Python Django入门(创建应用程序)

在本章中，你将学习如何使用
Django（http://djangoproject.com/ ）来开发一个名为“学习笔记”（Learning Log）的项目，这是一个在线日志系统，让你能够记录所学习的有关特定主题的知识。
我们将为这个项目制定规范，然后为应用程序使用的数据定义模型。我们将使用Django的管理系统来输入一些初始数据，再学习编写视图和模板，让Django能够为我们
的网站创建网页。
Django是一个Web框架 ——一套用于帮助开发交互式网站的工具。Django能够响应网页请求，还能让你更轻松地读写数据库、管理用户等。

创建应用程序

Django项目由一系列应用程序组成，它们协同工作，让项目成为一个整体。我们暂时只创建一个应用程序，它将完成项目的大部分工作。在第19章，我们将再添加一个管理用户
账户的应用程序。

当前，在前面打开的终端窗口中应该还运行着runserver 。请再打开一个终端窗口（或标签页），并切换到manage.py所在的目录。激活该虚拟环境，再执行命令startapp ：

learning_log$ source ll_env/bin/activate
(ll_env)learning_log$ python manage.py startapp learning_logs
❶ (ll_env)learning_log$ ls
db.sqlite3 learning_log learning_logs ll_env manage.py
❷ (ll_env)learning_log$ ls learning_logs/
admin.py __init__.py migrations models.py tests.py views.py

命令startapp appname 让Django建立创建应用程序所需的基础设施。如果现在查看项目目录，将看到其中新增了一个文件夹learning_logs（见❶）。打开这个文件夹，看看
Django都创建了什么（见❷）。其中最重要的文件是models.py、admin.py和views.py。我们将使用models.py来定义我们要在应用程序中管理的数据。admin.py和views.py将在稍后介
绍。

定义模型

我们来想想涉及的数据。每位用户都需要在学习笔记中创建很多主题。用户输入的每个条目都与特定主题相关联，这些条目将以文本的方式显示。我们还需要存储每个条目的时
间戳，以便能够告诉用户各个条目都是什么时候创建的。

打开文件models.py，看看它当前包含哪些内容：

from django.db import models
# 在这里创建模型

这为我们导入了模块models，还让我们创建自己的模型。模型告诉Django如何处理应用程序中存储的数据。在代码层面，模型就是一个类，就像前面讨论的每个类一样，包含属性
和方法。下面是表示用户将要存储的主题的模型：

from django.db import models
class Topic(models.Model):
"""用户学习的主题"""
❶ text = models.CharField(max_length=200)
❷ date_added = models.DateTimeField(auto_now_add=True)
❸ def __str__(self):
"""返回模型的字符串表示"""
return self.text

我们创建了一个名为Topic 的类，它继承了Model ——Django中一个定义了模型基本功能的类。Topic 类只有两个属性：text 和date_added 。

属性text是一个CharField——由字符或文本组成的数据（见❶）。需要存储少量的文本，如名称、标题或城市时，可使用CharField 。定义CharField 属性时，必须告诉Django
该在数据库中预留多少空间。在这里，我们将max_length 设置成了200（即200个字符），这对存储大多数主题名来说足够了。

属性date_added 是一个DateTimeField ——记录日期和时间的数据（见❷）。我们传递了实参auto_add_now=True ，每当用户创建新主题时，这都让Django将这个属性
自动设置成当前日期和时间。

注意　要获悉可在模型中使用的各种字段，请参阅Django Model Field Reference（Django模型字段参考），其网址为https://docs.djangoproject.com/en/1.8/ref/models/fields/ 。
就当前而言，你无需全面了解其中的所有内容，但自己开发应用程序时，这些内容会提供极大的帮助。

我们需要告诉Django，默认应使用哪个属性来显示有关主题的信息。Django调用方法__str__() 来显示模型的简单表示。在这里，我们编写了方法__str__() ，它返回存储在
属性text 中的字符串（见❸）。

