Django讲课笔记01：初探Django框架
文章目录
- 一、学习目标
- 二、课程导入
- （一）课程简介
- （二）课程目标
- （三）适用人群
- （四）教学方式
- （五）评估方式
- （六）参考教材
- 三、新课讲授
- （一）Django简介
- （二）Django版本
- 1. Django 1.11（2017年3月发布）
- 2. Django 2.0（2017年12月发布）
- 3、Django 2.1（2018年8月发布）
- 4、Django 2.2（2019年4月发布）
- 5、Django 3.0（2019年12月发布）
- 6、Django 3.1（2020年8月发布）
- 7、Django 3.2（2021年4月发布）
- 8、Django 4.0（2022年12月发布）
- 9、Django 5.0（2023年12月发布）
- （三）Django与Python的对应关系
- （四）Django的特点
- （五）MVC模式
- 1、MVC概念
- 2、MVC示意图
- 3、MVC优势
- （六）MVT模型
- 1、MTV定义
- 2、MTV示意图
- 3、MTV优势
- （七）Web开发前端和后端
- 1、Web前端开发
- 2、Web后端开发
- 四、课堂小结
一、学习目标
- 了解Django框架
- 了解Django版本与Python版本的对应关系
- 了解Django的特点
- 了解MVC模式的优势
- 了解MTV模式的优势
二、课程导入
（一）课程简介
- Django是一款基于Python语言的开源Web应用框架，以其高效、简洁的设计而备受开发者欢迎。本课程旨在向学生介绍Django框架的基本概念、核心特性以及与Python语言的结合。在学习Django之前，建议学生具备HTML、CSS和JavaScript的基础知识，以更好地理解和应用框架。
（二）课程目标
- Django框架基础：学生将了解Django框架的核心概念，包括模型（Model）、视图（View）、模板（Template）等。
- 版本与对应关系：学习Django不仅需要了解其基础，还需要明确不同版本与Python版本之间的对应关系，确保在实际开发中选择合适的环境。
- Django特点：了解Django的特点，包括对象关系映射（ORM）、URL设计、模板系统等，为构建高效的Web应用奠定基础。
- MVC与MVT：对比传统的MVC（Model-View-Controller）模式和Django采用的MVT（Model-View-Template）模式，理解其优势和适用场景。
（三）适用人群
- 本课程适合有一定Python编程基础，同时对Web开发有兴趣的学生。特别推荐已经学习过HTML、CSS和JavaScript的同学，以更好地理解Django框架的前后端交互。
（四）教学方式
- 理论讲解：介绍Django框架的基本概念、版本与对应关系、特点以及MVT模型等。
- 实际操作：通过实例演示，带领学生搭建Django开发环境，创建简单的Web应用，并进行基本的功能开发。
- 项目实践：学生将参与一个小型Django项目，通过实际开发提升对框架的熟练程度。
（五）评估方式
- 考勤：占总成绩20%，要求学生积极参与课堂讨论和实际操作。
- 作业：占总成绩30%，包括完成课后作业、小项目以及相关实践任务。
- 期末检测：占总成绩50%，考察学生对Django框架的理解程度，包括理论知识和实际应用能力。
（六）参考教材
- 《精通Django 3 Web开发》
- Django 4 中文教程（https://www.w3cschool.cn/django4/）
- 通过本课程的学习，学生将建立起对Django框架的深刻理解，为未来的Web开发工作奠定坚实的基础。
三、新课讲授
（一）Django简介
- Django，诞生于2005年7月，是一款遵守BSD版权的开源Web应用框架。以其MVT设计模式著称，模型（Model）、视图（View）和模板（Template）的巧妙结合使得Web开发更为高效。Django不仅提供了强大的对象关系映射（ORM）功能，还拥有灵活的URL设计和可扩展的模板系统。作为Python语言的杰出代表，Django在构建高质量、可维护性强的Web应用方面表现出色。
（二）Django版本
- Django是一个开源的Web应用框架，自2017年以来，经历了多个版本的演化和更新，不断提升其功能和性能。以下是Django从2017年到2023年的主要版本演化情况：
1. Django 1.11（2017年3月发布）
- 引入了Subquery表达式，增强了数据库查询功能。
- 提供了更好的Template模块，改进了模板渲染引擎。
2. Django 2.0（2017年12月发布）
- 弃用了对Python 2的支持，仅支持Python 3.4及以上版本。
- 引入了path()和re_path()等新的URL模式匹配函数。
- 改进了Model和QuerySet，增加了新的数据库特性。
3、Django 2.1（2018年8月发布）
