1. 概述

本書是基于Django和Python網(wǎng)站開發(fā)的實(shí)戰(zhàn)型手冊(cè)。本書主要是為初學(xué)者設(shè)計(jì)的，希望為初學(xué)者提供一個(gè)如何使用Django 2.0開發(fā)一個(gè)網(wǎng)站應(yīng)用的含有詳細(xì)步驟的攻略教程。

本書旨在對(duì)Django官方以及其他優(yōu)秀的網(wǎng)上教程進(jìn)行補(bǔ)充。通過將所有的內(nèi)容整合在一起，實(shí)戰(zhàn)開發(fā)的方法學(xué)習(xí)如何正確使用Django 2.0框架， 同時(shí)填補(bǔ)了不少官方文檔中的坑。此外，本書還介紹了一些在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)中需要用到的其他的知識(shí)（例如，HTML、CSS、JavaScript 等等）。

1.1 為什么使用本書學(xué)習(xí)

本書能節(jié)約你的時(shí)間 我們經(jīng)常能見到很多十分聰明的學(xué)生在學(xué)習(xí)Django和其他相關(guān)的網(wǎng)站應(yīng)用開發(fā)工具時(shí)，耗費(fèi)了大量的精力和時(shí)間，依然被卡在某個(gè)環(huán)節(jié)。其原因往往是因?yàn)槟硞€(gè)關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)沒有提供支持信息，或者說明的不夠清晰。偶爾情況下，這樣的問題會(huì)耽誤你學(xué)習(xí)工作10-15分鐘，更多時(shí)候解決這些問題需要耗費(fèi)數(shù)個(gè)小時(shí)。我們?cè)噲D盡可能的掃除這些障礙，幫助你盡快的投入到應(yīng)用開發(fā)中，而不是泥足深陷在這些坑里。

本書能降低你的學(xué)習(xí)曲線 當(dāng)然應(yīng)用程序框架(Django)可以幫助你減少大量的麻煩和時(shí)間，前提是你必須準(zhǔn)確知道如何使用他們！但是通常情況下，相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)曲線是非常陡峭。本書嘗試著解釋清楚如何將所有的知識(shí)整合在一起，從而幫助你能快速前進(jìn)。

本書能提升你的工作流程 使用應(yīng)用程序框架要求遵循特定的設(shè)計(jì)模式，所以這也要求需要將特定的代碼塊放入特定的位置。在和很多初學(xué)者一起工作以后，我們聽到很多關(guān)于使用框架的抱怨，特別是如何擺脫框架的控制（即反轉(zhuǎn)控制），我們創(chuàng)造了很多工作流來幫助你更好的聚焦在開發(fā)過程，這樣你就能重新獲得控制感，并更有規(guī)則的構(gòu)建的網(wǎng)站應(yīng)用。

本書不是用來閱讀的 你可以按照你的設(shè)想做所有的事情，但是請(qǐng)不要僅僅閱讀本書！這是一本教你如何動(dòng)手用Django開發(fā)應(yīng)用的指導(dǎo)書，閱讀不是上手做。只有跟隨本書真正動(dòng)手完成開發(fā)了這個(gè)應(yīng)用，你才能從練習(xí)中收獲得更多。但是在你為這個(gè)應(yīng)用實(shí)際編寫代碼的時(shí)候，請(qǐng)不要 復(fù)制黏貼 書中的代碼。請(qǐng)手動(dòng)輸入每一行代碼，思考每一行代碼的作用，并閱讀本書中所為你提供的相關(guān)解釋，如果你依然無法理解，你可以嘗試使用Stack Overflow或者其他有用的網(wǎng)站來幫助你解決問題，這樣你才能彌補(bǔ)你知識(shí)中的不足。當(dāng)然當(dāng)你發(fā)現(xiàn)你無法跨過這道坎的時(shí)候，你也可以聯(lián)系我們，這樣我們可以更好的更新我們的資源，其實(shí)我們獲得了許多其他讀者的幫助和反饋。

1.2 你能從本書中學(xué)到什么

在本書中，我們將使用案例教學(xué)的方法，本書將會(huì)一步一步教你如何構(gòu)建一個(gè)名叫 Rango （請(qǐng)查閱1.4 項(xiàng)目設(shè)計(jì)簡述）的網(wǎng)站應(yīng)用程序。在這個(gè)學(xué)習(xí)過程中，我們將向你展示如何完成以下關(guān)鍵性任務(wù)。

