第65课 - 全栈框架入门：Django 简介与项目创建

学习目标

完成本课学习后，你将能够：

1. 理解 Django 框架的定位、特点及其与 Flask 的区别。
2. 掌握创建 Django 项目和应用的基本流程与命令。
3. 熟悉 Django 项目的标准目录结构及各文件/目录的职责。
4. 编写并运行你的第一个 Django 视图（View）和 URL 配置。
5. 了解 Django 开发服务器（runserver）的启动与使用。

核心概念

1. Django 是什么？

Django 是一个用 Python 编写的高级全栈 Web 框架。如果说 Flask 是一个"轻量级工具箱"，那么 Django 就是一个"功能完备的工厂"。它鼓励快速开发和简洁、实用的设计。

"全栈" 意味着 Django 提供了一站式解决方案，内置了 Web 开发中常用的功能：

• ORM (对象关系映射)：用 Python 代码操作数据库，无需直接写 SQL。
• 管理后台：自动生成一个强大的管理界面，用于管理网站内容。
• 表单处理：方便地创建和验证 HTML 表单。
• 用户认证：内置用户登录、注册、权限管理等系统。
• URL 路由：将 URL 映射到具体的处理函数。
• 模板引擎：将数据动态生成 HTML 页面。

2. Django vs Flask

你可以把它们想象成两种工具：

• Flask：像一个高级智能手机的"基础设置"。它给你核心功能，但更多功能（如用户系统、数据库）需要你通过"安装App（扩展）"来添加。
• Django：像一台"出厂即带全家桶的旗舰机"。它默认集成了大部分你开发复杂网站所需的工具，遵循"电池已包含"的哲学。

选择建议：

• 小型项目、API 服务、需要高度定制化 -> 考虑 Flask。
• 内容驱动型网站（如博客、新闻站）、管理后台、电商、需要快速开发的标准功能 -> 首选 Django。

3. Django 项目架构：MVT 模式

Django 采用 MVT (Model-View-Template) 架构，这与传统的 MVC (Model-View-Controller) 稍有不同，但本质相似。

• Model (模型)：负责数据结构和数据库交互。定义数据是什么样的。
• View (视图)：负责业务逻辑。处理请求，从 Model 获取数据，并选择合适的 Template 进行渲染。
• Template (模板)：负责页面展示。是带有特殊语法的 HTML 文件，用于展示 View 传来的数据。
• (隐含的 Controller)：Django 自身的 URL 调度器和框架核心部分承担了"控制器"的角色，负责接收请求并分派给正确的 View。

工作流程：用户请求 URL -> Django URL 调度器找到对应的 View 函数 -> View 函数处理业务（可能查询数据库 Model）-> View 将数据传递给 Template -> Template 渲染生成 HTML -> 返回给用户浏览器。

代码示例

步骤 1：安装 Django

首先，确保你的 Python 环境已激活（推荐使用虚拟环境）。

pip install django

安装完成后，可以通过 django-admin --version 查看版本。

步骤 2：创建项目

使用 django-admin 命令来创建一个新的 Django 项目。项目是网站的"整体配置"。

# 进入你想存放项目的目录
cd ~/projects

# 创建一个名为 `mysite` 的项目
django-admin startproject mysite

执行后，Django 会生成如下结构：

mysite/
    manage.py         # 项目的管理脚本（用于运行命令）
    mysite/           # 项目的 Python 包（核心配置）
        __init__.py   # 标识这是一个 Python 包
        settings.py   # 项目的所有配置（数据库、应用、中间件等）
        urls.py       # 项目的根 URL 配置
        asgi.py       # ASGI 兼容的 Web 服务器入口（可忽略）
        wsgi.py       # WSGI 兼容的 Web 服务器入口（可忽略）

步骤 3：创建应用

一个项目可以包含多个应用（App），每个应用负责一块独立的功能（如博客、用户认证、评论系统）。

# 进入项目目录
cd mysite

# 创建一个名为 `blog` 的应用
python manage.py startapp blog

现在项目结构变为：

mysite/
    manage.py
    mysite/ (项目配置)
    blog/   (新创建的应用)
        __init__.py
        admin.py      # 注册模型到管理后台
        apps.py       # 应用的配置
        migrations/   # 数据库迁移文件
            __init__.py
        models.py     # 定义数据模型
        tests.py      # 测试文件
        views.py      # 编写视图函数

步骤 4：编写第一个视图

在 blog/views.py 文件中写入以下代码：

from django.http import HttpResponse

def hello_world(request):
    """
    一个简单的视图函数。
    它接收一个 HttpRequest 对象，返回一个 HttpResponse 对象。
    """
    return HttpResponse("<h1>Hello, Django World!</h1><p>这是我的第一个Django页面。</p>")

request 对象包含了所有关于本次 HTTP 请求的信息（如 URL、参数、头信息等）。

步骤 5：配置 URL 路由

将 URL 与视图函数关联起来。

首先，在 blog/ 目录下创建一个新文件 urls.py：

# blog/urls.py
from django.urls import path
from . import views # 从当前目录导入 views 模块

urlpatterns = [
    # 当访问路径为空字符串时，调用 views.hello_world 函数
    path('', views.hello_world, name='hello_world'),
]

