开源图书《Python完全自学教程》12.3制作网站

2022-12-09 20:23:00 浏览数 (1)

12.3 制作网站

网站，现在可谓是司空见惯，就连本书作者也有个人网站（www.itdiffer.com），用以向读者提供所编写书籍的参考资料。那么，怎么制作网站？如果从理论上说，这是一个听起来、讲起来都比较复杂的事情。首先要全面了解有关计算机网络的有关知识（推荐阅读《计算机网络》，谢希仁编著，电子工业出版社出版），然后要能够运用多项技术，比如搭建服务器并部署有关程序、创建数据库、编写网站代码（还分前端和后端）、配置网站域名等，甚至还要考虑网站的并发量、安全性。所以，通常制作网站的项目，都是由若干个人组成一个团队协作完成。

不过，随着技术发展，制作网站的技术门槛正在不断降低，很多底层的东西都被“封装”和“模块化”，开发者将更多精力集中在网站的功能上。这就类似于 Python 中的包和模块一样，比如12.2.2 节中使用的 sqlite3 模块，我们不需要了解其内部工作机制，关注点在于用它实现数据库的连接和操作。

Python 生态中，提供了很多制作网站的包——更习惯的说法是Web框架（Web Framework），比如 Web.py 、Tornado 、Flask 、Django 等，不同框架会有各自的特点，很难用“好、坏”这种简单标准来评价——有的人热衷于“二进制”思维，但愿本书读者不要陷入“0/1”口水战。

下面使用 Django 框架，简要演示用它快速制作网站的流程。

Django 的官方网站（https://www.djangoproject.com/）上显示，撰写本节内容时所发布的最新版是 Django 3.2.5 ，此前 Django 有过 2.x 和 1.x 的各个版本。读者在阅读到本书并调试代码的时候，或者阅读其他有关资料时，务必注意版本问题，不同版本之间会有所差异。此外，围绕 Django 框架还有很多第三方插件（亦即 Python 语言的包或模块），它们也有所适用的版本。

其实，在第11章11.5节，已经在虚拟环境中安装了 Django ，下面就启动该虚拟环境，在其中用 Django 框架制作网站。

12.3.1 创建项目

Django 中的项目（Project）可以看做是一个专有名词，后面还有一个与之有关的名词应用（Application）。所谓项目，可以理解为一个网站。

在虚拟目录 myvenv 内，创建一个 Django 项目（要确认已经进入虚拟环境，参阅第11章11.5节），执行如下指令（本节演示中所有操作系统指令，均为 Linux 指令，请使用 Windows 系统的读者注意）：

代码语言：javascript复制
(myvenv) myvenv % ls
bin  include  lib  pyvenv.cfg
(myvenv) myvenv % django-admin startproject mysite
(myvenv) myvenv % ls
bin  include  lib  mysite  pyvenv.cfg

指令 django-admin startproject mysite 创建名为 mysite 的项目，执行此指令后，在当前目录中新增了 ./mysite 子目录。这个子目录并非是空的，Django 会默认为其添加如下内容（以下显示此时 ./mysite 的结构）：

代码语言：javascript复制
(myvenv) myvenv % tree mysite
mysite
├── manage.py
└── mysite
    ├── __init__.py
    ├── asgi.py
    ├── settings.py
    ├── urls.py
    └── wsgi.py

1 directory, 6 files

然后进入到项目的子目录中，执行 manage.py 程序：

代码语言：javascript复制
(myvenv) myvenv % cd mysite
(myvenv) mysite % python manage.py runserver
Watching for file changes with StatReloader
... （省略其他显示信息）
Starting development server at http://127.0.0.1:8000/
Quit the server with CONTROL-C.

这样我们就把一个基于 Django 的网站跑起来了，由提示信息可知：

  • 可以通过 http://127.0.0.1:8000/ 访问本网站；
  • 结束当前服务的方法是按 Ctrl-C 组合键。

打开浏览器，在地址栏中输入 http://127.0.0.1:8000 或者 http://localhost:8000 ，就会看到图12-3-1所示界面。

图12-3-1 网站默认首页

就这样，已经创建了一个非常简单的网站——好像挺容易的呀。

12.3.2 创建应用

项目已经创建好，网站也有了，接下来要实现网站的具体功能。在 Django 中，人们把这些具体的功能称为应用（Application）。

结束图12-3-1所示的服务（按“Ctrl-C”组合键），继续在虚拟目录中执行如下操作：

代码语言：javascript复制
(myvenv) mysite % ls
db.sqlite3 manage.py mysite

与12.3.1节所看到的 ./mysite 目录结构相比较，这里多了一个文件 db.sqlite3 ，这个文件就是12.2.2节所介绍过的 SQLite 数据库文件，Django 默认使用此类型的数据库，本节的浮光掠影地演示中，也使用这个数据库。

