Python全栈（七）Flask框架之1.Flask简介与URL和视图介绍

Flask简介与URL和视图介绍

一、虚拟环境介绍
- 1.虚拟环境与全局环境
- 2.为什么需要虚拟环境
- 3.虚拟环境的安装和简单操作
  - pipenv的安装
  - 创建虚拟环境
  - pipfile和pipfile.lock
二、Flask介绍
- 1.Flask简介
- 2.第一个Flask程序
三、设置Debug模式
四、配置与配置文件
- 1.直接硬编码
- 2.通过update()方法
- 3.通过from_object()方法
- 4.通过from_pyfile()方法
五、URL与函数的映射

一、虚拟环境介绍

1.虚拟环境与全局环境

有时候安装了一个Python库，可能在IDE如PyCharm中不能使用，这是因为：通过pip安装的库默认一般在全局环境中，而PyCharm一般会默认创建虚拟环境，所以两者的环境不一致，导致安装的包不能正常导入使用，解决办法有2种：

在PyCharm虚拟环境中安装库，使库位于虚拟环境中
将PyCharm的环境设置为全局环境，即我们通常使用的Python，设置为Python的安装目录即可设置示意如下：

2.为什么需要虚拟环境

一般情况下，Python第三方库安装是直接通过pip install xxx的方式进行安装的，这样安装会将库安装到系统级的Python环境中。但是有时可能会面临这样的问题：如果现在用Django 1.10.x写了个网站，但是同时有一个Django 0.9开发的项目需要维护，并且有可能Django 1.10不再兼容Django 0.9的一些语法了，这就需要同时拥有Django 1.10和Django 0.9两套环境，我们可以通过虚拟环境来解决这个问题。

3.虚拟环境的安装和简单操作

虚拟环境管理有很多工具，这里我选择pipenv。

pipenv的安装

命令：

Windows下

代码语言：javascript复制

pip install pipenv

Mac下

代码语言：javascript复制

brew install pipenv

Linux下

代码语言：javascript复制

pip install pipenv

创建虚拟环境

安装之后即可创建虚拟环境。创建虚拟环境使用命令pipenv shell，如下：

出现图中所标提示Flask_Framework-rL0Lvhvz及说明安装成功，此时再运行pip list可以看到虚拟环境中默认安装的库：

代码语言：javascript复制

Package    Version
---------- -------
pip        20.0.2
setuptools 46.1.3
wheel      0.34.2

不能同时使用全局环境和虚拟环境的库，只能选择使用其中一个。虚拟环境默认会安装到系统盘（C盘）下的当前用户目录下的 .virtualenvs 目录下，如果想指定安装到其他目录，可以设置系统环境变量，在系统变量中添加变量，变量名为WORKON_HOME，值为需要指定安装的目录，示意如下：

此时再安装虚拟环境，即会安装到指定的目录下。

虚拟环境安装好之后，需要在PyCharm中设置虚拟环境为当前创建的虚拟环境，即定位选择虚拟环境下的python.exe可执行文件，方法与前面相同。

需要在虚拟环境中通过命令pip install flask安装Flask，再查看安装的库，结果如下：

代码语言：javascript复制

Package      Version
------------ -------
click        7.1.1
Flask        1.1.2
itsdangerous 1.1.0
Jinja2       2.11.1
MarkupSafe   1.1.1
pip          20.0.2
setuptools   46.1.3
Werkzeug     1.0.1
wheel        0.34.2

显然，在安装flask时，安装了存在依赖关系的其他库。如果电脑中同时拥有Python3和Python2，可以指定版本：

代码语言：javascript复制

pipenv --three  # 泛指Python3的版本 
pipenv --two    # 泛指Python2的版本 
pipenv --python 3.7 # 指定Python具体版本

