青少年编程与数学 02-009 Django 5 Web 编程 02课题、开发环境

课题摘要: 本文详细介绍了搭建Django 5开发环境的方法。首先，需确保安装了Python，并建议使用最新版本。接着，通过创建虚拟环境来隔离项目依赖，可使用venv模块创建并激活虚拟环境，再利用pip安装Django。此外，推荐使用PyCharm或VSCode作为开发工具，它们提供代码补全、调试等功能。PyCharm可一键创建虚拟环境并自动激活，而VSCode需手动激活。虚拟环境有助于解决包依赖冲突，保持全局环境清洁，便于项目部署和多版本开发。无论是通过PyCharm还是命令行创建虚拟环境，都能有效管理项目依赖，确保开发效率和项目稳定性。

一、环境要求

要搭建 Django 5 的开发环境，你需要以下基本组件和步骤：

基本要求

• Python 版本：Django 5 支持 Python 3.10、3.11 和 3.12。建议使用最新版本的 Python 3，因为新版本通常更快、功能更丰富且支持更好。
• 操作系统：Django 可以在多种操作系统上运行，包括 Windows、Linux（如 Ubuntu）和 macOS。

安装步骤

1. 安装 Python：确保你的计算机上安装了 Python。可以从 Python 官方网站下载并安装。
2. 创建虚拟环境（推荐）：使用虚拟环境可以隔离项目依赖，避免不同项目之间的依赖冲突。可以使用 venv 模块创建虚拟环境：

   python -m venv myenv
   

   激活虚拟环境：
   • Windows：

     myenv\Scripts\activate
     

   • macOS/Linux：

     source myenv/bin/activate
     

3. 安装 Django：在虚拟环境中使用 pip 安装 Django：

   pip install django
   

   也可以使用国内镜像源加速安装：

   pip install django -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
   

其他工具

• 文本编辑器或 IDE：用于编写和管理代码。常见的选择有 VS Code、PyCharm 等。
• 版本控制系统：如 Git，用于代码版本管理和协作开发。

开发服务器

• Django 自带一个轻量级的开发服务器，可以在本地测试应用程序。启动开发服务器的命令是：

  python manage.py runserver
  

  访问 http://127.0.0.1:8000/ 即可看到你的 Django 应用程序。

通过以上步骤，你可以在本地计算机上搭建一个完整的 Django 5 开发环境，开始开发和测试你的 Web 应用程序。

二、使用 PyCharm

使用 PyCharm 构建 Django 5 开发环境是一个相对简单且高效的过程。以下是详细步骤：

安装 PyCharm

1. 下载 PyCharm：
   • 访问 JetBrains 官方网站，下载适合你操作系统的 PyCharm 版本。PyCharm 有 Community Edition 和 Professional Edition 两个版本，Community Edition 是免费的，但 Professional Edition 提供了更多功能，如 Django 支持、数据库工具等。
   • 安装 PyCharm 并启动它。

创建 Django 项目

1. 打开 PyCharm：

   • 启动 PyCharm 后，选择“Create New Project”。

2. 选择项目类型：

   • 在“New Project”窗口中，选择左侧的“Django”项目类型。
   • 输入项目名称和项目位置。

3. 配置 Python 解释器：

   • 选择一个已安装的 Python 解释器。如果没有，可以点击“+”号添加新的解释器。建议使用虚拟环境，PyCharm 可以帮助你创建虚拟环境。

4. 配置 Django：

   • 确保“Create a Django project”选项被选中。
   • 选择 Django 版本。如果 PyCharm 没有列出 Django 5，你可以手动安装 Django 5。

5. 完成项目创建：

   • 点击“Create”按钮，PyCharm 将创建一个新的 Django 项目，并自动配置好项目结构和依赖。

安装 Django 5

如果 PyCharm 在创建项目时没有自动安装 Django 5，你可以手动安装：

1. 打开终端：

   • 在 PyCharm 中，打开“Terminal”视图（通常在底部）。

2. 激活虚拟环境：

   • 如果你使用的是虚拟环境，确保它已经被激活。

3. 安装 Django 5：

   • 在终端中输入以下命令：

     pip install django
     

配置和运行项目

1. 配置项目：

   • 在 PyCharm 的项目视图中，找到 settings.py 文件，进行必要的配置，如数据库设置、应用配置等。

2. 运行开发服务器：

   • 在 PyCharm 中，右键点击 manage.py 文件，选择“Run ‘manage.py runserver’”。
   • PyCharm 将启动 Django 的开发服务器，并在浏览器中打开应用程序的首页。