然后，将这个应用的 URL 配置包含到项目的总配置中。编辑 mysite/urls.py：

# mysite/urls.py
from django.contrib import admin
from django.urls import path, include # 新增导入 include

urlpatterns = [
    path('admin/', admin.site.urls), # Django 自带管理后台
    path('blog/', include('blog.urls')), # 将所有以 `blog/` 开头的 URL 交给 blog 应用的 urls.py 处理
]

这样，当用户访问 http://localhost:8000/blog/ 时，就会被导向到 blog 应用的 hello_world 视图。

步骤 6：启动开发服务器

现在，启动 Django 内置的开发服务器来查看结果。

python manage.py runserver

你将看到类似输出：

Starting development server at http://127.0.0.1:8000/
Quit the server with CONTROL-C.

在浏览器中打开 http://127.0.0.1:8000/blog/，你将看到 "Hello, Django World!" 的页面。🎉

实践练习

练习 1：基础搭建

1. 创建一个名为 portfolio 的新 Django 项目。
2. 在其中创建一个名为 homepage 的应用。
3. 在 homepage 的视图中创建一个函数 about_me，返回包含你自我介绍的简单 HTML。
4. 配置 URL，使得访问 http://127.0.0.1:8000/about/ 时显示该页面。
5. 启动服务器并验证。

预期输出：访问 /about/ 路径时，浏览器显示你的自我介绍内容。

练习 2：多视图路由

在练习 1 的基础上：

1. 在 homepage 视图中增加一个新函数 my_projects，返回一个包含项目列表的 HTML（可以用无序列表 <ul><li>...</li></ul>）。
2. 配置新的 URL 路由，使得 /projects/ 路径指向这个新视图。
3. 确保根路径 / 也能正常工作（例如，重定向到 /about/ 或显示欢迎页）。

预期输出：

• 访问 /about/：显示自我介绍。
• 访问 /projects/：显示项目列表。
• 访问 /：显示欢迎信息或跳转。

练习 3：探索项目结构（探究型）

1. 尝试修改 mysite/settings.py 中的 TIME_ZONE 配置项，将其改为 'Asia/Shanghai'。
2. 重启开发服务器（在终端按 Ctrl+C 停止，然后重新运行 python manage.py runserver）。
3. 观察终端输出的时间日志格式是否有变化。
4. 思考：如果我想让网站在后台显示"网站正在维护"，我应该如何快速实现？（提示：修改 settings.py 中的一个特定配置）。

预期输出：服务器日志的时间格式符合上海时区，并能回答实现"维护模式"的思路。

常见错误

1. 应用名冲突或拼写错误：确保创建的应用名不会与 Python 内置模块或第三方库冲突（如不要命名为 test, django）。在 include('blog.urls') 和 INSTALLED_APPS (下一课会详述) 中引用应用时，确保字符串拼写完全一致。
2. 忘记在 settings.py 中注册应用：本课示例中，因为我们只是编写视图，还没有创建模型，所以没有演示。但这是一个关键步骤：创建模型后，必须在 INSTALLED_APPS 列表中添加你的应用名（如 'blog.apps.BlogConfig' 或 'blog'），否则 Django 无法识别该应用提供的模型。
3. URL 模式中的斜杠 /：path('blog/', ...) 和 path('blog', ...) 是不同的。前者只匹配 /blog/，后者匹配 /blog 但不匹配 /blog/。通常，我们使用带斜杠的版本，并可以设置 APPEND_SLASH = True (默认) 来自动补全末尾斜杠。
4. 视图函数缺少 request 参数：所有视图函数必须接收 request 作为第一个参数，即使函数内部不使用它。
5. 导入错误：检查视图和 URL 文件中的导入语句是否正确。常见错误如 from . import views 写成了 import views。

小结

• Django 定位：一个"电池已包含"的全栈 Web 框架，适合快速开发数据驱动、功能丰富的网站。
• 项目与应用：项目（Project） 是整个网站的配置，应用（App） 是网站中独立的功能模块。一个项目可以包含多个应用。
• 核心命令：
  • django-admin startproject <项目名>：创建项目。
  • python manage.py startapp <应用名>：创建应用。
  • python manage.py runserver：启动开发服务器。
• 基本流程：
  1. 创建项目和应用。
  2. 在应用的 views.py 中编写处理请求的视图函数。
  3. 在应用的 urls.py 中配置 URL 与视图的映射关系。
  4. 将应用的 URL 配置包含到项目的 urls.py 中。
  5. 运行服务器，访问测试。
• 项目结构：理解 manage.py（管理脚本）、settings.py（总配置）、urls.py（路由入口）、views.py（业务逻辑）等关键文件的用途。

你已经迈出了 Django 开发的第一步！下一课，我们将深入 Django 最核心的部分之一——模型（Models） 和强大的 ORM，学习如何用 Python 代码来定义和操作数据库。