虚拟环境管理

代码语言：javascript复制

pipenv shell    # 如果虚拟环境已存在则进入虚拟环境，否则创建并进入虚拟环境
exit            # 退出虚拟环境
pipenv --rm     # 删除整个环境  不会删除pipfile

pipfile和pipfile.lock

在创建虚拟环境后，虚拟环境目录下会生成pipfile文件，内容如下：

[[source]] name = “pypi” url = “https://pypi.org/simple” verify_ssl = true [dev-packages] [packages] requests = “*” django = “*” [requires] python_version = “3.7”

参数说明：

url 可以指定国内pip源，在默认情况使用国外源下载库可能会很慢
dev-packages 开发环境
packages 生产环境
django = “*” *表示最新版本
requires Python版本

pipfile.lock详细记录环境依赖，并且使用了Hash算法以保证完整的对应关系。

如果需要将安装的库记录到Pipfile中，可以使用pip install --dev 库名将库安装到开发环境。

在虚拟环境中用run参数运行项目示例如下：

代码语言：javascript复制

pipenv run python manage.py runserver

pipenv有一个缺点： lock不稳定而且时间非常长，所以安装包的时候记得加上--skip-lock，如下：

代码语言：javascript复制

pipenv install django --skip-lock

最后开发完成要提交到仓库的时候再执行pipenv lock命令。

二、Flask介绍

1.Flask简介

flask是一款非常流行的Python Web框架，诞生于2010年，作者是Armin Ronacher，这个项目最初只是作者在愚人节的一个玩笑，后来由于非常受欢迎，逐渐成为一个正式的项目。 flask自2010年发布第一个版本以来，大受欢迎，深得开发者的喜爱，并且在多个公司已经得到了应用，flask能如此流行的原因，可以分为以下几点：

微框架、简洁，只做它需要做的，灵活度非常高，给开发者提供了很大的扩展性。 Flask不会帮开发者做太多的决策，一切都可以按照自己的意愿进行更改。
- 使用Flask开发数据库的时候，具体是使用SQLAlchemy还是MongoEngine，选择权完全掌握在开发者自己的手中。区别于Django，Django内置了非常完善和丰富的功能，并且如果想替换成开发者想要的，要么不支持，要么非常麻烦。
- 把默认的Jinija2模板引擎替换成其他模板引擎都是非常容易的。
Flask和相应的插件写得很好。
开发效率非常高，比如使用SQLAlchemy的ORM操作数据库可以节省开发者书写大量sql的时间。

2.第一个Flask程序

代码语言：javascript复制

from flask import Flask

# 传入__name__初始化一个Flask实例
app = Flask(__name__)


# 装饰器，将当前路由映射到指定函数
@app.route('/')
def hello_world():
    return 'hello world'


if __name__ == '__main__':
    app.run()

打印：

代码语言：javascript复制

 * Serving Flask app "first_flask" (lazy loading)
 * Environment: production
   WARNING: This is a development server. Do not use it in a production deployment.
   Use a production WSGI server instead.
 * Debug mode: off
 * Running on http://127.0.0.1:5000/ (Press CTRL C to quit)

此时已经创建服务，在浏览器中打开http://127.0.0.1:5000/即可看到：

并且在开启的服务状态栏下会看到请求的记录，如：

代码语言：javascript复制

127.0.0.1 - - [09/Apr/2020 07:54:10] "GET / HTTP/1.1" 200 -
127.0.0.1 - - [09/Apr/2020 07:54:10] "GET /favicon.ico HTTP/1.1" 404 -

说明：

@app.route('/')装饰器映射URL和执行的函数。这个设置将URL映射到指定的函数上，例中指定当前路由为根目录，如果为根目录时也可以不写 /，但是尽量写上以示区别。
app.run()是让flask项目运行起来，可以指定主机号和端口号。默认的host是127.0.0.1，port为5000，host=0.0.0.0可以让其他电脑也能访问到该网站，port指定访问的端口。

三、设置Debug模式

默认情况下flask不会开启DEBUG模式，开启DEBUG模式后，flask会在每次保存代码的时候自动的重新载入代码，并且如果代码有错误，会在终端提示。在hello_world()函数中加入错误代码进行测试：

