Python Django全面介紹

Django是一個非常強大的Python Web開發框架，它以"快速開發"和"乾凈、實用的設計"為設計宗旨。本文將從Django的基本概念開始，逐漸引導大家理解如何使用Django構建複雜的web應用程式。

Django基本概念與原理

首先，讓我們從Django的核心組件開始講解。Django遵循MVC模型-視圖-控制器設計模式，併在Python中有一個特殊的表現形式，稱為MTV模型-模板-視圖。這是因為Django的控制器部分由框架自身內部處理，而開發者主要與模型、模板和視圖交互。

# 示例代碼：創建一個Django模型
from django.db import models

class Blog(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=200)
    content = models.TextField()

    def __str__(self):
        return self.title

在上面的代碼中，我們定義了一個簡單的博客模型，包含標題和內容兩個欄位。其中，CharField和TextField都是Django提供的資料庫欄位類型。

Django的視圖與URL配置

在Django中，視圖是Python函數，用於接收Web請求並返回Web響應。每個視圖函數都將一個HttpRequest對象作為參數，並返回一個HttpResponse對象。視圖與Web應用程式的URLs關聯，這是通過URL配置完成的。

# 示例代碼：創建一個視圖
from django.http import HttpResponse
from .models import Blog

def blog_index(request):
    blogs = Blog.objects.all()
    output = ', '.join([blog.title for blog in blogs])
    return HttpResponse(output)

# 示例代碼：URL配置
from django.urls import path

from . import views

urlpatterns = [
    path('blogs/', views.blog_index, name='blog_index'),
]

上述代碼中，我們首先定義了一個視圖blog_index，該視圖從資料庫獲取所有的博客條目並顯示其標題。然後我們在URL配置中創建了一個新的URL路徑'blogs/'，將其關聯到blog_index視圖。

Django模板

Django的模板系統允許我們創建動態HTML頁面。Django模板使用自己的語言，是Python的一個小子集。

<!-- 示例代碼：創建一個模板 -->
{% for blog in blogs %}
    <h2>{{ blog.title }}</h2>
    <p>{{ blog.content }}</p>
{% endfor %}

在上述代碼中，我們創建了一個模板，該模板接收一個博客對象列表，併為每個對象生成一個HTML段落。

Django中間件

Django還有一個非常強大的功能，即中間件。Django的中間件是一種輕量級的、底層的“插件”系統，用於全局改變Django的輸入或輸出。

下麵是一個例子，展示瞭如何創建一個簡單的中間件來記錄每個請求的處理時間。

# 示例代碼：創建一個中間件
import time
from django.http import HttpResponse

class TimingMiddleware:
    def __init__(self, get_response):
        self.get_response = get_response

    def __call__(self, request):
        start_time = time.time()
        response = self.get_response(request)
        end_time = time.time()
        response['X-Elapsed-Time'] = str(end_time - start_time)
        return response

在上面的代碼中，我們創建了一個TimingMiddleware中間件，該中間件在每次請求時計算請求的處理時間，併在HTTP響應頭中添加一個X-Elapsed-Time欄位來顯示這個時間。

Django的資料庫遷移

在Django中，資料庫遷移是一種非常強大的功能，它可以讓我們在不丟失數據的情況下更改資料庫的結構。讓我們來看一個例子。

# 在models.py中，我們將Blog模型修改如下：
class Blog(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=200)
    content = models.TextField()
    author = models.CharField(max_length=100) #新增的欄位

    def __str__(self):
        return self.title

在上面的代碼中，我們為Blog模型新增了一個author欄位。為了將這個改動應用到資料庫中，我們需要進行資料庫遷移。

# 運行以下命令生成遷移文件
python manage.py makemigrations

# 運行以下命令應用遷移
python manage.py migrate

通過上述命令，Django會自動在資料庫中為Blog模型添加一個新的欄位，而不需要我們手動修改資料庫。

Django表單和驗證

Django的表單功能可以讓我們更容易地接收和處理用戶數據。同時，Django還提供了多種驗證功能，可以幫助我們驗證用戶數據的有效性。

# 示例代碼：創建一個表單
from django import forms
from .models import Blog

class BlogForm(forms.ModelForm):
    class Meta:
        model = Blog
        fields = ['title', 'content', 'author']

# 在視圖中使用表單
def new_blog(request):
    if request.method == 'POST':
        form = BlogForm(request.POST)
        if form.is_valid():
            form.save()
            return HttpResponse('Blog saved.')
    else:
        form = BlogForm()
    
    return render(request, 'new_blog.html', {'form': form})

在上述代碼中，我們創建了一個基於Blog模型的表單，然後在new_blog視圖中使用這個表單。當視圖收到POST請求時，它會驗證表單數據，如果數據有效，則保存新的博客並返回一個響應。

Django Rest Framework (DRF)

Django Rest Framework是一個強大的工具，用於構建Web API。使用DRF，我們可以快速地創建RESTful API。

# 示例代碼：創建一個API視圖
from rest_framework import generics
from .models import Blog
from .serializers import BlogSerializer

class BlogListCreate(generic.ListCreateAPIView):
    queryset = Blog.objects.all()
    serializer_class = BlogSerializer

在上面的代碼中，我們使用DRF的ListCreateAPIView視圖，這個視圖可以處理GET和POST請求。我們需要提供一個queryset和一個serializer_class，DRF會自動處理請求和響應。

One More Thing

最後，我們要介紹的是Django的信號（Signals）。信號是Django的一種事件驅動機制，當某件事情發生時，會發送一個信號，我們可以編寫接收器（receivers）來監聽這些信號。

# 示例代碼：創建一個信號接收器
from django.db.models.signals import post_save
from django.dispatch import receiver
from .models import Blog

@receiver(post_save, sender=Blog)
def notify_admin(sender, instance, created, **kwargs):
    if created:
        print(f'New blog created: {instance.title}')

在上面的代碼中，我們創建了一個接收器notify_admin，它會在每次創建新的Blog對象後被調用。信號讓我們可以編寫解耦的代碼，使我們的應用更易於維護和擴展。

希望這篇文章能幫助你深入理解和掌握Django。如果你有任何問題或者想要探討更深入的話題，歡迎留言。

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TeahLead_KrisChang，10+年的互聯網和人工智慧從業經驗，10年+技術和業務團隊管理經驗，同濟軟體工程本科，復旦工程管理碩士，阿裡雲認證雲服務資深架構師，上億營收AI產品業務負責人。