注意　如果你使用的是Python 2.7，应调用方法__unicode__() ，而不是__str__() ，但其中的代码相同。

激活模型

要使用模型，必须让Django将应用程序包含到项目中。为此，打开settings.py（它位于目录learning_log/learning_log中），你将看到一个这样的片段，即告诉Django哪些应用程序安装
在项目中：

--snip--
INSTALLED_APPS = (
'django.contrib.admin',
'django.contrib.auth',
'django.contrib.contenttypes',
'django.contrib.sessions',
'django.contrib.messages',
'django.contrib.staticfiles',
) --snip--

这是一个元组，告诉Django项目是由哪些应用程序组成的。请将INSTALLED_APPS 修改成下面这样，将前面的应用程序添加到这个元组中：

--snip--
INSTALLED_APPS = (
--snip--
'django.contrib.staticfiles',
# 我的应用程序
'learning_logs',
) --snip--

通过将应用程序编组，在项目不断增大，包含更多的应用程序时，有助于对应用程序进行跟踪。这里新建了一个名为My apps的片段，当前它只包含应用程序learning_logs。
接下来，需要让Django修改数据库，使其能够存储与模型Topic 相关的信息。为此，在终端窗口中执行下面的命令：

(ll_env)learning_log$ python manage.py makemigrations learning_logs
Migrations for 'learning_logs':
0001_initial.py:
- Create model Topic
(ll_env)learning_log$

命令makemigrations 让Django确定该如何修改数据库，使其能够存储与我们定义的新模型相关联的数据。输出表明Django创建了一个名为0001_initial.py的迁移文件，这个文件
将在数据库中为模型Topic 创建一个表。

下面来应用这种迁移，让Django替我们修改数据库：

(ll_env)learning_log$ python manage.py migrate
--snip--
Running migrations:
Rendering model states... DONE
❶ Applying learning_logs.0001_initial... OK

这个命令的大部分输出都与我们首次执行命令migrate的输出相同。我们需要检查的是❶处的输出行，在这里，Django确认为learning_logs 应用迁移时一切正常（OK ）。
每当需要修改“学习笔记”管理的数据时，都采取如下三个步骤：修改models.py；对learning_logs 调用makemigrations ；让Django迁移项目。

Django管理网站

为应用程序定义模型时，Django提供的管理网站（admin site）让你能够轻松地处理模型。网站的管理员可使用管理网站，但普通用户不能使用。在本节中，我们将建立管理网站，
并通过它使用模型Topic 来添加一些主题。

创建超级用户

Django允许你创建具备所有权限的用户——超级用户。权限决定了用户可执行的操作。最严格的权限设置只允许用户阅读网站的公开信息；注册了的用户通常可阅读自己的私有
数据，还可查看一些只有会员才能查看的信息。为有效地管理Web应用程序，网站所有者通常需要访问网站存储的所有信息。优秀的管理员会小心对待用户的敏感信息，因为用
户对其访问的应用程序有极大的信任。

为在Django中创建超级用户，请执行下面的命令并按提示做：

(ll_env)learning_log$ python manage.py createsuperuser
❶ Username (leave blank to use 'ehmatthes'): ll_admin
❷ Email address:
❸ Password:
Password (again):
Superuser created successfully.
(ll_env)learning_log$

你执行命令createsuperuser 时，Django提示你输入超级用户的用户名（见❶）。这里我们输入的是ll_admin，但你可以输入任何用户名，比如电子邮件地址，也可让这个字段
为空（见❷）。你需要输入密码两次（见❸）。

注意　可能会对网站管理员隐藏有些敏感信息。例如，Django并不存储你输入的密码，而存储从该密码派生出来的一个字符串——散列值。每当你输入密码
时，Django都计算其散列值，并将结果与存储的散列值进行比较。如果这两个散列值相同，就通过了身份验证。通过存储散列值，即便黑客获得了网站数据库的访问
权，也只能获取其中存储的散列值，而无法获得密码。在网站配置正确的情况下，几乎无法根据散列值推导出原始密码。

