Python和JavaScript间交换数据的方法-Python教程-PHP中文网

它有什么作用?

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Python和JavaScript间交换数据的方法

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May 11, 2023 pm 11:04 PM

javascript python

telepath是一个Django库，用于在Python和JavaScript之间交换数据，使您可以构建具有丰富客户端接口的应用程序，同时将业务逻辑保留在服务器端代码中。

它有什么作用?

它提供了一种将包括Python对象在内的结构化数据打包为JSON可序列化格式的机制。通过向相应的JavaScript实现注册该机制，可以扩展该机制以支持任何Python类。然后，打包的数据可以包含在HTTP响应中，并在JavaScript中解压缩以获得与原始数据等效的数据结构。

安装方法

pip install telepath

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并将'telepath'添加到项目的INSTALLED_APPS。

简介

假设我们正在构建一个用于玩跳棋的Django应用。我们已经花费了数天或数周的时间，构建了游戏规则的Python实现，并提供了代表当前游戏状态和各个部分的类。但是，我们还希望为播放器提供一个适当友好的用户界面，这意味着该是我们编写JavaScript前端的时候了。我们的UI代码不可避免地将拥有自己的对象，这些对象代表不同的角色，镜像我们正在服务器上跟踪的数据结构——但我们无法发送Python对象，因此将这些数据发送到客户端通常将意味着设计游戏状态的JSON表示形式，并在两端分别设计大量样式代码，遍历数据结构以在本机对象之间来回转换。让我们看看telepath如何简化该过程。

一个完整的跳棋游戏对于本教程来说有点太多了，所以我们只选择渲染这一步...

在Python环境中，创建一个新的Django项目：

pip install "Django>=3.1,<3.2" django-admin startproject draughts cd draughts ./manage.py startapp games

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在draughts / settings.py的INSTALLED_APPS列表中添加'games'。

为简单起见，在本示例中，我们将不涉及数据库，而是将游戏状态表示为普通的Python类而不是Django模型。修改games/views.py，如下所示：

from django.shortcuts import render   class Piece:     def __init__(self, color, position):         self.color = color         self.position = position   class GameState:     def __init__(self, pieces):         self.pieces = pieces      @staticmethod     def new_game():         black_pieces = [             Piece(&#39;black&#39;, (x, y))             for y in range(0, 3)             for x in range((y + 1) % 2, 8, 2)         ]         white_pieces = [             Piece(&#39;white&#39;, (x, y))             for y in range(5, 8)             for x in range((y + 1) % 2, 8, 2)         ]         return GameState(black_pieces + white_pieces)   def game(request):     game_state = GameState.new_game()      return render(request, &#39;game.html&#39;, {})

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如下所示创建games/templates/game.html：

<!doctype html> <html>     <head>         <title>Draughts</title>         <script>             document.addEventListener('DOMContentLoaded', event => {                 const gameElement = document.getElementById('game');                 gameElement.innerHTML = 'TODO: render the board here'             });         </script>     </head>     <body>         <h2>Draughts</h2>         <div id="game">         </div>     </body> </html>

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将新视图添加到draughts/urls.py:

from django.contrib import admin from django.urls import path  from games.views import game  urlpatterns = [     path('', game),     path('admin/', admin.site.urls), ]

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现在，使用./manage.py runserver启动服务器，并访问http：// localhost：8000 /。

到目前为止，我们已经创建了一个代表新游戏的GameState对象——现在是时候引入telepath，以便我们可以将该对象传输到客户端。执行下面命令：

pip install telepath

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并将'telepath'添加到draughts / settings.py中的INSTALLED_APPS列表中。现在编辑games/views.py文件：

import json from django.shortcuts import render from telepath import JSContext  # ...  def game(request):     game_state = GameState.new_game()      js_context = JSContext()     packed_game_state = js_context.pack(game_state)     game_state_json = json.dumps(packed_game_state)      return render(request, 'game.html', {         'game_state_json': game_state_json,     })

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这里JSContext是一个帮助工具，用于管理游戏状态对象到我们可以在Javascript中使用的表示形式的转换。js_context.pack接受该对象并将其转换为可以JSON序列化并传递到我们的模板的值。但是，现在重新加载页面失败，并出现以下形式的错误：don't know how to pack object:

这是因为GameState是Telepath尚不知道如何处理的自定义Python类型。传递给pack的任何自定义类型必须链接到相应的JavaScript实现;这是通过定义Adapter对象并将其注册到telepath来完成的。如下更新game / views.py：

import json from django.shortcuts import render from telepath import Adapter, JSContext, register  # ...  class GameState:     # keep definition as before   class GameStateAdapter(Adapter):     js_constructor = 'draughts.GameState'      def js_args(self, game_state):         return [game_state.pieces]      class Media:         js = ['draughts.js']   register(GameStateAdapter(), GameState)

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此处js_constructor是JavaScript构造函数的标识符，该标识符将用于在客户端上构建GameState实例，并且js_args定义了将传递给此构造函数的参数列表，以重新创建给定game_state对象的JavaScript对应对象。Media类指示文件，该文件遵循Django对格式媒体的约定，可在其中找到GameState的JavaScript实现。稍后我们将看到此JavaScript实现的外观，现在，我们需要为Piece类定义一个类似的适配器，因为我们对GameStateAdapter的定义取决于是否能够打包Piece实例。将以下定义添加到games/views.py：

class Piece:     # keep definition as before   class PieceAdapter(Adapter):     js_constructor = 'draughts.Piece'      def js_args(self, piece):         return [piece.color, piece.position]      class Media:         js = ['draughts.js']   register(PieceAdapter(), Piece)

