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Python Django完整教程与代码示例

news 来源：原创 2025/6/3 10:20:56

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Python Django 简介

Django 是一个基于 Python 的高级 Web 开发框架，遵循 “MTV”（模型-模板-视图）设计模式（类似于 MVC）。它以 高效、安全、可扩展 著称，帮助开发者快速构建高质量的 Web 应用。

🚀 核心特点

开箱即用
- 自带用户认证、后台管理、ORM、表单处理等模块。
- 无需重复造轮子，大幅提升开发效率。
安全优先
- 自动防御 SQL 注入、XSS、CSRF 等常见攻击。
高可扩展性
- 支持从小型博客到百万级用户平台（如 Instagram、Pinterest）。
DRY 原则
- 遵循 Don’t Repeat Yourself，代码高度复用。

🧩 核心组件

组件	作用
模型 (Model)	用 Python 类定义数据结构，自动生成数据库表（支持 PostgreSQL/MySQL 等）。
视图 (View)	处理业务逻辑，接收请求并返回响应（HTML/JSON 等）。
模板 (Template)	用 HTML + Django 模板语法动态渲染页面。
路由 (URLconf)	将 URL 映射到对应的视图函数。

⚙️ 工作流程

graph LR
A[用户请求] --> B(URL路由)
B --> C[视图处理]
C --> D{操作数据库？}
D -- 是 --> E[模型读写]
E --> F[返回数据]
D -- 否 --> G[直接响应]
F --> H[模板渲染]
H --> I[返回HTML]
G --> I

📦 Django 自带工具

Admin 后台：自动生成数据管理界面。
ORM 系统：用 Python 操作数据库，无需写 SQL。
表单处理：验证用户输入并自动渲染表单。
缓存机制：支持 Memcached、Redis 等提升性能。
国际化：内置多语言支持。

Django 基础部分

1. 环境安装与项目创建

# 安装Django
pip install django# 创建项目
django-admin startproject myproject# 目录结构:
# myproject/
#   manage.py
#   myproject/
#       __init__.py
#       settings.py
#       urls.py
#       asgi.py
#       wsgi.py

2. 创建应用

python manage.py startapp myapp

3. 基础视图与URL配置

myapp/views.py:

from django.http import HttpResponsedef hello(request):# 简单视图函数return HttpResponse("Hello Django!")

myproject/urls.py:

from django.urls import path
from myapp import viewsurlpatterns = [path('hello/', views.hello),
]

4. 运行开发服务器

python manage.py runserver
# 访问 http://127.0.0.1:8000/hello/

Django 模型层

1. 定义模型

myapp/models.py:

from django.db import modelsclass Book(models.Model):# 字符字段，最大长度100title = models.CharField(max_length=100)# 作者字段，可为空author = models.CharField(max_length=50, null=True)# 出版日期pub_date = models.DateField()# 价格（带小数）price = models.DecimalField(max_digits=5, decimal_places=2)# 自动记录创建时间created_at = models.DateTimeField(auto_now_add=True)def __str__(self):return self.title

2. 激活模型

myproject/settings.py:

INSTALLED_APPS = [...'myapp.apps.MyappConfig',  # 添加应用
]

3. 数据库迁移

python manage.py makemigrations  # 创建迁移文件
python manage.py migrate         # 应用迁移

4. 数据库操作示例

# 创建记录
from myapp.models import Book
from datetime import datebook = Book.objects.create(title="Django for Beginners",author="William S. Vincent",pub_date=date(2023, 5, 15),price=29.99
)# 查询记录
books = Book.objects.filter(price__lt=30)  # 价格<30的书籍
recent_books = Book.objects.order_by('-pub_date')[:5]  # 最新5本书# 更新记录
book.price = 24.99
book.save()# 删除记录
book.delete()

Django 视图进阶

1. 类视图

myapp/views.py:

from django.views.generic import ListView, DetailView
from .models import Bookclass BookListView(ListView):model = Booktemplate_name = 'book_list.html'context_object_name = 'books'class BookDetailView(DetailView):model = Booktemplate_name = 'book_detail.html'pk_url_kwarg = 'book_id'  # URL中的参数名