• 如何配置你的開發(fā)環(huán)境 ——包括如何使用 終端，虛擬環(huán)境，pip 安裝程序，以及如何使用 Git 等等
• 安裝Django項(xiàng)目 以及如何創(chuàng)建一個(gè)基礎(chǔ)的Django項(xiàng)目
• 配置Django項(xiàng)目 來支持靜態(tài)媒體及其他媒體文件
• 創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫模型 使用Django所提供的對(duì)象關(guān)系映射（ORM）功能
• 創(chuàng)建表單 這樣你就能利用數(shù)據(jù)庫模型來動(dòng)態(tài)生成你的網(wǎng)站頁面
• 使用Django提供的 用戶驗(yàn)證(user Authentication) 功能模塊
• 將 外部服務(wù)(external services) 整合進(jìn)你的Django項(xiàng)目中去
• 在你的網(wǎng)站應(yīng)用中使用 層疊樣式表（CSS） 和 JavaScript
• 讓你應(yīng)用中所使用的 CSS 顯的更專業(yè)
• 在Django中使用 Session 和 cookie
• 在你的應(yīng)用中使用更高級(jí)的內(nèi)容，例如 AJAX
• 使用 PythonAnyWhere 在網(wǎng)站服務(wù)器上 部署你的應(yīng)用

在每一章的結(jié)尾處，我們提供了一些具有挑戰(zhàn)性的練習(xí)，在讓你更深入思考的同時(shí)，讓你了解自己是否已經(jīng)掌握了剛才所學(xué)的內(nèi)容。本書的后面幾章還提供了一些開放性的開發(fā)練習(xí)，同時(shí)包含了相應(yīng)的解決方案和思路。

練習(xí)： 所有練習(xí)都會(huì)以這樣的方式清晰展示

在每一個(gè)單元我們都已經(jīng)添加了一些練習(xí)來測試你是否已經(jīng)掌握了知識(shí)點(diǎn)和相關(guān)技能。
你需要認(rèn)真的完成這些練習(xí)，因?yàn)楹罄m(xù)的章節(jié)能否很好的理解，依賴于這些知識(shí)和技能的掌握。
假如你在某個(gè)問題商卡住了，也請(qǐng)不要擔(dān)心，你可以直接查詢我們的 Github 代碼庫，來尋找問題的答案。

1.3 相關(guān)技術(shù)和功能包

在本書的教程中，我們將會(huì)涉及以下的技術(shù)和外部功能服務(wù)包。

• Python 編程語言
• Pip 包管理
• Django
• Git 版本控制
• Github
• HTML
• CSS
• JavaScript
• JQuery 庫
• Twitter Bootstrap 前端框架
• Webhose API 搜索接口
• PythonAnyWhere 主機(jī)部署服務(wù)

我們選擇這些技術(shù)不僅僅是因?yàn)檫@些技術(shù)是網(wǎng)站應(yīng)用開發(fā)的基礎(chǔ)，而且為我們提供了很好的例子來向你展示，如何集成類似 Bootstrap 的CSS工具組件，類似 Webhose API 的第三方服務(wù)包，以及如何使用 PythonAnyWhere 來快速部署你的網(wǎng)站應(yīng)用。

1.4 Rango: 初始設(shè)計(jì)以及功能定義

在本書中，我們將會(huì)聚焦在如何開發(fā)一個(gè)應(yīng)用，名叫 Rango 。 我們?cè)陂_發(fā)這個(gè)應(yīng)用的過程中，將會(huì)學(xué)習(xí)到將來開發(fā)任何網(wǎng)站應(yīng)用都會(huì)用到的核心組件。要想查看這個(gè)應(yīng)用的完整功能，請(qǐng)?jiān)L問 How to Tango with Django 網(wǎng)站。

設(shè)計(jì)概述

現(xiàn)在你的客戶向你提出了一個(gè)需求，需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)名叫 Rango 的網(wǎng)站。在這個(gè)網(wǎng)站上可以讓用戶通過用戶定義的多個(gè)目錄訪問相對(duì)應(yīng)的不同網(wǎng)站頁面。在西班牙問中，rango 的意思是“質(zhì)量排名協(xié)會(huì)“或者“社會(huì)階層的位置“

• 在 Rango 的主頁 main page ，你的客戶希望用戶能看到：
  • 前 5 個(gè)瀏覽最多的頁面
  • 前 5 個(gè)瀏覽最多（或者打分最多）的目錄
  • 為訪問者提供瀏覽和檢索目錄的功能
• 當(dāng)用戶瀏覽 目錄頁面 category page 的時(shí)候，你的客戶希望 Rango可以顯示：
  • 當(dāng)前 目錄的名稱，訪問數(shù)量, 喜歡數(shù)量, 以及和當(dāng)前目錄相關(guān)的頁面列表（顯示頁面名稱，以及超鏈接到頁面內(nèi)的地址）
  • 以及提供搜索功能（通過搜索API）查詢其他可以被加入當(dāng)前目錄的頁面。
• 在特定的目錄中，客戶希望：可以記錄目錄的名字， 每個(gè)目錄頁面的被訪問次數(shù)，以及 多少用戶點(diǎn)擊了喜歡 （即，頁面被打分）。
• 每個(gè)目錄需要可以通過具有可讀性的地址進(jìn)行訪問，例如 /rango/books-aboutdjango/
• 只有 注冊(cè)用戶才能在目錄中添加和搜索頁面， 因此訪客可以自己注冊(cè)賬戶。