在当前目录中，继续执行：

代码语言：javascript复制
(myvenv) mysite % python manage.py startapp book
(myvenv) mysite % ls
book  db.sqlite3 manage.py mysite

指令 python manage.py startapp book 创建一个名为 book 的应用，并在当前目录中以子目录 ./book 的形式表现。这个子目录中也不是空的，默认配置如下：

代码语言：javascript复制
(myvenv) mysite % tree book
book
├── __init__.py
├── admin.py
├── apps.py
├── migrations
│   └── __init__.py
├── models.py
├── tests.py
└── views.py

1 directory, 7 files

如果把应用理解为项目的子集，当应用创建好之后，就需要向项目“汇报”存在此应用了。用 IDE 工具打开项目目录中的 ./mysite/settings.py 文件（如12.3.1节中执行 tree mysite 后的显示的目录结构），找到第 33 行，对 INSTALLED_APPS 的值做如下修改：

代码语言：javascript复制
INSTALLED_APPS = [
    'django.contrib.admin',
    'django.contrib.auth',
    'django.contrib.contenttypes',
    'django.contrib.sessions',
    'django.contrib.messages',
    'django.contrib.staticfiles',
    'book',    # 增加一个应用
]

如此就完成了应用的配置——不要忘记保存文件。

12.3.3 数据模型类

一般的动态网站（与之对应的是“静态网站”）都有数据库。Django 为了简化开发，让开发者用 Python 语言可以实现一切，于是对数据库操作提供了 ORM 技术，即 Object-Relational Mapping（对象关系映射）。ORM 的作用是在关系型数据库和业务实体对象之间进行映射，这样在操作业务对象时，就不需要再去和复杂的 SQL 语句打交道，只需简单地操作对象的属性和方法。

Django 的 ORM 实现方式就是编写数据模型类，这些类可以写到任何文件中，通常写在每个应用的models.py 文件中。每个数据模型类都是 django.db.models.Model 的子类。应用的名称（小写字母）和数据模型类的名称（小写字母）共同组成一个数据库表的名称。

用 IDE 打开 ./book/models.py 文件，并编写如下数据模型类：

代码语言：javascript复制
from django.db import models
from django.utils import timezone
from django.contrib.auth.models import User

class Articles(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=300)                     # (1)
    body = models.TextField()
    publish = models.DateTimeField(default=timezone.now)
    class Meta:                                                  # (2)
        ordering = ("-publish",)
    def __str__(self):
        return self.title

类 Articles 中的 title 、author 、body 、publish 是类属性，对应着数据库表的字段。每个类属性的类型（即字段类型）由等号右侧定义——可以理解为类属性的初始值为等号右侧的实例。例如注释（1）中，类属性（字段）title 引用了实例 models.CharField(max_length=300) —— CharField() 类型，并且以参数 max_length=300 的形式说明字段的最大数量。

注释（2）从名称上看貌似 Python 中的元类，但它跟元类不同。在此处，通过 ordering = ("-publish",) 规定了 Articles 实例对象的显示顺序，负号表示按照 publish 字段值的倒序显示。

数据模型类 Articles 编写好之后，再执行如下操作，从而在数据库中创建对应的表结构：

代码语言：javascript复制
# 第一步
(myvenv) mysite % python manage.py makemigrations
Migrations for 'book':
  book/migrations/0001_initial.py
    - Create model Articles

# 第二步
(myvenv) mysite % python manage.py migrate
Operations to perform:
  Apply all migrations: admin, auth, book, contenttypes, sessions
Running migrations:
  Applying contenttypes.0001_initial... OK
  Applying auth.0001_initial... OK
  Applying admin.0001_initial... OK
  Applying admin.0002_logentry_remove_auto_add... OK
  Applying admin.0003_logentry_add_action_flag_choices... OK
  Applying contenttypes.0002_remove_content_type_name... OK
  Applying auth.0002_alter_permission_name_max_length... OK
  Applying auth.0003_alter_user_email_max_length... OK
  Applying auth.0004_alter_user_username_opts... OK
  Applying auth.0005_alter_user_last_login_null... OK
  Applying auth.0006_require_contenttypes_0002... OK
  Applying auth.0007_alter_validators_add_error_messages... OK
  Applying auth.0008_alter_user_username_max_length... OK
  Applying auth.0009_alter_user_last_name_max_length... OK
  Applying auth.0010_alter_group_name_max_length... OK
  Applying auth.0011_update_proxy_permissions... OK
  Applying auth.0012_alter_user_first_name_max_length... OK
  Applying book.0001_initial... OK
  Applying sessions.0001_initial... OK

