习题 50: 你的第一个网站 · 笨办法学 Python

# 习题 50: 你的第一个网站这节以及后面的习题中，你的任务是把前面创建的游戏做成网页版。这是本书的最后三个章节，这些内容对你来说难度会相当大，你要在上面花些时间才能做出来。在你开始这节练习以前，你必须已经成功地完成过了《习题 46》的内容，正确安装了 pip，而且学会了如何安装软件包以及如何创建项目骨架。如果你不记得这些内容，就回到《习题 46》重新复习一遍。 ### 安装 lpthw.web 在创建你的第一个网页应用程序之前，你需要安装一个“Web 框架”，它的名字叫 lpthw.web。所谓的“框架”通常是指“让某件事情做起来更容易的软件包”。在网页应用的世界里，人们创建了各种各样的“网页框架”，用来解决他们在创建网站时碰到的问题，然后把这些解决方案用软件包的方式发布出来，这样你就可以利用它们引导创建你自己的项目了。可选的框架类型有很多很多，不过在这里我们将使用 lpthw.web 框架。你可以先学会它，等到差不多的时候再去接触其它的框架，不过 lpthw.web 本身挺不错的，所以就算你一直使用也没关系。使用 pip 安装 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 系统下的安装命令，如果你使用的是 Windows，那你只要把 sudo 去掉就可以了。如果你无法正常安装，请回到《习题 46》，确认自己学会了里边的内容。 Warning 其他 Python 程序员会警告你说 lpthw.web 只是另外一个叫做 web.py 的 Web 框架的代码分支(fork)，而 web.py 又包含了太多的“魔法(magic)”在里边。如果他们这么说的话，你告诉他们 Google App Engine 最早用的就是 web.py，但没有一个 Python 程序员抱怨过它里边包含了太多的魔法，因为 Google 用它也没啥问题。如果 Google 觉得它可以，那它对你来说也不会差。所以还是回去继续学习吧，他们这些说法与其说是教导你，不如说是拿他们自己的教条束缚你，你还是忽略这些说法好了。 ### 写一个简单的“Hello World”项目现在你将做一个非常简单的“Hello World”项目出来，首先你要创建一个项目目录： ~~~ $ cd projects $ mkdir gothonweb $ cd gothonweb $ mkdir bin gothonweb tests docs templates $ touch gothonweb/__init__.py $ touch tests/__init__.py ~~~ 你最终的目的是把《习题 42》中的游戏做成一个 web 应用，所以你的项目名称叫做 gothonweb，不过在此之前，你需要创建一个最基本的 lpthw.web 应用，将下面的代码放到 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来运行这个 web 程序： ~~~ $ python bin/app.py http://0.0.0.0:8080/ ~~~ 不过如果你执行下面的命令: ~~~ $ cd bin/ # WRONG! WRONG! WRONG! $ python app.py # WRONG! WRONG! WRONG! ~~~ 那你就错了。在所有的 python 项目中，你都不需要进到底层目录去运行东西。你应该停留在最上层目录运行，这样才能保证所有的模组和文件能被正常访问到。如果你犯了这个错误，就请回到《习题 46》学习一下关于项目布局的知识。最后，使用你的网页浏览器，打开 URL http://localhost:8080/，你应该看到两样东西，首先是浏览器里显示了 Hello,world!，然后是你的命令行终端显示了如下的输出： ~~~ $ 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 ~~~ 这些是 lpthw.web 打印出的 log 信息，从这些信息你可以看出服务器有在运行，而且能了解到程序在浏览器背后做了些什么事情。这些信息还有助于你发现程序的问题。例如在最后一行它告诉你浏览器试图获取 /favicon.ico，但是这个文件并不存在，因此它返回的状态码是 404NotFound。到这里，我还没有讲到任何 web 相关的工作原理，因为首先你需要完成准备工作，以便后面的学习能顺利进行，接下来的两节习题中会有详细的解释。我会要求你用各种方法把你的 lpthw.web 应用程序弄坏，然后再将其重新构建起来：这样做的目的是让你明白运行lpthw.web 程序需要准备好哪些东西。 ### 发生了什么事情？在浏览器访问到你的网页应用程序时，发生了下面一些事情： 1. 浏览器通过网络连接到你自己的电脑，它的名字叫做 localhost，这是一个标准称谓，表示的谁就是网络中你自己的这台计算机，不管它实际名字是什么，你都可以使用localhost 来访问。它使用到的网络端口是 5000。 1. 连接成功以后，浏览器对 bin/app.py 这个应用程序发出了 HTTP 请求(request)，要求访问 URL /，这通常是一个网站的第一个 URL。 1. 在 bin/app.py 里，我们有一个列表，里边包含了 URL 和类的匹配关系。我们这里只定义了一组匹配，那就是 '/','index' 的匹配。它的含义是：如果有人使用浏览器访问 / 这一级目录，lpthw.web 将找到并加载 classindex，从而用它处理这个浏览器请求。 1. 现在 lpthw.web 找到了 classindex，然后针对这个类的一个实例调用了 index.GET 这个方法函数。