使用 PyCharm 功能

• 代码补全和提示：PyCharm 提供强大的代码补全和提示功能，帮助你快速编写代码。
• 调试功能：使用 PyCharm 的调试工具，可以方便地调试 Django 应用程序，设置断点、查看变量等。
• 版本控制集成：PyCharm 支持 Git 等版本控制系统，方便进行代码版本管理和协作开发。

通过以上步骤，你可以在 PyCharm 中构建一个完整的 Django 5 开发环境，并利用 PyCharm 的强大功能进行高效的开发和调试。

三、使用 VSCode

使用 VSCode 构建 Django 5 开发环境的步骤如下：

安装 VSCode 和 Python

1. 下载并安装 VSCode：

   • 访问 VSCode 官方网站，下载并安装适合你操作系统的版本。

2. 安装 Python：

   • 确保你的计算机上安装了 Python。可以从 Python 官方网站下载并安装。建议使用 Python 3.10 或更高版本。

创建虚拟环境

1. 创建项目文件夹：

   • 在文件系统中创建一个新的文件夹，例如 django_project。

2. 打开 VSCode 并打开项目文件夹：

   • 打开 VSCode，点击“文件”菜单，选择“打开文件夹”，然后选择你创建的项目文件夹。

3. 创建虚拟环境：

   • 在 VSCode 的终端中，运行以下命令创建虚拟环境：

     python -m venv .venv
     

   • 激活虚拟环境：
     • Windows：

       .venv\Scripts\activate
       

     • macOS/Linux：

       source .venv/bin/activate
       

   • 确保虚拟环境已激活，VSCode 状态栏会显示虚拟环境的名称。

安装 Django

1. 安装 Django：
   • 在激活的虚拟环境中，使用 pip 安装 Django：

     pip install django
     

   • 验证 Django 是否安装成功，运行：

     python -m django --version
     

     应该显示 Django 的版本号。

创建 Django 项目

1. 创建 Django 项目：

   • 在 VSCode 的终端中，运行以下命令创建 Django 项目：

     django-admin startproject myproject .
     

   • 这将在当前文件夹中创建一个名为 myproject 的 Django 项目。

2. 启动开发服务器：

   • 在终端中运行：

     python manage.py runserver
     

   • 打开浏览器，访问 http://127.0.0.1:8000/，你应该能看到 Django 的欢迎页面。

配置 VSCode 插件

1. 安装 Python 插件：

   • 在 VSCode 的扩展市场中搜索并安装 Python 插件。

2. 安装 Django 插件：

   • 同样在扩展市场中搜索并安装 Django 插件，这将提供对 Django 代码的语法高亮和代码提示。

配置调试环境

1. 创建调试配置：
   • 在 VSCode 中，点击“运行”菜单，选择“添加配置…”，选择 Python，然后选择 Django。
   • 这将创建一个 launch.json 文件，配置好 Django 的调试设置。

通过以上步骤，你可以在 VSCode 中构建一个完整的 Django 5 开发环境，并利用 VSCode 的强大功能进行高效的开发和调试。

四、虚拟环境

Python 开发虚拟环境是一种隔离的环境，用于在你的计算机上创建一个独立的 Python 运行环境。它允许你在同一个机器上为不同的项目安装不同版本的 Python 包，而不会相互干扰。虚拟环境是 Python 开发中非常重要的工具，主要解决了包依赖和版本冲突的问题。以下是虚拟环境的一些关键特点和用途：

关键特点

• 隔离性：每个虚拟环境都是独立的，拥有自己的 Python 解释器和一套 Python 包。这意味着在一个虚拟环境中安装的包不会影响其他虚拟环境或全局 Python 环境。
• 灵活性：可以为不同的项目创建不同的虚拟环境，每个项目都可以使用最适合其需求的 Python 版本和包版本。
• 可移植性：虚拟环境可以轻松地复制和迁移。通过记录虚拟环境中的包依赖（通常使用 requirements.txt 文件），可以在不同的机器或环境中快速重建相同的开发环境。

