習題 50: 你的第一個網站 · 笨辦法學 Python

# 習題 50: 你的第一個網站這節以及后面的習題中，你的任務是把前面創建的游戲做成網頁版。這是本書的最后三個章節，這些內容對你來說難度會相當大，你要在上面花些時間才能做出來。在你開始這節練習以前，你必須已經成功地完成過了《習題 46》的內容，正確安裝了 pip，而且學會了如何安裝軟件包以及如何創建項目骨架。如果你不記得這些內容，就回到《習題 46》重新復習一遍。 ### 安裝 lpthw.web 在創建你的第一個網頁應用程序之前，你需要安裝一個“Web 框架”，它的名字叫 lpthw.web。所謂的“框架”通常是指“讓某件事情做起來更容易的軟件包”。在網頁應用的世界里，人們創建了各種各樣的“網頁框架”，用來解決他們在創建網站時碰到的問題，然后把這些解決方案用軟件包的方式發布出來，這樣你就可以利用它們引導創建你自己的項目了。可選的框架類型有很多很多，不過在這里我們將使用 lpthw.web 框架。你可以先學會它，等到差不多的時候再去接觸其它的框架，不過 lpthw.web 本身挺不錯的，所以就算你一直使用也沒關系。使用 pip 安裝 lpthw.web： ~~~ $ sudo pip install lpthw.web [sudo] password for zedshaw: Downloading/unpacking lpthw.web Running setup.py egg_info for package lpthw.web Installing collected packages: lpthw.web Running setup.py install for lpthw.web Successfully installed lpthw.web Cleaning up... ~~~ 以上是 Linux 和 Mac OSX 系統下的安裝命令，如果你使用的是 Windows，那你只要把 sudo 去掉就可以了。如果你無法正常安裝，請回到《習題 46》，確認自己學會了里邊的內容。 Warning 其他 Python 程序員會警告你說 lpthw.web 只是另外一個叫做 web.py 的 Web 框架的代碼分支(fork)，而 web.py 又包含了太多的“魔法(magic)”在里邊。如果他們這么說的話，你告訴他們 Google App Engine 最早用的就是 web.py，但沒有一個 Python 程序員抱怨過它里邊包含了太多的魔法，因為 Google 用它也沒啥問題。如果 Google 覺得它可以，那它對你來說也不會差。所以還是回去繼續學習吧，他們這些說法與其說是教導你，不如說是拿他們自己的教條束縛你，你還是忽略這些說法好了。 ### 寫一個簡單的“Hello World”項目現在你將做一個非常簡單的“Hello World”項目出來，首先你要創建一個項目目錄： ~~~ $ cd projects $ mkdir gothonweb $ cd gothonweb $ mkdir bin gothonweb tests docs templates $ touch gothonweb/__init__.py $ touch tests/__init__.py ~~~ 你最終的目的是把《習題 42》中的游戲做成一個 web 應用，所以你的項目名稱叫做 gothonweb，不過在此之前，你需要創建一個最基本的 lpthw.web 應用，將下面的代碼放到 bin/app.py 中： <table class="highlighttable"><tbody><tr><td class="linenos"> <div class="linenodiv"> <pre> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15</pre> </div> </td> <td class="code"> <div class="highlight"> <pre>import web  urls = ( '/', 'index' )  app = web.application(urls, globals())  class index: def GET(self): greeting = "Hello World" return greeting  if __name__ == "__main__": app.run() </pre> </div> </td> </tr></tbody></table> 然后使用下面的方法來運行這個 web 程序： ~~~ $ python bin/app.py http://0.0.0.0:8080/ ~~~ 不過如果你執行下面的命令: ~~~ $ cd bin/ # WRONG! WRONG! WRONG! $ python app.py # WRONG! WRONG! WRONG! ~~~ 那你就錯了。