2. URL配置

myapp/urls.py:

from django.urls import path
from .views import BookListView, BookDetailViewurlpatterns = [path('books/', BookListView.as_view(), name='book-list'),path('books/<int:book_id>/', BookDetailView.as_view(), name='book-detail'),
]

Django 模板系统

1. 模板配置

myproject/settings.py:

TEMPLATES = [{'DIRS': [BASE_DIR / 'templates'],  # 全局模板目录},
]

2. 基础模板 `templates/base.html`

<!DOCTYPE html>
<html>
<head><title>{% block title %}My Site{% endblock %}</title>
</head>
<body><nav>...</nav><div class="content">{% block content %}{% endblock %}</div>
</body>
</html>

3. 子模板 `templates/book_list.html`

{% extends "base.html" %}{% block title %}Book List{% endblock %}{% block content %}
<h1>Book List</h1>
<ul>{% for book in books %}<li><a href="{% url 'book-detail' book.id %}">{{ book.title }} - {{ book.author }}</a></li>{% empty %}<li>No books available</li>{% endfor %}
</ul>
{% endblock %}

Django 表单处理

1. 模型表单

myapp/forms.py:

from django import forms
from .models import Bookclass BookForm(forms.ModelForm):class Meta:model = Bookfields = ['title', 'author', 'pub_date', 'price']widgets = {'pub_date': forms.DateInput(attrs={'type': 'date'}),}

2. 表单视图

myapp/views.py:

from django.views.generic.edit import CreateView
from .forms import BookFormclass BookCreateView(CreateView):model = Bookform_class = BookFormtemplate_name = 'book_form.html'success_url = '/books/'  # 提交成功后重定向

3. 模板 `templates/book_form.html`

<form method="post">{% csrf_token %}{{ form.as_p }}<button type="submit">Save</button>
</form>

Django Admin 后台

1. 注册模型

myapp/admin.py:

from django.contrib import admin
from .models import Book@admin.register(Book)
class BookAdmin(admin.ModelAdmin):list_display = ('title', 'author', 'price', 'pub_date')list_filter = ('author', 'pub_date')search_fields = ('title', 'author')date_hierarchy = 'pub_date'

2. 创建管理员

python manage.py createsuperuser

Django 用户认证

1. 登录视图

myproject/urls.py:

from django.contrib.auth import views as auth_viewsurlpatterns = [path('login/', auth_views.LoginView.as_view(template_name='login.html'), name='login'),path('logout/', auth_views.LogoutView.as_view(), name='logout'),
]

2. 登录模板 `templates/login.html`

<form method="post">{% csrf_token %}{{ form.as_p }}<button type="submit">Login</button>
</form>

3. 视图权限控制

from django.contrib.auth.mixins import LoginRequiredMixinclass SecretView(LoginRequiredMixin, TemplateView):template_name = 'secret.html'login_url = '/login/'  # 未登录重定向

Django REST Framework (DRF)

1. 安装与配置

pip install djangorestframework

settings.py:

INSTALLED_APPS = [...'rest_framework',
]

2. 序列化器

myapp/serializers.py:

from rest_framework import serializers
from .models import Bookclass BookSerializer(serializers.ModelSerializer):class Meta:model = Bookfields = '__all__'

3. API视图

myapp/views.py:

from rest_framework import generics
from .serializers import BookSerializerclass BookAPIList(generics.ListCreateAPIView):queryset = Book.objects.all()serializer_class = BookSerializerclass BookAPIDetail(generics.RetrieveUpdateDestroyAPIView):queryset = Book.objects.all()serializer_class = BookSerializer

4. API路由

myapp/urls.py:

from django.urls import path
from .views import BookAPIList, BookAPIDetailurlpatterns = [path('api/books/', BookAPIList.as_view()),path('api/books/<int:pk>/', BookAPIDetail.as_view()),
]

Django 中间件

1. 自定义中间件

myapp/middleware.py:

class SimpleMiddleware:def __init__(self, get_response):self.get_response = get_responsedef __call__(self, request):# 请求处理前print("Before view")response = self.get_response(request)# 响应返回前print("After view")return response

2. 注册中间件

settings.py:

MIDDLEWARE = [...'myapp.middleware.SimpleMiddleware',
]

Django 信号

1. 定义信号处理器

myapp/signals.py:

from django.db.models.signals import post_save
from django.dispatch import receiver
from .models import Book@receiver(post_save, sender=Book)
def book_created(sender, instance, created, **kwargs):if created:print(f"New book created: {instance.title}")

2. 注册信号

myapp/apps.py:

from django.apps import AppConfigclass MyappConfig(AppConfig):default_auto_field = 'django.db.models.BigAutoField'name = 'myapp'def ready(self):import myapp.signals  # 导入信号处理器

Django 缓存

1. 视图缓存

views.py:

from django.views.decorators.cache import cache_page@cache_page(60 * 15)  # 缓存15分钟
def expensive_view(request):# 耗时操作return HttpResponse(...)

2. 模板片段缓存

{% load cache %}{% cache 500 sidebar %}<!-- 缓存500秒的侧边栏内容 -->...
{% endcache %}

Django 国际化和本地化

1. 配置多语言

settings.py:

LANGUAGE_CODE = 'en-us'
TIME_ZONE = 'UTC'
USE_I18N = True
USE_L10N = TrueLANGUAGES = [('en', 'English'),('zh-hans', '简体中文'),
]

2. 标记翻译文本

views.py:

from django.utils.translation import gettext as _def greeting(request):message = _("Welcome to our site!")return HttpResponse(message)

3. 模板翻译

{% load i18n %}<h1>{% trans "Welcome to our website" %}</h1>
<p>{% blocktrans %}Today is {{ current_date }}{% endblocktrans %}</p>

Django 安全实践

1. CSRF 保护

<!-- 表单中必须包含 -->
{% csrf_token %}

2. XSS 防护

# 模板自动转义
{{ user_input }} # 标记安全内容
from django.utils.safestring import mark_safe
safe_html = mark_safe("<b>Safe content</b>")

3. Clickjacking 防护

settings.py:

SECURE_CONTENT_TYPE_NOSNIFF = True
X_FRAME_OPTIONS = 'DENY'
SECURE_BROWSER_XSS_FILTER = True

Django 部署配置

1. 生产环境设置

settings.py:

DEBUG = FalseALLOWED_HOSTS = ['example.com']DATABASES = {'default': {'ENGINE': 'django.db.backends.postgresql','NAME': 'mydatabase','USER': 'mydbuser','PASSWORD': 'mypassword','HOST': 'db.example.com','PORT': '5432',}
}# 静态文件配置
STATIC_ROOT = BASE_DIR / 'staticfiles'
STATIC_URL = '/static/'

2. 收集静态文件

python manage.py collectstatic

3. WSGI 配置

wsgi.py:

import os
from django.core.wsgi import get_wsgi_applicationos.environ.setdefault('DJANGO_SETTINGS_MODULE', 'myproject.settings')
application = get_wsgi_application()

Django 测试框架

1. 编写测试用例

tests.py:

from django.test import TestCase
from django.urls import reverse
from .models import Bookclass BookTests(TestCase):def setUp(self):self.book = Book.objects.create(title="Test Book",author="Test Author",price=19.99)def test_book_listing(self):self.assertEqual(f"{self.book.title}", "Test Book")self.assertEqual(f"{self.book.author}", "Test Author")def test_book_list_view(self):response = self.client.get(reverse('book-list'))self.assertEqual(response.status_code, 200)self.assertContains(response, "Test Book")

2. 运行测试

python manage.py test

Django 高级特性

1. 数据库事务

from django.db import transaction@transaction.atomic
def transfer_funds(sender, receiver, amount):sender.balance -= amountsender.save()# 如果此处出错，整个事务回滚receiver.balance += amountreceiver.save()

2. 自定义模板标签

templatetags/my_tags.py:

from django import templateregister = template.Library()@register.simple_tag
def current_time(format_string):from datetime import datetimereturn datetime.now().strftime(format_string)

3. 异步视图

from django.http import HttpResponse
from asgiref.sync import async_to_syncasync def async_view(request):# 异步操作示例await some_async_task()return HttpResponse("Async response")