代码语言：javascript复制

from flask import Flask

app = Flask(__name__)


# 装饰器，将当前路由映射到指定函数
@app.route('/')
def hello_world():
    result = 1 / 0
    return 'hello world'


if __name__ == '__main__':
    app.run()

重新运行开启服务后，会发现：

在日志中也会发现报错：

代码语言：javascript复制

[2020-04-09 08:07:17,881] ERROR in app: Exception on / [GET]
Traceback (most recent call last):
  File "C:UsersLenovo.virtualenvsFlask_Framework-rL0Lvhvzlibsite-packagesflaskapp.py", line 2447, in wsgi_app
    response = self.full_dispatch_request()
  File "C:UsersLenovo.virtualenvsFlask_Framework-rL0Lvhvzlibsite-packagesflaskapp.py", line 1952, in full_dispatch_request
    rv = self.handle_user_exception(e)
  File "C:UsersLenovo.virtualenvsFlask_Framework-rL0Lvhvzlibsite-packagesflaskapp.py", line 1821, in handle_user_exception
    reraise(exc_type, exc_value, tb)
  File "C:UsersLenovo.virtualenvsFlask_Framework-rL0Lvhvzlibsite-packagesflask_compat.py", line 39, in reraise
    raise value
  File "C:UsersLenovo.virtualenvsFlask_Framework-rL0Lvhvzlibsite-packagesflaskapp.py", line 1950, in full_dispatch_request
    rv = self.dispatch_request()
  File "C:UsersLenovo.virtualenvsFlask_Framework-rL0Lvhvzlibsite-packagesflaskapp.py", line 1936, in dispatch_request
    return self.view_functions[rule.endpoint](**req.view_args)
  File "xxx/first_flask.py", line 9, in hello_world
    result = 1 / 0
ZeroDivisionError: division by zero
127.0.0.1 - - [09/Apr/2020 08:07:17] "GET / HTTP/1.1" 500 -

这与显然很麻烦，每次修改之后必须重新运行，而且错误信息在日志中才能看到。我们可以开启Debug模式，这样每次修改代码后都会载入代码重新运行，并且代码有问题时会显示错误信息。

开启Debug模式有几种方式：

在run()方法中设置debug参数为True

代码语言：javascript复制

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)

设置app对象实例的属性为True

代码语言：javascript复制

if __name__ == '__main__':
    app.debug = True
    app.run()

通过配置参数config设置

代码语言：javascript复制

if __name__ == '__main__':
    app.config.update(DEBUG=True)
    app.run()

config是继承自字典类型的，所以可以使用字典的update()方法。

开启Debug模式测试如下：

代码语言：javascript复制

from flask import Flask

app = Flask(__name__)


# 装饰器，将当前路由映射到指定函数
@app.route('/')
def hello_world():
    result = 1 / 0
    return 'hello world'


if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)

此时再看网页：

并且控制台中也会提示已开启Debug模式：

代码语言：javascript复制

 * Serving Flask app "first_flask" (lazy loading)
 * Environment: production
   WARNING: This is a development server. Do not use it in a production deployment.
   Use a production WSGI server instead.
 * Debug mode: on
 * Restarting with stat
 * Debugger is active!
 * Debugger PIN: 313-629-160
 * Running on http://127.0.0.1:5000/ (Press CTRL C to quit)

现在每次修改完代码保存之后，都会自动加载代码重启服务，不需要再手动关闭服务再重启了。

在开启了DEBUG模式后，当程序有异常会进入错误堆栈模式，第一次点击某个堆栈想查看变量值的时候，页面会弹出一个对话框，提示输入PIN值，比如在刚刚启动的项目中的PIN值为313-629-160，输入这个值后，Werkzeug会把这个PIN值作为cookie的一部分保存起来，并在8小时后过期，8小时内不需要再输入PIN值。这样做的目的是为了提高安全性，让调试模式下的攻击者更难攻击到本站。