以上操作完成之后，已经在数据库 db.sqlite3 中创建了多个表，其中包括 Articles 类对应的表，图12-3-2显示的是当前已经有的表（其他表都是 Django 默认创建的。图示所用工具仍然是 12.2.2 节用过的软件）

图12-3-2 Article 对应的表结构

12.3.4 发布文章

用 Django 默认的管理功能可以在已经创建的网站上发布文章。要使用此功能，必须先创建超级管理员。

代码语言：javascript复制
(myvenv)  mysite % python manage.py createsuperuser
Username (leave blank to use 'qiwsir'):

注意执行上述指令的位置，在项目目录中，即 manage.py 文件所在位置。输入用户名：

代码语言：javascript复制
(myvenv) mysite % python manage.py createsuperuser
Username (leave blank to use 'qiwsir'): admin
Email address:

再输入邮箱（只要符合邮箱格式就行）：

代码语言：javascript复制
(myvenv) mysite % python manage.py createsuperuser
Username (leave blank to use 'qiwsir'): admin
Email address: admin@laoqi.com
Password:

输入密码。注意密码不能太简单，若太简单，系统会给予友好提示。输入一遍之后，再验证一遍，最终出现：

代码语言：javascript复制
(myvenv) qiwsir@qiwsirs-MacBook-Pro mysite % python manage.py createsuperuser
Username (leave blank to use 'qiwsir'): admin
Email address: admin@laoqi.com
Password:
Password (again):
Superuser created successfully.

则超级管理员创建完毕——请牢记用户名和密码。

然后运行服务器。

代码语言：javascript复制
(myvenv) qiwsir@qiwsirs-MacBook-Pro mysite % python manage.py runserver
Watching for file changes with StatReloader
...
Starting development server at http://127.0.0.1:8000/
Quit the server with CONTROL-C.

在浏览器的地址栏中输入 http://127.0.0.1:8000/admin/ ，打开图12-3-3所示的界面。

图12-3-3 管理端登录界面

输入刚才创建的超级管理员的用户名和密码进入系统，如图12-3-4所示。

图12-3-4 管理界面

Groups 和 Users 是 Django 在用户管理应用中默认的两项。单击 Users 会看到当前项目仅有的一个用户 admin，当然可以增加用户，读者一定要试一试。

目前暂不研究用户问题，重点在于发布文章。但是目前还找不到发布文章的地方。

稍安勿躁。用 IDE 打开 ./book/admin.py 文件，输入如下代码，并保存文件。

代码语言：javascript复制
from django.contrib import admin
from .models import Articles

admin.site.register(Articles)

在调试状态下，如果没有新增加的文件，只是修改了原有文件，则不需要重新启动 Django 服务（如果 Django 服务没有启动，请确保启动）。刷新图12-3-4所示的页面，即可看到图12-3-5所示的效果。

图12-3-5 增加对 book 应用的管理

点击“Add”按钮可以添加文章，如图12-3-6所示所示。

图12-3-6 编辑文章

然后点击“SAVE”按钮即可保存此文章。有兴趣可以多发布几篇。

发布文章的目的是给别人看，别人怎么看？接下来解决这个问题。

12.3.5 文章标题列表

根据阅读网站上文章的经验，一般是有一个页面显示文章标题，然后点击标题，呈现该文章的完整内容。本节首先做一个显示标题列表的页面。

用 IDE 打开 ./book/views.py 文件，编写一个能够从数据库中已存储的文章标题的函数——在 Django 中称之为视图函数。

代码语言：javascript复制
from django.shortcuts import render
from .models import Articles

def book_title(request):  
    posts = Articles.objects.all()  
    return render(request, "book/titles.html", {"posts":posts})

函数 book_title() 的参数是 request ，这个参数负责响应所接收到的请求且不能缺少，并总是位于第一的位置。除这个不可或缺的参数外，还可以根据需要在其后增加别的参数。

return 语句中的 render() 函数的作用是将数据渲染到指定模板上（关于模板，见下文内容）。render() 的第一个参数必须是 request ，然后是模板位置和所传送的数据，数据是用类字典的形式传送给模板的。

在 render() 中出现的 book/titles.html 就是标题列表的前端展示页面——被称为“模板”。在每一个应用中都可以有一个专门的模板目录。进入应用 book 的目录 ./book ，建立一个子目录 ./templates ，名称和位置必须如此，再按照如下方式建立有关文件和子目录。