该函数运行后返回了一个字符串，以供 lpthw.web 将其传递给浏览器。 1. 最后 lpthw.web 完成了对于浏览器请求的处理，将响应(response)回传给浏览器，于是你就看到了现在的页面。确定你真的弄懂了这些，你需要画一个示意图，来理清信息是如何从浏览器传递到 lpthw.web，再到 index.GET，再回到你的浏览器的。 ### 修正错误第一步，把第 11 行的 greeting 变量赋值删掉，然后刷新浏览器。你应该会看到一个错误页面，你可以通过这一页丰富的错误信息看出你的程序崩溃的原因是什么。当然你已经知道出错的原因是 greeting 的赋值丢失了，不过 lpthw.web 还是会给你一个挺好的错误页面，让你能找到出错的具体位置。试试在这个错误页面上做以下操作： 1. 检查每一段 Localvars 输出（用鼠标点击它们），追踪里边提到的变量名称，以及它们是在哪些代码文件中用到的。 1. 阅读 RequestInformation 一节，看看里边哪些知识是你已经熟悉了的。Request 是浏览器发给你的 gothonweb 应用程序的信息。这些知识对于日常网页浏览没有什么用处，但现在你要学会这些东西，以便写出 web 应用程序来。 1. 试着把这个小程序的别的位置改错，探索一下会发生什么事情。``lpthw.web`` 的会把一些错误信息和堆栈跟踪(stack trace)信息显示在命令行终端，所以别忘了检查命令行终端的信息输出。 ### 创建基本的模板文件你已经试过用各种方法把这个 lpthw.web 程序改错，不过你有没有注意到“Hello World”不是一个好 HTML 网页呢？这是一个 web 应用，所以需要一个合适的 HTML 响应页面才对。为了达到这个目的，下一步你要做的是将“Hello World”以较大的绿色字体显示出来。第一步是创建一个 templates/index.html 文件，内容如下： ~~~ $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> ~~~ 如果你学过 HTML 的话，这些内容你看上去应该很熟悉。如果你没学过 HTML，那你应该去研究一下，试着用 HTML 写几个网页，从而知道它的工作原理。不过我们这里的 HTML 文件其实是一个“模板(template)”，如果你向模板提供一些参数，lpthw.web 就会在模板中找到对应的位置，将参数的内容填充到模板中。例如每一个出现 $greeting 的位置，$greeting 的内容都会被替换成对应这个变量名的参数。为了让你的 bin/app.py 处理模板，你需要写一写代码，告诉 lpthw.web 到哪里去找到模板进行加载，以及如何渲染(render)这个模板，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> 特别注意一下 render 这个新变量名，注意我修改了 index.GET 的最后一行，让它返回了 render.index() ，并且将 greeting 变量作为参数传递给了这个函数。改好上面的代码后，刷新一下浏览器中的网页，你应该会看到一条和之前不同的绿色信息输出。你还可以在浏览器中通过“查看源文件(View Source)”看到模板被渲染成了标准有效的 HTML 源代码。这么讲也许有些太快了，我来详细解释一下模板的工作原理吧： 1. 在 bin/app.py 里面你添加了一个叫做 render 的新变量，它本身是一个 web.template.render 对象。 1. 你将 templates/ 作为参数传递给了这个对象，这样就让 render 知道了从哪里去加载模板文件。 1. 在你后面的代码中，当浏览器一如既往地触发了 index.GET 以后，它没有再返回简单的 greeting 字符串，取而代之的是你调用了 render.index，而且将问候语句作为一个变量传递给它。 1. 这个 render_template 函数可以说是一个“魔法函数”，它看到了你需要的是 index.html，于是就跑到 templates/ 目录下，找到名字为 index.html 的文件，然后就把它渲染(render)一遍（叫“转换一遍”也可以）。 1. 在 templates/index.html 文件中，你可以看到初始定义一行中说这个模板需要使用一个叫 greeting 的参数，这和函数定义中的格式差不多。另外和 Python 语法一样，模板文件是缩进敏感的，所以要确认自己弄对了缩进。 1. 最后，你让 templates/index.html 去检查 greeting 这个变量，如果这个变量存在的话，就打印出变量的内容，如果不存在的话，就会打印出一个默认的问候信息。要深入理解这个过程，你可以修改 greeting 变量以及 HTML 模板的内容，看看会有什么效果。然后创建一个叫做 templates/foo.html 的模板，并且使用一个新的 render.foo 去渲染它。从这个过程你也可以看出，render 调用的函数名称只要跟 templates/ 下的 .html 文件名匹配到，这个 HTML 模板就可以被渲染到了。 ### 加分习题 1. 到 [http://webpy.org/](http://webpy.org/) 阅读里边的文档，它其实和 lpthw.web 是同一个项目。 1. 实验一下你在上述网站看到的所有的东西，包括里边的代码示例。 1. 阅读以下 HTML5 和 CSS3 相关的东西，自己练习着写几个 .html 和 .css 文件。 1. 如果你有一个懂 Django 朋友可以帮你的话，你可以试着使用 Django 完成一下习题 50、51、52，看看结果会是什么样子的。