一眼看去，這個(gè)應(yīng)用的開發(fā)似乎非常簡單，本質(zhì)上這就是一個(gè)網(wǎng)頁鏈接分類目錄的列表系統(tǒng)，但是，這個(gè)項(xiàng)目中還是有不少復(fù)雜的具有挑戰(zhàn)的知識(shí)點(diǎn)需要我們關(guān)注的。首先讓我們通過一些頂層設(shè)計(jì)，看看到底我們?cè)陧?xiàng)目中需要開發(fā)哪些細(xì)節(jié)。

練習(xí)：

在展開進(jìn)一步工作之前，先讓我們考慮一下以上對(duì)項(xiàng)目的需求定義，并做一些設(shè)計(jì)草案。

• N層(N-Tier)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖(System Architecture diagram)
• 首頁和目錄頁的線框圖(Wireframes)
• 本應(yīng)用的一系列地址映射(URL Mappings)
• 用來描述我們需要實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)模型的實(shí)體關(guān)系(ER)圖

在學(xué)習(xí)下面環(huán)節(jié)之前，請(qǐng)嘗試著先完成這些練習(xí)，即使你并不了解系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，線框圖或者實(shí)體關(guān)系圖，那就請(qǐng)考慮一下你該如何解釋和描述哪些你準(zhǔn)備開發(fā)的東西呢？

N層結(jié)構(gòu) N-Tier Architecture

大多數(shù)網(wǎng)站應(yīng)用的高層級(jí)結(jié)構(gòu)使用的是3層結(jié)構(gòu)。但是 Rango 需要和第三方服務(wù)做接口，所以它的層次結(jié)構(gòu)是一個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)的變體。

Rango應(yīng)用程序3層結(jié)構(gòu)概覽圖

由于我們是使用Django來構(gòu)建我們的網(wǎng)站應(yīng)用，我們將會(huì)使用以下的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)各個(gè)層次：

• 客戶端（client） 網(wǎng)頁瀏覽器（例如 Chrome, Safari, Firefox），負(fù)責(zé)對(duì) HTML／CSS 頁面進(jìn)行渲染
• 中間層（middleware） 是 Django 應(yīng)用，在我們開發(fā)的時(shí)候，將會(huì)使用Django網(wǎng)頁服務(wù)器作為任務(wù)調(diào)撥
• 數(shù)據(jù)庫（database） 使用基于Python的 SQLite3 數(shù)據(jù)庫引擎
• 搜索接口（Search API） 就是搜索接口

在大部分的情況下，我們將會(huì)聚焦在如何開發(fā)中間層，但是很顯然從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖來看，我們要考慮所有的組件并與所有其他組件接口

線框圖

向客戶展現(xiàn)最終項(xiàng)目完成時(shí)的界面，線框圖是一個(gè)很好的方法。它能節(jié)約大量的時(shí)間，并且你可以根據(jù)你所掌握的工具，選擇向客戶提供簡單手繪草圖，或是高精度仿制模型。對(duì)于我們的Rango應(yīng)用來說，我們希望我們的首頁和目錄頁能與下面的截圖一致。

首頁，在左側(cè)帶有目錄搜索條，并且顯示前五的頁面和目錄

目錄頁顯示了目錄內(nèi)的所有Page，以及查看數(shù)量。在下方進(jìn)行了“python”的搜索，并顯示了搜索結(jié)果

頁面和地址映射 URL Mapping

根據(jù)需求定義，我們已經(jīng)在我們的應(yīng)用內(nèi)確定了兩個(gè)需要在不同的訪問位置下向用戶展現(xiàn)的頁面。我們需要描述清楚 URL地址，用來讓用戶訪問不同的頁面。地址映射就是用戶在瀏覽器地址欄中輸入的地址文本，來瀏覽指定的頁面。Rango的基礎(chǔ)URL 地址映射如下。

• 用 / 或者 /rango/ 來訪問首頁（入口頁）
• /rango/about/ 指向關(guān)于頁
• /rango/category/<category-name>/,將會(huì)指向<category-name>所對(duì)應(yīng)的目錄頁，它的值可能是會(huì)是：
  • games;
  • python-recipes;
  • code-and-compilers。