Django 第三方包集成

1. Django Debug Toolbar

pip install django-debug-toolbar

settings.py:

INSTALLED_APPS = [# ..."debug_toolbar",
]MIDDLEWARE = [# ..."debug_toolbar.middleware.DebugToolbarMiddleware",
]INTERNAL_IPS = ["127.0.0.1"]

2. Django Celery

# tasks.py
from celery import shared_task@shared_task
def send_email_task(email):# 发送邮件逻辑pass# 调用任务
send_email_task.delay("user@example.com")

Django 性能优化

1. 查询优化

# 避免N+1查询问题
books = Book.objects.select_related('author').all()# 使用prefetch_related
authors = Author.objects.prefetch_related('books').all()

2. 数据库索引

models.py:

class Book(models.Model):title = models.CharField(max_length=100, db_index=True)author = models.ForeignKey(Author, on_delete=models.CASCADE)class Meta:indexes = [models.Index(fields=['price'], name='price_idx'),]

3. 分页处理

views.py:

from django.core.paginator import Paginatordef book_list(request):book_list = Book.objects.all()paginator = Paginator(book_list, 25)  # 每页25条page_number = request.GET.get('page')page_obj = paginator.get_page(page_number)return render(request, 'list.html', {'page_obj': page_obj})

Django 文件上传

1. 模型配置

models.py:

class Document(models.Model):title = models.CharField(max_length=100)file = models.FileField(upload_to='documents/')uploaded_at = models.DateTimeField(auto_now_add=True)

2. 表单处理

forms.py:

class DocumentForm(forms.ModelForm):class Meta:model = Documentfields = ['title', 'file']

3. 视图处理

views.py:

def upload_file(request):if request.method == 'POST':form = DocumentForm(request.POST, request.FILES)if form.is_valid():form.save()return redirect('success')else:form = DocumentForm()return render(request, 'upload.html', {'form': form})

Django 自定义管理命令

1. 创建命令

management/commands/import_books.py:

from django.core.management.base import BaseCommand
from myapp.models import Bookclass Command(BaseCommand):help = 'Import books from CSV'def add_arguments(self, parser):parser.add_argument('csv_file', type=str)def handle(self, *args, **options):import csvwith open(options['csv_file']) as f:reader = csv.DictReader(f)for row in reader:Book.objects.create(title=row['title'],author=row['author'],price=row['price'])self.stdout.write(self.style.SUCCESS('Successfully imported books'))

2. 运行命令

python manage.py import_books books.csv

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🚀 核心特点

🧩 核心组件

⚙️ 工作流程

📦 Django 自带工具

Django 基础部分

1. 环境安装与项目创建

2. 创建应用

3. 基础视图与URL配置

4. 运行开发服务器

Django 模型层

1. 定义模型

2. 激活模型

3. 数据库迁移

4. 数据库操作示例

Django 视图进阶

1. 类视图

2. URL配置

Django 模板系统

1. 模板配置

2. 基础模板 templates/base.html

3. 子模板 templates/book_list.html

Django 表单处理

1. 模型表单

2. 表单视图

3. 模板 templates/book_form.html

Django Admin 后台

1. 注册模型

2. 创建管理员

Django 用户认证

1. 登录视图

2. 登录模板 templates/login.html

3. 视图权限控制

Django REST Framework (DRF)

1. 安装与配置

2. 序列化器

3. API视图

4. API路由

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1. 自定义中间件

2. 注册中间件

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1. 定义信号处理器

2. 注册信号

Django 缓存

1. 视图缓存

2. 模板片段缓存

Django 国际化和本地化

1. 配置多语言

2. 标记翻译文本

3. 模板翻译

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1. CSRF 保护

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3. Clickjacking 防护

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1. 编写测试用例

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1. 数据库事务

2. 自定义模板标签

3. 异步视图

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1. Django Debug Toolbar

2. Django Celery

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1. 查询优化

2. 数据库索引

3. 分页处理

Django 文件上传

1. 模型配置

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2. 基础模板 `templates/base.html`

3. 子模板 `templates/book_list.html`

3. 模板 `templates/book_form.html`

2. 登录模板 `templates/login.html`