在所有的 python 項目中，你都不需要進到底層目錄去運行東西。你應該停留在最上層目錄運行，這樣才能保證所有的模組和文件能被正常訪問到。如果你犯了這個錯誤，就請回到《習題 46》學習一下關于項目布局的知識。最后，使用你的網頁瀏覽器，打開 URL http://localhost:8080/，你應該看到兩樣東西，首先是瀏覽器里顯示了 Hello,world!，然后是你的命令行終端顯示了如下的輸出： ~~~ $ python bin/app.py http://0.0.0.0:8080/ 127.0.0.1:59542 - - [13/Jun/2011 11:44:43] "HTTP/1.1 GET /" - 200 OK 127.0.0.1:59542 - - [13/Jun/2011 11:44:43] "HTTP/1.1 GET /favicon.ico" - 404 Not Found ~~~ 這些是 lpthw.web 打印出的 log 信息，從這些信息你可以看出服務器有在運行，而且能了解到程序在瀏覽器背后做了些什么事情。這些信息還有助于你發現程序的問題。例如在最后一行它告訴你瀏覽器試圖獲取 /favicon.ico，但是這個文件并不存在，因此它返回的狀態碼是 404NotFound。到這里，我還沒有講到任何 web 相關的工作原理，因為首先你需要完成準備工作，以便后面的學習能順利進行，接下來的兩節習題中會有詳細的解釋。我會要求你用各種方法把你的 lpthw.web 應用程序弄壞，然后再將其重新構建起來：這樣做的目的是讓你明白運行lpthw.web 程序需要準備好哪些東西。 ### 發生了什么事情？在瀏覽器訪問到你的網頁應用程序時，發生了下面一些事情： 1. 瀏覽器通過網絡連接到你自己的電腦，它的名字叫做 localhost，這是一個標準稱謂，表示的誰就是網絡中你自己的這臺計算機，不管它實際名字是什么，你都可以使用localhost 來訪問。它使用到的網絡端口是 5000。 1. 連接成功以后，瀏覽器對 bin/app.py 這個應用程序發出了 HTTP 請求(request)，要求訪問 URL /，這通常是一個網站的第一個 URL。 1. 在 bin/app.py 里，我們有一個列表，里邊包含了 URL 和類的匹配關系。我們這里只定義了一組匹配，那就是 '/','index' 的匹配。它的含義是：如果有人使用瀏覽器訪問 / 這一級目錄，lpthw.web 將找到并加載 classindex，從而用它處理這個瀏覽器請求。 1. 現在 lpthw.web 找到了 classindex，然后針對這個類的一個實例調用了 index.GET 這個方法函數。該函數運行后返回了一個字符串，以供 lpthw.web 將其傳遞給瀏覽器。 1. 最后 lpthw.web 完成了對于瀏覽器請求的處理，將響應(response)回傳給瀏覽器，于是你就看到了現在的頁面。確定你真的弄懂了這些，你需要畫一個示意圖，來理清信息是如何從瀏覽器傳遞到 lpthw.web，再到 index.GET，再回到你的瀏覽器的。 ### 修正錯誤第一步，把第 11 行的 greeting 變量賦值刪掉，然后刷新瀏覽器。你應該會看到一個錯誤頁面，你可以通過這一頁豐富的錯誤信息看出你的程序崩潰的原因是什么。當然你已經知道出錯的原因是 greeting 的賦值丟失了，不過 lpthw.web 還是會給你一個挺好的錯誤頁面，讓你能找到出錯的具體位置。試試在這個錯誤頁面上做以下操作： 1. 檢查每一段 Localvars 輸出（用鼠標點擊它們），追蹤里邊提到的變量名稱，以及它們是在哪些代碼文件中用到的。 1. 閱讀 RequestInformation 一節，看看里邊哪些知識是你已經熟悉了的。Request 是瀏覽器發給你的 gothonweb 應用程序的信息。這些知識對于日常網頁瀏覽沒有什么用處，但現在你要學會這些東西，以便寫出 web 應用程序來。 1. 試著把這個小程序的別的位置改錯，探索一下會發生什么事情。``lpthw.web`` 的會把一些錯誤信息和堆棧跟蹤(stack trace)信息顯示在命令行終端，所以別忘了檢查命令行終端的信息輸出。 ### 創建基本的模板文件你已經試過用各種方法把這個 lpthw.web 程序改錯，不過你有沒有注意到“Hello World”不是一個好 HTML 網頁呢？這是一個 web 應用，所以需要一個合適的 HTML 響應頁面才對。為了達到這個目的，下一步你要做的是將“Hello World”以較大的綠色字體顯示出來。第一步是創建一個 templates/index.html 文件，內容如下： ~~~ $def with (greeting) <html> <head> <title>Gothons Of Planet Percal #25</title> </head> <body> $if greeting: I just wanted to say <em style="color: green; font-size: 2em;">$greeting</em>. $else: <em>Hello</em>, world! </body> </html> ~~~ 如果你學過 HTML 的話，這些內容你看上去應該很熟悉。