境名称
例 ：
mkvirtualenv py_django
```
- 在python3中，创建虚拟环境
```
mkvirtualenv -p python3 虚拟环境名称
例 ：
mkvirtualenv -p python3 py3_django
```
创建虚拟环境py3

提示 :
- 创建虚拟环境需要联网
- 创建成功后, 会自动工作在这个虚拟环境上
- 工作在虚拟环境上, 提示符最前面会出现 “虚拟环境名称”

如何使用虚拟环境?

查看虚拟环境的命令 :
```
 workon 两次tab键
```
查看虚拟环境

使用虚拟环境的命令 :

 workon 虚拟环境名称

  例 ：使用python2的虚拟环境
  workon py_django

  例 ：使用python3的虚拟环境
  workon py3_django

使用虚拟环境py3

退出虚拟环境的命令 :
```
deactivate
```

退出虚拟环境py3.png

删除虚拟环境的命令 :

 rmvirtualenv 虚拟环境名称

例 ：删除虚拟环境py3_django

先退出：deactivate
再删除：rmvirtualenv py3_django

删除虚拟环境py3

如何在虚拟环境中安装工具包?

python3版本下安装django1.8.2的包 :

  pip install 包名称

  例 : 安装django1.8.2的包
pip install django==1.8.2

安装django在py3

工具包安装的位置 :
- python2版本下：
  - ~/.virtualenvs/py_django/lib/python2.7/site-packages/
- python3版本下：
  - ~/.virtualenvs/py3_django/lib/python3.5/site-packages
查看虚拟环境中安装的包 :
```
pip freeze
```
查看虚拟环境下安装的包

创建Django项目

在Django项目中，项目的组织结构为：一个项目包含多个应用，一个应用对应一个业务模块。
示例：创建项目的名称为BookManager，创建应用名称为Book，完成图书信息的维护。
提示：在当前用户的某个目录下创建项目，这样不会发生权限问题。

创建项目

在~/Desktop/.../目录下创建项目BookManager
```
例 : 在桌面创建项目
cd ~/Desktop/
```

创建项目的命令：

创建好项目就可以使用PyCharm打开。

django-admin startproject 项目名称
例 ：创建项目BookManager
django-admin startproject BookManager

项目结构
项目结构.png
- BookManager ：是与项目同名的文件，内部包含如下项目的配置文件。
  - init.py：是表示文件BookManager可以被视为包使用。
  - settings.py ：是项目的整体配置文件。
  - urls.py：是项目的URL配置文件。
  - wsgi.py：是项目与WSGI兼容的Web服务器入口。
- manage.py ：是项目运行的入口，指定配置文件路径。

创建应用

在BookManager项目中，创建应用Book

 cd BookManager/
python manage.py startapp Book

项目结构
创建应用
- admin.py ：是后台的站点管理注册文件。
- init.py：是表示文件Book可以被视为包使用。
- migrations ：是做模型迁移的。
- models.py：是处理数据的。MVT中的M
- tests.py ：是做测试用的。
- views.py：是处理业务逻辑的。MVT中的V

选择并添加对应虚拟环境下的python

虚拟环境py_django下的python

which python

结果：
/home/python/.virtualenvs/py_django/bin/python

虚拟环境py3_django下的python

which python

结果：
/home/python/.virtualenvs/py3_django/bin/python

![选取并添加python3](https://img.haomeiwen.com/i2760539/ca06df99e8eaaf42.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

安装应用

安装应用前
安装应用前
安装应用后

安装应用后.png

测试服务器

在开发阶段，为了能够快速预览到开发的效果，Django提供一个纯Python编写的轻量级web服务器，
- 仅在开发阶段使用，非正式服务器

运行测试服务器的命令：

python manage.py runserver ip:端口

python manage.py runserver 172.16.21.25:8001
对应：
http://172.16.21.25:8001/

ip和端口号可以不写，默认ip为127.0.0.1；端口号为8000。
```
python manage.py runserver
对应：
http://127.0.0.1:8000/
```
终端开启测试服务器
提示：如果项目的虚拟环境由py3_django切换到py_django时，需要同时切换测试服务器的虚拟环境到py_django
输入http://127.0.0.1:8000/即可访问。
- 刷新网页就可以查看每次代码执行效果
- 如果增加代码、修改代码、删除代码服务器会自动重启。
- 按ctrl+c停止服务器
浏览器访问服务器.png

模型

当前项目的开发, 都是数据驱动的。
以下为书籍信息管理的数据关系：书籍和人物是：一对多关系

要先分析出项目中所需要的数据, 然后设计数据库表.