向管理网站注册模型

Django自动在管理网站中添加了一些模型，如User 和Group ，但对于我们创建的模型，必须手工进行注册。
我们创建应用程序learning_logs 时，Django在models.py所在的目录中创建了一个名为admin.py的文件：

from django.contrib import admin
# 在这里注册你的模型

为向管理网站注册Topic ，请输入下面的代码：

from django.contrib import admin
❶ from learning_logs.models import Topic
❷ admin.site.register(Topic)

现在，使用超级用户账户访问管理网站：访问http://localhost:8000/admin/ ，并输入你刚创建的超级用户的用户名和密码，你将看到类似于图18-2所示的屏幕。这个网页让你能够添加
和修改用户和用户组，还可以管理与刚才定义的模型Topic 相关的数据。

注意　如果你在浏览器中看到一条消息，指出访问的网页不可用，请确认你在终端窗口中运行着Django服务器。如果没有，请激活虚拟环境，并执行命令python
manage.py runserver 。

添加主题

向管理网站注册Topic 后，我们来添加第一个主题。为此，单击Topics进入主题网页，它几乎是空的，这是因为我们还没有添加任何主题。单击Add，你将看到一个用于添加新主
题的表单。在第一个方框中输入Chess ，再单击Save，这将返回到主题管理页面，其中包含刚创建的主题。

下面再创建一个主题，以便有更多的数据可供使用。再次单击Add，并创建另一个主题Rock Climbing 。当你单击Save时，将重新回到主题管理页面，其中包含主题Chess和
Rock Climbing。

定义模型Entry

要记录学到的国际象棋和攀岩知识，需要为用户可在学习笔记中添加的条目定义模型。每个条目都与特定主题相关联，这种关系被称为多对一关系，即多个条目可关联到同一个
主题。
下面是模型Entry 的代码：

from django.db import models
class Topic(models.Model):
--snip--
❶ class Entry(models.Model):
"""学到的有关某个主题的具体知识"""
❷ topic = models.ForeignKey(Topic)
❸ text = models.TextField()
date_added = models.DateTimeField(auto_now_add=True)
❹ class Meta:
verbose_name_plural = 'entries'
def __str__(self):
"""返回模型的字符串表示"""
❺ return self.text[:50] + "..."

像Topic 一样，Entry 也继承了Django基类Model （见❶）。第一个属性topic 是一个ForeignKey 实例（见❷）。外键是一个数据库术语，它引用了数据库中的另一条记
录；这些代码将每个条目关联到特定的主题。每个主题创建时，都给它分配了一个键（或ID）。需要在两项数据之间建立联系时，Django使用与每项信息相关联的键。稍后我们
将根据这些联系获取与特定主题相关联的所有条目。

接下来是属性text ，它是一个TextField 实例（见❸）。这种字段不需要长度限制，因为我们不想限制条目的长度。属性date_added 让我们能够按创建顺序呈现条目，并
在每个条目旁边放置时间戳。

在❹处，我们在Entry 类中嵌套了Meta 类。Meta 存储用于管理模型的额外信息，在这里，它让我们能够设置一个特殊属性，让Django在需要时使用Entries 来表示多个条
目。如果没有这个类， Django将使用Entrys来表示多个条目。最后，方法__str__() 告诉Django，呈现条目时应显示哪些信息。由于条目包含的文本可能很长，我们让Django只
显示text 的前50个字符（见❺）。我们还添加了一个省略号，指出显示的并非整个条目。

迁移模型Entry

由于我们添加了一个新模型，因此需要再次迁移数据库。你将慢慢地对这个过程了如指掌：修改models.py，执行命令python manage.py makemigrations app_name ，
再执行命令python manage.py migrate 。