- 加强了对Python 3.7的支持。
- 引入了django.db.models.JSONField，提供对JSON数据的原生支持。
- 增加了django.test模块中的新功能，简化了测试流程。
4、Django 2.2（2019年4月发布）
- 提供了对MariaDB数据库的支持。
- 引入了django.test.Client的ASGI支持，为异步视图提供更好的测试工具。
- 更新了security.txt模板，帮助网站所有者定义安全报告的接收方式。
5、Django 3.0（2019年12月发布）
- 引入了支持ASGI（异步服务器网关接口）的Django Channels，使Django能够处理异步请求。
- 移除了对Python 3.5的支持，仅支持Python 3.6及以上版本。
- 改进了Model和QuerySet，增加了更多数据库相关功能。
6、Django 3.1（2020年8月发布）
- 加强了django.db.models.JSONField，支持更多数据库后端。
- 引入了StrictDateTime，在模型中使用DateTimeField时提供更加严格的日期时间处理。
- 更新了EmailValidator，支持国际化域名（IDN）。
7、Django 3.2（2021年4月发布）
- 提供了对PostgreSQL 13的支持。
- 引入了django.views.View的新特性，支持基于类的视图的更多定制选项。
- 改进了Model，支持更多数据库相关特性。
8、Django 4.0（2022年12月发布）
- 加强对Python 3.9及以上版本的支持。
- 引入更多先进的功能，以适应Web开发的最新趋势和需求。
9、Django 5.0（2023年12月发布）
- Django 5.0 支持 Python 3.10、3.11 和 3.12。开发团队建议用户使用每个 Python 分支的最新版本。
- Django 5.0 引入了字段组 (field group) 和字段组模板 (field group templates) 的概念。该特性简化了 Django 表单字段相关元素的渲染，例如标签、小部件、帮助文本和错误等。
- 新的 Field.db_default 参数用于设置数据库计算 (database-computed) 的默认值。
- 新的 GeneratedField 支持创建数据库生成的列。该字段可在所有支持的数据库后端上使用，以创建始终根据其他字段计算的字段。
（三）Django与Python的对应关系
| Django版本 | Python版本 |
|---|---|
| Django 1.8 | Python 2.7, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5 |
| Django 1.9, 1.10 | Python 2.7, 3.4, 3.5 |
| Django 1.11 | Python 2.7, 3.4, 3.5, 3.6 |
| Django 2.0 | Python 3.4, 3.5, 3.6, 3.7 |
| Django 2.1, 2.2 | Python 3.5, 3.6, 3.7 |
| Django 3.0, 3.1 | Python 3.6, 3.7, 3.8 |
| Django 4.0, 4.1, 4.2 | Python 3.8, 3.9, 3.10 |
| Django 5.0 | Python 3.10, 3.11, 3.12 |
（四）Django的特点
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Django以其卓越的特点而闻名于业界，让我们一起深入了解这些特性。
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首先，Django采用了强大的对象关系映射（ORM）机制，通过映射类构建数据模型，实现了业务对象与数据库的精准映射。这使得开发者可以更专注于业务逻辑，而无需过多关心数据库底层细节。
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在URL设计方面，Django展现了其灵活性和强大性。它支持设计任意URL，并可运用正则表达式实现更加复杂的URL匹配，为开发者提供了极大的设计自由度。
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Django的模板系统同样令人惊叹。它提供了一套可扩展的模板语言，支持模板之间的继承，使得页面设计变得高效而灵活。开发者可以轻松创建出美观而富有交互性的页面。
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在表单处理方面，Django引入了便捷的表单模型生成机制，同时内置了有效性检验功能，使得表单处理变得更为简单而安全。