代码语言：javascript复制
(myvenv) book % tree templates
templates
└── book
    └── titles.html

1 directory, 1 file

templates 目录是 Django 默认的存放本应用所需模板的目录，如果不用自定义的方式指定模板位置，Django 会在运行时自动来这里查找 render() 函数中所指定的模板文件。

然后编写 titles.html 文件的代码，这不是 Python 程序文件，是 HTML 文件，关于它的知识超出本书范畴，读者可以参考有关资料（在此处，可以照抄如下代码）。

代码语言：javascript复制
<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-cn">
<head>
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=Edge">
    <meta charset="utf-8">
    <meta  name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
    <title>my website</title> 
    <!-- Bootstrap 核心 CSS 文件 -->
    <link rel="stylesheet" href="https://stackpath.bootstrapcdn.com/bootstrap/3.4.1/css/bootstrap.min.css" integrity="sha384-HSMxcRTRxnN Bdg0JdbxYKrThecOKuH5zCYotlSAcp1 c8xmyTe9GYg1l9a69psu" crossorigin="anonymous">
</head>

<body>
<div class="container">
<center><h1>老齐的书</h1></center>
    <div class="row">
        <div class="col-md-8">
            <ul>
            {% for post in posts %} 
                <li>{{ post.title }}</li> 
            {% endfor %}
            </ul>
        </div>
        <div class="col-md-4">
            <h2>老齐教室</h2>
            <p>欢迎访问我的网站：www.itdiffer.com</p>
            <p>包括各种学习资料</p>
        </div>
    </div>
</div>
<!-- Bootstrap 核心 JavaScript 文件 -->
<script src="https://stackpath.bootstrapcdn.com/bootstrap/3.4.1/js/bootstrap.min.js" integrity="sha384-aJ21OjlMXNL5UyIl/XNwTMqvzeRMZH2w8c5cRVpzpU8Y5bApTppSuUkhZXN0VxHd" crossorigin="anonymous"></script>
</body>
</html>

视图函数和模板都编写好之后，要想通过网页访问，还需要进行 URL 配置。首先要配置 ./mysite/urls.py ，在这个文件中配置本项目的各个应用。

代码语言：javascript复制
from django.contrib import admin
from django.urls import path
from django.conf.urls import url, include

urlpatterns = [
    path('admin/', admin.site.urls),
    path('book/', include("book.urls"), name='book'),
]

然后在 book 目录中创建文件 urls.py ，并写入如下代码：

代码语言：javascript复制
from django.conf.urls import url
from . import views

urlpatterns = [
    url(r'^$', views.book_title, name="book_title"),
]

重启 Django 服务，在浏览器中输入 http://127.0.0.1:8000/book/ ，会看到图12-3-7所示界面，显示了文章标题。

图12-3-7 显示文章标题的界面

12.3.6 查看文章内容

每一篇文章，在数据库中都会有唯一的 id，因此可以通过文章 id 从数据库中读出该文章，并显示与网页上。

按照用户的操作顺序，在 titles.html 页面中显示的标题应该有超链接，点击该超链接即向服务器请求显示该标题的文章，所以，应该在 titles.html 中显示标题的部分做如下修改。

代码语言：javascript复制
<ul>
    {% for post in posts %} 
        <li><a href="{{post.id}}">{{ post.title }}</a></li> \ 修改
    {% endfor %}
</ul>

而后编辑 ./book/views.py ，增加响应查看文章请求的视图函数 book_article() 。

代码语言：javascript复制
def book_article(request, article_id):
    article = Articles.objects.get(id=article_id)
    return render(request, 'book/content.html', {"article": article})

视图函数 book_article 的参数除了 request 之外，还有 article_id ，这个参数需要通过前端的请求获得，在后续的 URL 配置中会给予实现。

然后编写展示文章内容的模板文件 ./templates/book/content.html 文件，代码如下：

代码语言：javascript复制
<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-cn">
<head>
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=Edge">
    <meta charset="utf-8">
    <meta  name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
    <title>my website</title> 
    <!-- Bootstrap 核心 CSS 文件 -->
    <link rel="stylesheet" href="https://stackpath.bootstrapcdn.com/bootstrap/3.4.1/css/bootstrap.min.css" integrity="sha384-HSMxcRTRxnN Bdg0JdbxYKrThecOKuH5zCYotlSAcp1 c8xmyTe9GYg1l9a69psu" crossorigin="anonymous">
</head>