此时可以在报错的网页中进行一些简单的Debug，使用控制台提供的PIN操作示意如下：

Debug模式是在开发环境中开启的，开发完成上线之后要关闭Debug模式，因为DEBUG模式会带来非常大的安全隐患。

四、配置与配置文件

Flask项目的配置，都是通过app.config对象来进行配置的。比如要配置一个项目处于DEBUG模式下，那么可以使用app.config['DEBUG'] = True来进行设置，那么Flask项目将以DEBUG模式运行。在Flask项目中，有四种方式进行项目的配置。

1.直接硬编码

代码语言：javascript复制

app = Flask(__name__)
app.config['DEBUG'] = True

硬编码的方式不灵活，不便于进行复用。

2.通过update()方法

因为app.config是flask.config.Config的实例，而Config类是继承自dict，因此可以通过update()方法进行配置。

代码语言：javascript复制

app.config.update(
   DEBUG=True,
   SECRET_KEY='...'
)

3.通过from_object()方法

如果配置项特别多，可以把所有的配置项都放在一个模块中，然后通过加载模块的方式进行配置，假设有一个settings.py模块，专门用来存储配置项的，此你可以通过app.config.from_object()方法进行加载，并且该方法既可以接收模块的的字符串名称，也可以模块对象。有两种形式：

代码语言：javascript复制

# 1. 通过模块字符串
app.config.from_object('settings')
# 2. 通过模块对象
import settings
app.config.from_object(settings)

添加配置文件后，将配置项都放入该文件中，其他文件直接引用该配置文件中的配置项，提高了代码的复用性、降低了耦合度，同时，在配置文件中修改了配置项时，其他代码中均不需要修改，从而提高了代码的灵活性。新建config.py文件，添加一些配置项如下：

代码语言：javascript复制

# 设置Debug模式为True
DEBUG = True

# 指定HOST
HOST = '127.0.0.1'

在flask文件中导入：

代码语言：javascript复制

from flask import Flask
import config

app = Flask(__name__)


# 装饰器，将当前路由映射到指定函数
@app.route('/')
def hello_world():
    result = 1 / 0
    return 'hello world'


if __name__ == '__main__':
    app.config.from_object(config)
    app.run()

再运行，也能开启Debug模式。也可以通过字符串形式导入：

代码语言：javascript复制

if __name__ == '__main__':
    app.config.from_object('config')
    app.run()

此时不需要再导入config模块。

4.通过from_pyfile()方法

app.config.from_pyfile()方法传入一个文件名，通常是以.py结尾的文件，但也不限于只使用.py后缀的文件。通过导入Python文件的形式导入配置文件：

代码语言：javascript复制

if __name__ == '__main__':
    app.config.from_pyfile('config.py')
    app.run()

from_pyfile()方法有一个silent参数，设置为True时，如果配置文件不存在也不会报错；不仅支持Python格式的配置文件，也支持.ini等格式。

五、URL与函数的映射

从前面的例子中，我们可以看到，一个URL要与执行函数进行映射，使用的是@app.route装饰器。 @app.route装饰器中，可以指定URL的规则来进行更加详细的映射，比如现在要映射一个文章详情的URL，文章详情的URL是/article/id/，id有可能为1、2、3…，那么可以通过以下方式：

代码语言：javascript复制

@app.route('/article/<id>')
def article(id):
   return '%s article detail' % id

其中，尖括号是固定语法，表示地址中传入的参数，默认的数据类型是字符串。如果需要限制参数类型，则要写成限制类型:变量名，其中限制类型包括以下几种：

string 默认的数据类型，接受任何没有斜杠/的字符串。
int 整型。
float 浮点型。
path 和string类似，但是可以传递斜杠/。
uuid uuid类型的字符串。
any 可以同时指定多种路径。

新增路由域函数映射测试：

代码语言：javascript复制

from flask import Flask


app = Flask(__name__)


@app.route('/')
def hello_world():
    return 'hello world'