书籍信息表

字段名	字段类型	字段说明
id	AutoField	主键
name	CharField	书名

id	name
1	西游记
2	三国演义

人物信息表

字段名	字段类型	字段说明
id	AutoField	主键
name	CharField	人名
gender	BooleanField	性别
book	ForeignKey	外键

id	name	gender	book
1	孙悟空	False	1
2	白骨精	True	1
3	曹操	False	2
4	貂蝉	True	2

使用Django进行数据库开发的提示：

MVT设计模式中的Model, 专门负责和数据库交互.对应(models.py)
由于Model中内嵌了ORM框架, 所以不需要直接面向数据库编程.
而是定义模型类, 通过模型类和对象完成数据库表的增删改查.
ORM框架就是把数据库表的行与相应的对象建立关联, 互相转换.使得数据库的操作面向对象.

使用Django进行数据库开发的步骤：

定义模型类
模型迁移
操作数据库

1. 定义模型类

根据书籍表结构设计模型类:
- 模型类：BookInfo
- 书籍名称字段：name
根据人物表结构设计模型类：
- 模型类：PeopleInfo
- 人物姓名字段：name
- 人物性别字段：gender
- 外键约束：book
  - 外键要指定所属的模型类 book = models.ForeignKey(BookInfo)
说明 :
- 书籍-人物的关系为一对多. 一本书中可以有多个英雄.
- 不需要定义主键字段, 在生成表时会自动添加, 并且值为自增长.

根据数据库表的设计

在models.py中定义模型类,继承自models.Model

from django.db import models

# 准备书籍列表信息的模型类
class BookInfo(models.Model):
  # 创建字段，字段类型...
 name = models.CharField(max_length=10)

# 准备人物列表信息的模型类
class PeopleInfo(models.Model):
name = models.CharField(max_length=10)
gender = models.BooleanField()
 # 外键约束：人物属于哪本书
book = models.ForeignKey(BookInfo)

# 模型类准备好之后，需要创建和执行迁移＝＝建表

2. 模型迁移（建表）

迁移由两步完成 :
- 生成迁移文件：根据模型类生成创建表的语句
  python manage.py makemigrations
- 执行迁移：根据第一步生成的语句在数据库中创建表
  python manage.py migrate
迁移前
迁移前.png

迁移后

迁移后.png
提示：默认采用sqlite3数据库来存储数据

3. 操作数据库

通过模型类和对象完成数据库表的增删改查.
进入项目的shell, 进行简单的增删改查 API操作.
- 按ctrl+d或输入quit()可以退出shell.
```
python manage.py shell
```

测试增删改查 API操作

# 引入应用中的模型类
from Book.models import *

# 创建书籍模型对象
book = BookInfo()
# 新增记录
book.name = 'xiyouji'
# 保存记录
book.save()
# 查询记录
BookInfo.objects.all()
# 删除记录 : 再查询时,表里数据为空
book.delete()

# 创建人物模型对象
people = PeopleInfo()
people.name = 'sunwukong'
people.gender = True
people.book = book
people.save()
# 外键查询 : 查询书里面保存的人物信息(peopleinfo_set是隐式生成的)
book.peopleinfo_set.all()

# 退出shell
quit()

4 站点管理

站点 : 分为内容发布和公共访问两部分
内容发布 的部分由网站的管理员负责查看、添加、修改、删除数据
Django能够根据定义的模型类自动地生成管理模块
使用Django的管理模块, 需要按照如下步骤操作 :
- 1.管理界面本地化
- 2.创建管理员
- 3.注册模型类
- 4.发布内容到数据库
- 5.自定义站点管理页面

1.管理界面本地化

本地化是将显示的语言、时间等使用本地的习惯，这里的本地化就是进行中国化.
中国大陆地区使用简体中文, 时区使用亚洲/上海时区, 注意这里不使用北京时区.