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重新加载页面，您将看到错误提示消失了，这表明我们已成功将GameState对象序列化为JSON并将其传递给模板。现在，我们可以将其包含在模板中-编辑games/templates/game.html：

<body>        <h2>Draughts</h2>        <div id="game" data-game-state="{{ game_state_json }}">        </div>    </body>

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再次重新加载页面，并在浏览器的开发人员工具中检查游戏元素(在Chrome和Firefox中，右键单击TODO注释，然后选择Inspect或Inspect Element)，您将看到GameState对象的JSON表示，准备好解压成完整的JavaScript对象。

除了将数据打包成JSON可序列化的格式外，JSContext对象还跟踪将数据解压缩所需的JavaScript媒体定义，作为其媒体属性。让我们更新游戏视图，以将其也传递给模板-在games/views.py中：

def game(request):     game_state = GameState.new_game()      js_context = JSContext()     packed_game_state = js_context.pack(game_state)     game_state_json = json.dumps(packed_game_state)      return render(request, 'game.html', {         'game_state_json': game_state_json,         'media': js_context.media,     })

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将下面代码添加到games / templates / game.html中的HTML头文件中：

<head>         <title>Draughts</title>         {{ media }}         <script>             document.addEventListener('DOMContentLoaded', event => {                 const gameElement = document.getElementById('game');                 gameElement.innerHTML = 'TODO: render the board here'             });         </script>     </head>

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重新加载页面并查看源代码，您将看到这带来了两个JavaScript包括 —— telepath.js(客户端telepath库，提供解包机制)和我们在适配器定义中指定的draughts.js文件。后者尚不存在，所以让我们在games / static / draughts.js中创建它：

class Piece {     constructor(color, position) {         this.color = color;         this.position = position;     } } window.telepath.register('draughts.Piece', Piece);   class GameState {     constructor(pieces) {         this.pieces = pieces;     } } window.telepath.register('draughts.GameState', GameState);

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这两个类定义实现了我们先前在适配器对象中声明的构造函数-构造函数接收的参数是js_args定义的参数。window.telepath.register行将这些类定义附加到通过js_constructor指定的相应标识符。现在，这为我们提供了解压缩JSON所需的一切-回到games / templates / game.html中，更新JS代码，如下所示：

<script>            document.addEventListener('DOMContentLoaded', event => {                const gameElement = document.getElementById('game');                const gameStateJson = gameElement.dataset.gameState;                const packedGameState = JSON.parse(gameStateJson);                const gameState = window.telepath.unpack(packedGameState);                console.log(gameState);            })        </script>

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您可能需要重新启动服务器以获取新的games/static文件夹。重新加载页面，然后在浏览器控制台中，您现在应该看到填充了Piece对象的GameState对象。现在，我们可以继续在games/static/draughts.js中填写渲染代码：

class Piece {     constructor(color, position) {         this.color = color;         this.position = position;     }      render(container) {         const element = document.createElement('div');         container.appendChild(element);         element.style.width = element.style.height = '24px';         element.style.border = '2px solid grey';         element.style.borderRadius = '14px';         element.style.backgroundColor = this.color;     } } window.telepath.register('draughts.Piece', Piece)   class GameState {     constructor(pieces) {         this.pieces = pieces;     }      render(container) {         const table = document.createElement('table');         container.appendChild(table);         const cells = [];         for (let y = 0; y < 8; y++) {             let row = document.createElement(&#39;tr&#39;);             table.appendChild(row);             cells[y] = [];             for (let x = 0; x < 8; x++) {                 let cell = document.createElement(&#39;td&#39;);                 row.appendChild(cell);                 cells[y][x] = cell;                 cell.style.width = cell.style.height = &#39;32px&#39;;                 cell.style.backgroundColor = (x + y) % 2 ? &#39;silver&#39;: &#39;white&#39;;             }         }          this.pieces.forEach(piece => {             const [x, y] = piece.position;             const cell = cells[y][x];             piece.render(cell);         });     } } window.telepath.register('draughts.GameState', GameState)

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在games/templates/game.html中添加对render方法的调用：

<script>             document.addEventListener('DOMContentLoaded', event => {                 const gameElement = document.getElementById('game');                 const gameStateJson = gameElement.dataset.gameState;                 const packedGameState = JSON.parse(gameStateJson);                 const gameState = window.telepath.unpack(packedGameState);                 gameState.render(gameElement);             })         </script>

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重新加载页面，您将看到我们的跳棋程序已准备就绪，可以开始游戏了。

让我们快速回顾一下我们已经取得的成果：
我们已经打包和解包了自定义Python / JavaScript类型的数据结构，而无需编写代码来递归该结构。如果我们的GameState对象变得更复杂(例如，“棋子”列表可能变成棋子和国王对象的混合列表，或者状态可能包括游戏历史)，则无需重构任何数据打包/拆包逻辑，除了为每个使用的类提供一个适配器对象。
仅提供了解压缩页面数据所需的JS文件-如果我们的游戏应用程序扩展到包括Chess，Go和Othello，并且所有生成的类都已通过Telepath注册，则我们仍然只需要提供与跳棋知识相关的代码。

即使我们使用任意对象，也不需要动态内联JavaScript —— 所有动态数据都以JSON形式传递，并且所有JavaScript代码在部署时都是固定的(如果我们的网站强制执行CSP，这一点很重要)。

以上是Python和JavaScript间交换数据的方法的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！

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