<body>
<div class="container">
<center><h1>老齐的书</h1></center>
    <div class="row">
        <div class="col-md-8">
            <center><h2>{{article.title}}</h2></center>
            <center>{{article.publish}}</center>
            <p class="lead">{{article.body}}</p>
        </div>
        <div class="col-md-4">
            <h2>老齐教室</h2>
            <p>欢迎访问我的网站：www.itdiffer.com</p>
            <p>包括各种学习资料</p>
        </div>
    </div>
</div>
<!-- Bootstrap 核心 JavaScript 文件 -->
<script src="https://stackpath.bootstrapcdn.com/bootstrap/3.4.1/js/bootstrap.min.js" integrity="sha384-aJ21OjlMXNL5UyIl/XNwTMqvzeRMZH2w8c5cRVpzpU8Y5bApTppSuUkhZXN0VxHd" crossorigin="anonymous"></script>
</body>
</html>

接着配置 URL，因为还是针对 book 这个应用而言，所以不需要修改 ./mysite/urls.py ，只需要在 ./book/urls.py 文件中增加新的 URL 路径。

代码语言：javascript复制
from django.conf.urls import url
from . import views

urlpatterns = [
    url(r'^$', views.book_title, name="book_title"),
    url(r'(?P<article_id>d)/$', views.book_article, name='book_content'), # new
]

视图函数 book_article(request, article_id) 的参数 article_id ，用于获得 URL 中每篇文章的 id，即 ./book/templates/book/titles.html 文件中的超链接 <a href='{{title.id}}'> 所产生的请求地址中最后的数字，例如 http://127.0.0.1/blog/1/ 。因此，使用 r'(?P<article_id>d)/$' 这种方式，得到该请求的 id 数值并赋值给参数 article_id 。

现在访问文章标题网页，则所发布的文章已经具有了超级链接（要养成习惯，每次测试效果时，都要查看 Django 是否启动了），点击该标题，即可显示如图12-3-8所示的文章详情页。

图12-3-8 文章详情页

至此，以不求甚解的精神和实践，制作了一个非常简陋的网站——严格地说，是编写了网站源码。要想让这个网站能够成为万维网上的一员，还需要做很多工作，不过那些不是本书要介绍的了，有兴趣的读者可以参考有关资料。

★自学建议 制作网站，是软件开发中一个非常普遍的领域，又由于网站的用途和功能、性能要求各异，也出现了各类不同的技术形态，每种技术还会对应专门化的岗位及具有相应专业技能的从业者。

  • 目前常用于网站开发的编程语言包括 PHP、Java、Python、C#、JavaScript等等（此处仅列举常见几种，事实上远不止所列几项）——选用哪一种语言，是一个争论不休的话题。
  • 有的网站，可以用工具软件生成（即使不懂编程语言也能做网站），比如常见的 WordPress（基于 PHP ）等。有的网站是静态的（只发布多媒体信息，没有用户注册、登录、用户发布个人信息等功能），比如我的个人网站（www.itdiffer.com ）就是利用 GitBook 制作的静态网站。
  • 动态网站（本节所演示的就是一个动态网站）还必须配备数据库，常用的关系型数据库，如 PostgreSQL、MySQL 等。非关系型数据库近年也开始在网站中使用，比如 MongoDB 等。
  • 如果对网站的界面要求比较高，通常要有专门开发前端的工程师和 UI 设计工程师。前端工程师所要掌握的技能包括但不限于 HTML、CSS、JavaScript，以及各种前端开发框架，如 Vue.js 等（前端开发框架发展变化很快，或许过几年 Vue.js 已经成为了历史）。UI 设计工程师通常要会熟练使用各种图片处理工具，并且要有较高的审美和设计能力。
  • 开发好的网站最终要部署到服务器上，目前比较常见的做法是部署到云服务器上，同时要利用诸如 Ngnix 等服务器软件系统，并对网站做各种配置。这也是一项专业技能，特别是在网站的性能、安全性等方面有较高要求的时候。

以上仅仅列出制作和发布网站所涉及到的主要方面，还有很多其他内容，比如网站源码管理、网站测试、网站开发流程、网站功能设计等。总而言之，制作网站是一项综合性很强的系统工程，需要多个技能配合应用（大型项目就把每个技能落实到专业人员上）。 有志于从事 Web 开发的读者，不妨参考上述介绍，在自学完本书内容之后，向着选定的专业技能方向发展。 如果读者愿意以 Django 框架作为 Web 开发的学习起点（这个选择很明智），可以参阅拙作《跟老齐学Python：Django 实战（第二版）》（电子工业出版社）。

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