下面来迁移数据库并查看输出：

(ll_env)learning_log$ python manage.py makemigrations learning_logs
Migrations for 'learning_logs':
❶ 0002_entry.py:
- Create model Entry
(ll_env)learning_log$ python manage.py migrate
Operations to perform:
--snip--
❷ Applying learning_logs.0002_entry... OK

生成了一个新的迁移文件——0002_entry.py，它告诉Django如何修改数据库，使其能够存储与模型Entry 相关的信息（见❶）。执行命令migrate ，我们发现Django应用了这种
迁移且一切顺利（见❷）。

向管理网站注册Entry

我们还需要注册模型Entry 。为此，需要将admin.py修改成类似于下面这样：

from django.contrib import admin
from learning_logs.models import Topic, Entry
admin.site.register(Topic)
admin.site.register(Entry)

返回到http://localhost/admin/ ，你将看到learning_logs下列出了Entries。单击Entries的Add链接，或者单击Entries再选择Add entry。你将看到一个下拉列表，让你能够选择要为哪个主题创
建条目，还有一个用于输入条目的文本框。从下拉列表中选择Chess，并添加一个条目。下面是我添加的第一个条目。

Django shell

输入一些数据后，就可通过交互式终端会话以编程方式查看这些数据了。这种交互式环境称为Django shell，是测试项目和排除其故障的理想之地。下面是一个交互式shell会话示
例：

(ll_env)learning_log$ python manage.py shell
❶ >>> from learning_logs.models import Topic
>>> Topic.objects.all()
[<Topic: Chess>, <Topic: Rock Climbing>]

在活动的虚拟环境中执行时，命令python manage.py shell 启动一个Python解释器，可使用它来探索存储在项目数据库中的数据。在这里，我们导入了模
块learning_logs.models 中的模型Topic （见❶），然后使用方法Topic.objects.all() 来获取模型Topic 的所有实例；它返回的是一个列表，称为查询集
（queryset）。

我们可以像遍历列表一样遍历查询集。下面演示了如何查看分配给每个主题对象的ID：

>>> topics = Topic.objects.all()
>>> for topic in topics:
... print(topic.id, topic)
...
1 Chess
2 Rock Climbing

我们将返回的查询集存储在topics 中，然后打印每个主题的id 属性和字符串表示。从输出可知，主题Chess的ID为1，而Rock Climbing的ID为2。
知道对象的ID后，就可获取该对象并查看其任何属性。下面来看看主题Chess的属性text 和date_added 的值：

>>> t = Topic.objects.get(id=1)
>>> t.text
'Chess'
>>> t.date_added
datetime.datetime(2015, 5, 28, 4, 39, 11, 989446, tzinfo=<UTC>)

我们还可以查看与主题相关联的条目。前面我们给模型Entry 定义了属性topic ，这是一个ForeignKey ，将条目与主题关联起来。利用这种关联，Django能够获取与特定主
题相关联的所有条目，如下所示：

❶ >>> t.entry_set.all()
[<Entry: The opening is the first part of the game, roughly...>, <Entry: In the opening phase of the game, it's important t...>]

为通过外键关系获取数据，可使用相关模型的小写名称、下划线和单词set（见❶）。例如，假设你有模型Pizza 和Topping ，而Topping通过一个外键关联到Pizza ；如果你有
一个名为my_pizza 的对象，表示一张比萨，就可使用代码my_pizza.topping_set.all() 来获取这张比萨的所有配料。
编写用户可请求的网页时，我们将使用这种语法。确认代码能获取所需的数据时，shell很有帮助。如果代码在shell中的行为符合预期，那么它们在项目文件中也能正确地工作。如
果代码引发了错误或获取的数据不符合预期，那么在简单的shell环境中排除故障要比在生成网页的文件中排除故障容易得多。我们不会太多地使用shell，但应继续使用它来熟悉对
存储在项目中的数据进行访问的Django语法。
注意　每次修改模型后，你都需要重启shell，这样才能看到修改的效果。要退出shell会话，可按Ctr + D；如果你使用的是Windows系统，应按Ctr + Z，再按回车键。