在構(gòu)建我們的應(yīng)用的時(shí)候，我們很可能需要?jiǎng)?chuàng)建其他的URL地址映射。但是上述所列的可以給我們一個(gè)起點(diǎn)，并且在我們創(chuàng)建其他頁面的時(shí)候提供很好的思路。同時(shí)，隨著本書逐步學(xué)習(xí)，我們將會(huì)使用Django框架和 模型-視圖-視圖模版 的設(shè)計(jì)思路來充實(shí)我們構(gòu)建這些頁面的方法。我們現(xiàn)在已經(jīng)有了URL地址映射的關(guān)鍵點(diǎn)，以及頁面未來的樣子，現(xiàn)在我們要開始定義為我們的應(yīng)用存儲(chǔ)和提供數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)模型了。

實(shí)體關(guān)系圖（ER圖）

根據(jù)需求定義，很顯然我們至少需要兩個(gè)實(shí)體：category 和 page ， 并且一個(gè) category 可以容納許多個(gè) page。以此我們可以用以下的ER圖來表示簡單的數(shù)據(jù)模型。

Rango應(yīng)用兩個(gè)主體的ER圖

做好筆記

養(yǎng)成記錄你曾做過的所有設(shè)定的習(xí)慣，就像我們現(xiàn)在設(shè)定的一對(duì)多的實(shí)體關(guān)系一樣。你永遠(yuǎn)都不知道你做的設(shè)定會(huì)給你埋下多大的坑。記錄下來，這讓你可以通過于你開發(fā)團(tuán)隊(duì)成員之間的溝通來確保，你所做的設(shè)定是明智，所有人都可以在這個(gè)設(shè)定下進(jìn)行工作。

依據(jù)這個(gè)設(shè)定，我們做了一些表格來描述各個(gè)實(shí)體的細(xì)節(jié)。這些表格說明了各個(gè)實(shí)體都擁有哪些字段。我們使用了Django的 ModelField 類型來定義各個(gè)字段的類型（即 CharField, IntegerField, URLField 以及 ForeignKey），請(qǐng)留意在Django中 主鍵 primary keys 是隱式的，以便 Django向每個(gè)模型添加了id，我們會(huì)在后面的 數(shù)據(jù)庫和模型 章節(jié)深入討論。

Category 模型

Page 模型

我們還需要有個(gè) User 的模型，這樣用戶才能注冊(cè)和登陸。我們現(xiàn)在不做討論，但是會(huì)在用戶驗(yàn)證部分進(jìn)行介紹。在后續(xù)章節(jié)中，我們將會(huì)展示如何在 Django 中實(shí)例化這些模型，同時(shí)如何使用內(nèi)建的 ORM 連結(jié)數(shù)據(jù)庫。

1.5 總結(jié)

這些頂層設(shè)計(jì)和需求規(guī)范將會(huì)為我們的網(wǎng)站應(yīng)用開發(fā)建立非常良好的參考點(diǎn)。雖然我們將主要關(guān)注如何使用特定的技術(shù)，但是這些方法在絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)站中都是非常常見的。所以熟悉如何閱讀和制作這些需求規(guī)范和設(shè)計(jì)文檔，能幫助你更好的和其他人溝通你的想法和設(shè)計(jì)，這是十分重要和有幫助的。在這里，我們將使用 Django 以及相關(guān)的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)這些需求定義。

復(fù)制粘貼代碼

隨著本教程的進(jìn)行，你很有肯能試圖從書中直接復(fù)制代碼，并粘貼到你自己的代碼編輯器中去。但是，請(qǐng)盡可能的自己手動(dòng)輸入所有的代碼。我們知道這個(gè)很無聊，但是這能幫助你更好的記住操作過程，以及那些你后面將會(huì)用到的命令。

此外，復(fù)制粘貼 Python 代碼，你很可能在自找麻煩。書中的空白區(qū)域很可能被解釋成 space，tab 或者 space和tab的混合體，這會(huì)導(dǎo)致大量奇奇怪怪的問題，而不一定僅僅是縮進(jìn)錯(cuò)誤。請(qǐng)?zhí)貏e留意，如果你正在使用Python 3，如果在縮進(jìn)中混合使用 space 和 tab ，將會(huì)導(dǎo)致 TabError錯(cuò)誤。

現(xiàn)在絕大部分的編輯器，都能夠正確顯示空白區(qū)域是使用的tab還是space，如果有這個(gè)功能，請(qǐng)打開它，這能幫你解決不少困惑。