30天学会Python编程：25.Python Web编程学习简介

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2025年7月17日 21:56 本文热度 967

1. Web基础概念

1.1 HTTP协议基础

HTTP（超文本传输协议）是Web通信的基础协议，定义了客户端和服务器之间交换信息的方式。

关键概念：

请求方法：GET（获取资源）、POST（提交数据）、PUT（更新资源）、DELETE（删除资源）
状态码：200（成功）、404（未找到）、500（服务器错误）、302（重定向）
头部信息：包含元数据如Content-Type、Cookie等

1.2 请求/响应周期

Web交互遵循标准流程：

客户端发送HTTP请求：浏览器或应用发起请求
服务器解析请求：Web服务器解析请求内容
应用处理业务逻辑：框架处理路由、数据库操作等
生成HTTP响应：构建响应头和内容
返回给客户端：服务器发送响应，客户端渲染结果

要点：

每个请求都是独立的（HTTP无状态）
使用Cookie/Session维护状态
响应时间影响用户体验

2. WSGI规范

2.1 WSGI接口

WSGI（Web Server Gateway Interface）是Python Web应用与服务器之间的标准接口。

基础实现：

def simple_app(environ, start_response):
    """最简单的WSGI应用"""
    status = '200 OK'
    headers = [('Content-type', 'text/plain')]
    start_response(status, headers)
    return [b"Hello World!"]

# 使用wsgiref运行
from wsgiref.simple_server import make_server
httpd = make_server('', 8000, simple_app)
httpd.serve_forever()

关键参数：

environ：包含请求信息的字典
start_response：设置响应状态和头部的函数

2.2 WSGI中间件

中间件是WSGI应用的包装器，用于处理请求/响应的预处理和后处理。

class Middleware:
    """WSGI中间件示例"""
    def__init__(self, app):
        self.app = app
    
    def__call__(self, environ, start_response):
        # 预处理 - 日志记录
        print(f"请求路径: {environ['PATH_INFO']}")
        
        # 调用下层应用
        defcustom_start_response(status, headers):
            # 后处理 - 添加自定义头部
            headers.append(('X-Middleware', 'Processed'))
            return start_response(status, headers)
        
        returnself.app(environ, custom_start_response)

# 包装应用
wrapped_app = Middleware(simple_app)

中间件常见用途：

身份验证
请求日志
错误处理
响应压缩
缓存控制

3. Web框架对比

3.1 Flask框架

轻量级微框架，适合中小型项目和API开发。

基本应用：

from flask import Flask, request, jsonify

app = Flask(__name__)

@app.route('/')
defhome():
    return"<h1>欢迎使用Flask</h1>"

@app.route('/api/data', methods=['GET', 'POST'])
defhandle_data():
    if request.method == 'POST':
        return jsonify({"status": "成功", "data": request.json})
    return jsonify({"values": [1, 2, 3]})

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)

Flask特点：

简单易学
丰富的扩展生态系统
灵活的路由系统
内置开发服务器和调试器

3.2 Django框架

全功能框架，遵循"不重复自己"(DRY)原则，适合大型项目。

MTV架构：

快速开始：

# views.py
from django.http import HttpResponse
from django.shortcuts import render

defindex(request):
    return HttpResponse("Hello Django")

defuser_view(request, username):
    return render(request, 'user.html', {'name': username})

# urls.py
from django.urls import path
from . import views

urlpatterns = [
    path('', views.index),
    path('user/<str:username>/', views.user_view)
]

Django特点：

自带ORM（对象关系映射）
内置管理后台
强大的表单处理
全面的安全防护
内置用户认证系统

3.3 FastAPI框架

现代异步框架，适合高性能API和实时应用。

基本示例：

from fastapi import FastAPI
from pydantic import BaseModel

app = FastAPI()

classItem(BaseModel):
    name: str
    price: float

@app.get("/")
asyncdefroot():
    return {"message": "Hello FastAPI"}

@app.post("/items/")
asyncdefcreate_item(item: Item):
    return {"item": item.dict()}

WebSocket支持：

from fastapi import WebSocket

@app.websocket("/ws")
async def websocket_endpoint(websocket: WebSocket):
    await websocket.accept()
    while True:
        data = await websocket.receive_text()
        await websocket.send_text(f"收到: {data}")

FastAPI优势：

高性能（基于Starlette和Pydantic）
自动API文档（Swagger UI）
异步支持
数据验证和序列化
依赖注入系统

4. 模板引擎

4.1 Jinja2语法

Jinja2是Python流行的模板引擎，用于动态生成HTML。

基础语法：

<!-- base.html -->
<html>
<head><title>{% block title %}{% endblock %}</title></head>
<body>
  {% block content %}{% endblock %}
</body>
</html>

<!-- user.html -->
{% extends "base.html" %}

{% block title %}用户 {{ name }}{% endblock %}

{% block content %}
<h1>欢迎, {{ name }}!</h1>
  {% if is_admin %}
    <p>您拥有管理员权限</p>
  {% endif %}
<ul>
    {% for item in items %}
      <li>{{ item.name }}: ${{ item.price }}</li>
    {% endfor %}
</ul>
{% endblock %}

4.2 模板继承与渲染

from jinja2 import Environment, FileSystemLoader

# 创建模板环境
env = Environment(loader=FileSystemLoader('templates'))
template = env.get_template('user.html')

# 渲染模板
context = {
    'name': '张三',
    'is_admin': True,
    'items': [
        {'name': '笔记本', 'price': 5999},
        {'name': '鼠标', 'price': 199}
    ]
}
output = template.render(context)
print(output)