如果你沒學過 HTML，那你應該去研究一下，試著用 HTML 寫幾個網頁，從而知道它的工作原理。不過我們這里的 HTML 文件其實是一個“模板(template)”，如果你向模板提供一些參數，lpthw.web 就會在模板中找到對應的位置，將參數的內容填充到模板中。例如每一個出現 $greeting 的位置，$greeting 的內容都會被替換成對應這個變量名的參數。為了讓你的 bin/app.py 處理模板，你需要寫一寫代碼，告訴 lpthw.web 到哪里去找到模板進行加載，以及如何渲染(render)這個模板，按下面的方式修改你的 app.py： <table class="highlighttable"><tbody><tr><td class="linenos"> <div class="linenodiv"> <pre> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17</pre> </div> </td> <td class="code"> <div class="highlight"> <pre>import web  urls = ( '/', 'Index' )  app = web.application(urls, globals())  render = web.template.render('templates/')  class Index(object): def GET(self): greeting = "Hello World" return render.index(greeting = greeting)  if __name__ == "__main__": app.run() </pre> </div> </td> </tr></tbody></table> 特別注意一下 render 這個新變量名，注意我修改了 index.GET 的最后一行，讓它返回了 render.index() ，并且將 greeting 變量作為參數傳遞給了這個函數。改好上面的代碼后，刷新一下瀏覽器中的網頁，你應該會看到一條和之前不同的綠色信息輸出。你還可以在瀏覽器中通過“查看源文件(View Source)”看到模板被渲染成了標準有效的 HTML 源代碼。這么講也許有些太快了，我來詳細解釋一下模板的工作原理吧： 1. 在 bin/app.py 里面你添加了一個叫做 render 的新變量，它本身是一個 web.template.render 對象。 1. 你將 templates/ 作為參數傳遞給了這個對象，這樣就讓 render 知道了從哪里去加載模板文件。 1. 在你后面的代碼中，當瀏覽器一如既往地觸發了 index.GET 以后，它沒有再返回簡單的 greeting 字符串，取而代之的是你調用了 render.index，而且將問候語句作為一個變量傳遞給它。 1. 這個 render_template 函數可以說是一個“魔法函數”，它看到了你需要的是 index.html，于是就跑到 templates/ 目錄下，找到名字為 index.html 的文件，然后就把它渲染(render)一遍（叫“轉換一遍”也可以）。 1. 在 templates/index.html 文件中，你可以看到初始定義一行中說這個模板需要使用一個叫 greeting 的參數，這和函數定義中的格式差不多。另外和 Python 語法一樣，模板文件是縮進敏感的，所以要確認自己弄對了縮進。 1. 最后，你讓 templates/index.html 去檢查 greeting 這個變量，如果這個變量存在的話，就打印出變量的內容，如果不存在的話，就會打印出一個默認的問候信息。要深入理解這個過程，你可以修改 greeting 變量以及 HTML 模板的內容，看看會有什么效果。然后創建一個叫做 templates/foo.html 的模板，并且使用一個新的 render.foo 去渲染它。從這個過程你也可以看出，render 調用的函數名稱只要跟 templates/ 下的 .html 文件名匹配到，這個 HTML 模板就可以被渲染到了。 ### 加分習題 1. 到 [http://webpy.org/](http://webpy.org/) 閱讀里邊的文檔，它其實和 lpthw.web 是同一個項目。 1. 實驗一下你在上述網站看到的所有的東西，包括里邊的代碼示例。 1. 閱讀以下 HTML5 和 CSS3 相關的東西，自己練習著寫幾個 .html 和 .css 文件。 1. 如果你有一個懂 Django 朋友可以幫你的話，你可以試著使用 Django 完成一下習題 50、51、52，看看結果會是什么樣子的。