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Django还以其完善的Cache系统脱颖而出，支持多种缓存方式，为应对高流量和大规模应用提供了强有力的支持。
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Auth认证系统是Django的又一瑰宝，它不仅提供了全面的用户认证和权限设置功能，而且具有高度可扩展性，满足了各种复杂业务场景的需求。
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国际化是当今Web应用不可或缺的一部分，而Django的内置国际化系统使得开发多语言网站变得轻而易举。这为开发者打开了全球用户的大门，让应用更具国际竞争力。
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最后，Django还引以为豪的是其强大的Admin后台系统。内置的管理系统不仅易于使用，而且具有强大的扩展性，让开发者可以轻松管理和监控应用。
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总的来说，Django凭借其ORM、灵活的URL设计、强大的模板系统、方便的表单处理、完善的Cache系统、全面的Auth认证系统、国际化支持和强大的Admin后台系统等特点，成为众多开发者心中的首选。
（五）MVC模式
1、MVC概念
- MVC（Model-View-Controller）是一种软件架构模式，将软件系统分为三个核心组件：模型（Model）、视图（View）和控制器（Controller）。其优势在于低耦合、开发迅速、部署便捷、可重用性高、维护成本低。模型负责业务逻辑和数据处理，视图展示用户界面，控制器协调模型和视图之间的交互。简而言之，MVC模式提供了一种有序且可维护的软件设计方案。
2、MVC示意图
- MVC简易图
- 用户操作流程图
3、MVC优势
- MVC（Model-View-Controller）模式的优势显而易见。首先，其低耦合性使得各组件相互独立，修改其中一个不会影响其他部分，提高了系统的灵活性。其次，MVC架构能够加速开发过程，通过明确的分工，开发人员能够并行工作，提高了开发效率。部署方便，模块化的设计使得系统部署更为简便。可重用性高和维护成本低是由于模块化结构的设计，使得代码可维护性强，容易重用，降低了系统维护的难度。MVC的优势在于提供了一种清晰、高效、可维护的软件设计范式。
（六）MVT模型
1、MTV定义
- MTV（Model-Template-View）模式是Django框架的软件设计范式。模型（Model）负责数据处理，视图（View）处理业务逻辑和调用模型、模板（Template）负责页面渲染。MTV模式在实现各组件间松耦合的同时，保持了清晰的分工，使得开发者能够更专注于业务逻辑和用户界面。通过URL分发器协调各组件工作，实现了灵活、可维护的Web应用开发，使得开发过程更为高效。
2、MTV示意图
3、MTV优势
- MTV（Model-Template-View）模式是Django框架的软件设计典范，具有显著的优势。该模式通过模型（Model）、模板（Template）、视图（View）的清晰分工，实现了业务逻辑与数据模型的高度解耦。这种松耦合性使得开发更为灵活、可维护，并提高了代码的可重用性。MTV模式同时充分发挥了Django框架在处理URL分发和页面渲染方面的优势，使得Web应用的开发更加高效，为开发者提供了强大的工具和结构。
（七）Web开发前端和后端
1、Web前端开发
- Web前端开发是构建用户在浏览器中交互的一部分，涉及HTML、CSS和JavaScript等技术。HTML定义页面结构，CSS负责样式美化，JavaScript实现页面动态交互。前端开发关注用户体验，确保网站在各种设备上都具有良好的可访问性。现代前端开发涉及众多框架和工具，如React、Vue和Webpack等，提高开发效率。前端工程师需关注不断变化的技术趋势，同时与后端开发协同工作，共同构建功能强大、用户友好的Web应用。
2、Web后端开发
- Web后端开发是构建网站、应用程序背后逻辑和数据处理的关键部分。后端负责处理用户请求，与数据库交互，执行业务逻辑，并生成动态内容供前端展示。常见后端开发语言包括Python、Java、Node.js等，框架如Django、Flask、Spring等提供了便捷工具。合理的后端设计确保系统稳定、安全，并支持前后端协同工作。通过API，后端与前端实现数据交互，共同构建出功能强大、响应迅速的Web应用。
四、课堂小结
- 在本节课中，我们深入探讨了Django框架的基本概念、版本演化、特点以及与Python版本的对应关系。学生们不仅了解了Django的核心组件MVT模型，还学习了MVC模式的优势。通过版本对比和演化历程，我们更好地理解了Django的发展轨迹。此外，课程还简要介绍了Web前端和后端开发，强调了它们在构建功能强大、用户友好的Web应用中的协同作用。在接下来的实际操作和项目实践中，学生将有机会深入应用所学知识，提升Django开发技能。