本地化前

[图片上传中...(image.png-4058e4-1594127813226-0)]

本地化后

2.创建管理员

创建管理员的命令 :
```
  python manage.py createsuperuser
```
按提示输入用户名、邮箱、密码
image.png
登陆站点 : http://127.0.0.1:8000/admin
- 需要服务器是启动状态

登陆站点成功
- 站点界面中没有书籍和人物管理入口,因为没有注册模型类

3.注册模型类

在应用的admin.py文件中注册模型类
- 需要导入模型模块 : from models import *

注册模型后

注册模型成功后, 就可以在站点管理界面方便快速的管理数据.

4.发布内容到数据库

发布内容后，优化模型类展示

class BookInfo(models.Model):
  """定义书籍信息模型类"""

  name = models.CharField(max_length=10)

  def __str__(self):
      """将模型类以字符串的方式输出"""
      return self.name

5.自定义站点管理页面

自定义站点管理界面前

如果想在站点界面中展示详细的字段信息,需要自定义管理页面

即在应用的admin.py文件中需要重新注册模型类

新建类继承自admin.ModelAdmin
重写list_display，指定需要展示的字段

将PeopleAdmin注册到站点

# 自定义站点管理界面的类 ： 重写list_display属性
class PeopleAdmin(admin.ModelAdmin):
  list_display = ['id','name','gender','book']

# 注册人物模型
admin.site.register(PeopleInfo,PeopleAdmin)

自定义站点管理界面后

视图和URL

站点管理页面做好了, 接下来就要做公共访问的页面了.
对于Django的设计框架MVT.
- 用户在URL中请求的是视图.
- 视图接收请求后进行处理.
- 并将处理的结果返回给请求者.
使用视图时需要进行两步操作
- 1.定义视图
- 2.配置URLconf

1. 定义视图

视图就是一个Python函数，被定义在应用的views.py中.
视图的第一个参数是HttpRequest类型的对象reqeust，包含了所有请求信息.
视图必须返回HttpResponse对象，包含返回给请求者的响应信息.
需要导入HttpResponse模块 : from django.http import HttpResponse
定义视图函数 : 响应字符串OK!给客户端

思考 : 如何才能让请求找到视图?

2. 配置URLconf

查找视图的过程 :
- 1.请求者在浏览器地址栏中输入URL, 请求到网站.
- 2.网站获取URL信息.
- 3.然后与编写好的URLconf逐条匹配.
- 4.如果匹配成功则调用对应的视图.
- 5.如果所有的URLconf都没有匹配成功.则返回404错误.

image.png

URLconf入口

需要两步完成URLconf配置
- 1.在项目中定义URLconf
- 2.在应用中定义URLconf
在项目中定义URLconf

在应用中定义URLconf
- 提示：一条URLconf包括URL规则、视图两部分
  - URL规则使用正则表达式定义.
  - 视图就是在views.py中定义的视图函数.

3. 测试：请求访问

http://127.0.0.1:8000/

总结View和URL匹配流程

模板

思考 : 网站如何向客户端返回一个漂亮的页面呢？

提示 :
- 漂亮的页面需要html、css、js.
- 可以把这一堆字段串全都写到视图中, 作为HttpResponse()的参数,响应给客户端.
问题 :
- 视图部分代码臃肿, 耦合度高.
- 这样定义的字符串是不会出任何效果和错误的.
- 效果无法及时查看.有错也不容易及时发现.
设想 :
- 是否可以有一个专门定义前端页面的地方, 效果可以及时展示,错误可以及时发现,并且可以降低模块间耦合度!
解决问题 : 模板
- MVT设计模式中的T, Template
在Django中, 将前端的内容定义在模板中, 然后再把模板交给视图调用, 各种漂亮、炫酷的效果就出现了.

模板使用步骤

1.创建模板
2.设置模板查找路径
3.模板接收视图传入的数据
4.模板处理数据

1.创建模板

在应用同级目录下创建模板文件夹templates. 文件夹名称固定写法.
在templates文件夹下, 创建应用同名文件夹. 例, Book
在应用同名文件夹下创建网页模板文件. 例 : index.html

2.设置模板查找路径

3.模板接收视图传入的数据

模板查找全路径 : os.path.join(BASE_DIR,'templates'＋'Book/index.html'

4.模板处理数据

5. 查看模板处理数据成果

总结View-Templates流程