基于Python语言及Flask框架快速开发网站的研究

马继昌 李建兵 刘玉冬 辽宁科技大学国际金融与银行学院

1. Python语言简介

Python语言是诞生于1989年的一门高级编程语言，由于其编写的脚本程序简单易懂，语法易于理解，使得初学者入门容易，而且深入学习下去，可以编写出复杂的程序，因此越来越受到人们的欢迎，近来更是一直处于TIOBE编程语言排行榜前三名的位置。

Python语言凭借易于维护、扩展库丰富、跨平台、可移植，并能够支持主流商业数据库、以及GUI编程及可嵌入的特点，广泛应用在web开发、数据分析、游戏开发、系统运维、人工智能、物联网等行业中。

2. python Web编程及网站建设

2.1 轻量级Web框架Flask

WEB编程技术主要用于进行网站建设，很多网站使用Python语言进行开发。Python作为一门通用的编程语言，同样适合于WEB开发领域。在使用Python开发WEB项目时，可以有多种Web框架进行选择，如Django、Flask、Tornado等，其中Flask是用 Python 编写的轻量级WEB应用框架，它其实是 协助开发者快速开发Web应用程序的一套功能代码。Flask自开发伊始就被设 计为可扩展的框架，它具有一个包含基本服务的强健核心，其他功能则可通过扩展实现。Flask WSGI 组件采用 Werkzeug，模板渲染引擎采用Jinja2。Flask框架的核心是路由模块werkzeug及模板引擎 Jinja2，Flask常用的扩展包有操作数据库的Flask-SQLalchemy，用于插入脚本的Flask-script，管理迁移数据库的Flask-migrate以及Session存储方式指定的Flask-Session。

2.2 MVC模式

MVC 是一种使用 MVC（Model View Controller 模型-视图-控制器）设计创建 Web 应用程序的模式：

Model（模型）是应用程序中用于处理应用程序数据逻辑的部分，通常模型对象负责在数据库中存取数据。View（视图）是应用程序中处理数据显示的部分，通常视图是依据模型数据创建的。Controller（控制器）是应用程序中处理用户交互的部分，负责从视图读取数据，控制用户输入，并向模型发送数据。MVC 分层有助于管理复杂的应用程序，是程序员在一个时间内专门关注一个方面，同时也让应用程序的测试更加容易。MVC 分层同时也简化了分组开发。不同的开发人员可同时开发视图、控制器逻辑和业务逻辑。

3. 应用Flask框架设计网站

3.1 初始化

程序初始化代码如下：

所有 Flask 程序都必须创建一个程序实例。Web 服务器使用Web 服务器网关接口 WSGI协议，把接收自客户端的所有请求都转交给这个对象处理。程序实例app是 Flask 类的对象。Flask类的构造函数只有一个必须指定的参数，即程序主模块或包的名字。在大多数程序 中，Python 的 __name__ 变量就是所需的值。将构造函数的 name 参数传给 Flask 程序，Flask 用这个参数决定程序的根目录，以便稍后能够找到相对于程 序根目录的资源文件位置。

3.2 路由和视图函数

客户端（例如 Web 浏览器）把请求发送给 Web 服务器，Web服务器再把请求发送给程序实例。程序实例需要知道对每个 URL请求运行哪些代码，所以保存了一个URL 到Python 函数的映射关系。处理 URL 和函数之间关系的程序称为路由。在Flask程序中定义路由的最简便方式，是使用程序实例提供的 app.route 修饰器，把修饰的函数注册为路由。下面的例子说明了如何使用这个修饰器声明路由：

像home() 这样的函数称为视图函数（view function）。视图函数返回的响应可以是包含 HTML 的简单字符串，也可以是复杂的表单。

3.3 启动服务器

程序用run方法启动Flask集成的开发Web服务器：

__name__=='__main__' 是Python的常用方法，在这里确保直接执行这个脚本时才启动Web服务器。

3.4 读取表单

在编写URL处理函数时，除了配置URL外，从HTTP请求拿到用户数据也是非常重要的。Web框架都提供了自己的API来实现这些功能。Flask通过request.form['name']来获取表单的内容。

3.5 使用模板

Web应用不仅仅是处理逻辑，前端展示给用户的HTML页面也非常重要。HTML不仅要正确，还要通过CSS美化，再加上复杂的JavaScript脚本来实现各种交互和动画效果。因此生成HTML页面的难度很大。使用模板技术使得这一过程变得相对容易。模板是一个包含响应文本的文件，其中包含用占位变量表示的动态部分，其具体值只在请求的上下文中才能知道。使用真实值替换变量，再返回最终得到的响应字符串，这一过程称为渲染。为了渲染模板，Flask使用了一个名为Jinja2的强大模板引擎。

通 过MVC在Python代 码 中 处 理M：Model和C：Controller，而V：View是通过模板处理的，这样就成功地把Python代码和HTML代码最大限度地分离了。

使用模板的另一大好处是，模板改起来很方便，而且，改完保存后，刷新浏览器就能看到最新的效果，这对于调试HTML、CSS和JavaScript的前端工程师来说非常重要。在Jinja2模板中，用{{name }}表示一个需要替换的变量。很多时候，还需要循环、条件判断等指令语句，在Jinja2中，用{%... %}表示指令。

此外，Flask还有许多扩展程序包可供开发时使用，如用于高性能数据库访问的SQLAlchemy和用于表单编程的WTForm等等。

4. 结语

通过以上简单的步骤，使用Flask框架结合MVC编程模式，可以快速实现网站的开发，如果在网站中融入Bootstrap等前端模板，就可以开发出非常漂亮的基于Html5的响应式网站，相比其他开发语言，具有快速高效的优势。