用途

• 解决依赖冲突：不同项目可能需要不同版本的同一个包，使用虚拟环境可以避免这些版本冲突。
• 保持全局环境清洁：避免在全局 Python 环境中安装大量不必要的包，保持系统环境的整洁和稳定。
• 便于项目部署：通过虚拟环境，可以确保开发、测试和生产环境的一致性，减少因环境差异导致的问题。
• 支持多版本开发：可以同时开发和维护使用不同 Python 版本的项目。

创建和使用虚拟环境

Python 提供了 venv 模块来创建虚拟环境。以下是基本的步骤：

1. 创建虚拟环境：

   python -m venv myenv
   

   这将在当前目录下创建一个名为 myenv 的虚拟环境文件夹。

2. 激活虚拟环境：

   • Windows：

     myenv\Scripts\activate
     

   • macOS/Linux：

     source myenv/bin/activate
     

     激活后，命令行提示符通常会显示虚拟环境的名称，表示当前处于虚拟环境中。

3. 安装包：
   在虚拟环境中，使用 pip 安装包时，包将被安装到虚拟环境的 lib 目录下，而不会影响全局 Python 环境。

4. 退出虚拟环境：

   deactivate
   

   退出虚拟环境后，将回到全局 Python 环境。

通过使用虚拟环境，开发者可以更高效地管理项目依赖，确保项目的稳定性和可移植性。

五、虚拟环境比较

用 PyCharm 创建的虚拟环境和用 Python 命令行创建的虚拟环境在本质上是相同的，都是基于 Python 的 venv 模块创建的隔离环境。不过，两者在创建和管理过程中有一些区别和便利性的差异：

PyCharm 创建虚拟环境

• 集成性：

  • 项目关联：PyCharm 创建的虚拟环境通常与特定的项目关联，方便管理和切换。PyCharm 会在项目设置中自动配置虚拟环境的路径和解释器。
  • 一键配置：在创建项目时，PyCharm 提供了创建虚拟环境的选项。你可以直接在项目创建向导中选择创建虚拟环境，并设置相关参数（如虚拟环境的位置、Python 解释器版本等），无需手动执行命令。
  • 自动激活：当你在 PyCharm 中打开项目时，PyCharm 会自动激活对应的虚拟环境，无需手动激活。

• 可视化管理：

  • 界面操作：PyCharm 提供了图形界面来管理虚拟环境，包括查看虚拟环境中的包、安装和卸载包等操作。这使得管理虚拟环境更加直观和便捷。
  • 项目设置：在 PyCharm 的项目设置中，你可以轻松地切换虚拟环境、查看虚拟环境的详细信息，并进行其他相关配置。

• 集成开发环境支持：

  • 代码提示和补全：PyCharm 会根据虚拟环境中的包提供代码提示和补全功能，确保代码的准确性和开发效率。
  • 调试和运行：PyCharm 的调试和运行功能会自动使用虚拟环境中的解释器和包，无需额外配置。

Python 命令行创建虚拟环境

• 灵活性：

  • 手动控制：使用命令行创建虚拟环境时，你可以更灵活地选择虚拟环境的位置和名称。例如，可以在任何目录下创建虚拟环境，并根据需要命名。
  • 跨环境适用：命令行创建的虚拟环境不依赖于特定的 IDE，可以在不同的开发环境中使用。例如，你可以在 VSCode、Sublime Text 或其他编辑器中使用同一个虚拟环境。

• 手动管理：

  • 手动激活：需要手动激活虚拟环境，使用命令如 source myenv/bin/activate（macOS/Linux）或 myenv\Scripts\activate（Windows）。
  • 手动配置：在使用命令行创建的虚拟环境时，需要手动配置项目的解释器和环境变量，确保项目使用正确的虚拟环境。

• 简洁性：

  • 简单命令：创建虚拟环境的命令非常简单，只需一行命令即可完成。例如：

    python -m venv myenv
    

总的来说，PyCharm 创建的虚拟环境提供了更集成和便捷的管理方式，适合在 PyCharm IDE 中进行开发和管理。而使用 Python 命令行创建的虚拟环境则提供了更大的灵活性和手动控制能力，适合需要在不同环境或编辑器中使用虚拟环境的场景。选择哪种方式取决于你的具体需求和开发习惯。