@app.route('/corley')
def hello_corley():
    return '这是我的第一个Flask页面'

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)

显示：

显然，在地址中访问http://127.0.0.1/corley可以访问到，因为在flask中已经定义了。同时还可以动态传入参数：

代码语言：javascript复制

from flask import Flask


app = Flask(__name__)


@app.route('/')
def hello_world():
    return 'hello world'


@app.route('/corley')
def hello_corley():
    return '这是我的第一个Flask页面'

@app.route('/list/<aid>')
def article_list(aid):
    return '这是第{}篇文章'.format(aid)

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)

显示：

显然，因为未定义 /list 所以不能访问http://127.0.0.1:5000/list；此时已经可以根据传入的参数动态显示视图，但是并未对数据类型进行限制，可以增加对数据类型的限制：

代码语言：javascript复制

from flask import Flask


app = Flask(__name__)


@app.route('/')
def hello_world():
    return 'hello world'


@app.route('/corley')
def hello_corley():
    return '这是我的第一个Flask页面'

@app.route('/list/<int:aid>')
def article_list(aid):
    return '这是第{}篇文章'.format(aid)

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)

显示：

显然，此时参数只能是整型数字了。

一般情况下参数中不能含有 /，要想含有 /，必须限制为path类型，除了此区别，path与string类型基本一样。示例如下：

代码语言：javascript复制

from flask import Flask


app = Flask(__name__)


@app.route('/')
def hello_world():
    return 'hello world'


@app.route('/corley')
def hello_corley():
    return '这是我的第一个Flask页面'

@app.route('/list/<int:aid>')
def article_list(aid):
    return '这是第{}篇文章'.format(aid)

@app.route('/list/<path:aid>')
def comment_list(aid):
    return '这是第{}个评论'.format(aid)

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)

显示：

显然，如果参数为数字时，匹配article_list(aid)函数，如果为字符串类型或者参数中含有 / 时匹配comment_list(aid)函数。

访问两个路径用同一个函数可以用any来限制，示例如下：

代码语言：javascript复制

from flask import Flask


app = Flask(__name__)


@app.route('/')
def hello_world():
    return 'hello world'


@app.route('/corley')
def hello_corley():
    return '这是我的第一个Flask页面'

@app.route('/list/<int:aid>')
def article_list(aid):
    return '这是第{}篇文章'.format(aid)

@app.route('/list/<path:aid>')
def comment_list(aid):
    return '这是第{}个评论'.format(aid)

@app.route('/<any(notice,follow):url_path>/')
def message(url_path):
    if url_path == 'notice':
        return '当前路径是notice'
    else:
        return '当前路径是follow'


if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)

显示：

此时定义路由时需要在路径最后添加 / 才能正常访问，如/<any(notice,follow):url_path>/。

如果不想指定子路径来传递参数，也可以通过 ?= 的形式来传递参数，例如：/article?id=xxx，这种情况下，可以通过request.args.get('id')来获取id的值。如果是post方法，则可以通过request.form.get('id')来进行获取。在flask中添加这类的地址参数需要先从flask中导入request，示例如下：

代码语言：javascript复制

from flask import Flask
from flask import request


app = Flask(__name__)


@app.route('/')
def hello_world():
    return 'hello world'


@app.route('/corley')
def hello_corley():
    return '这是我的第一个Flask页面'

@app.route('/list/<int:aid>')
def article_list(aid):
    return '这是第{}篇文章'.format(aid)

@app.route('/list/<path:aid>')
def comment_list(aid):
    return '这是第{}个评论'.format(aid)

@app.route('/<any(notice,follow):url_path>/')
def message(url_path):
    return url_path

@app.route('/wd')
def baidu_search():
    return request.args.get('keyword')

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)

显示：

显然，如果request.args.get()中传入的参数未在URL中传入，会报错，因为URL未传入keyword参数，所以request.args.get()方法的值为空，即视图函数baidu_search()返回的值为空，不能渲染，所以会报错。

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