Django簡介

​ Django是一個由Python寫成的開放源代碼的Web應用框架，它最初是被用來開發管理勞倫斯出版集團旗下的一些以新聞內容為主的網站，即CMS(內容管理系統)軟件。 並於2005年7月在 BSD 許可證下發布。這套框架是以比利時的吉普賽爵士吉他手 Django Reinhardt 來命名的。由於 Django 的是在一個快節奏的新聞編輯室環境下開發的，它的目的是使常見的 Web 開發任務，快速和容易。

Django官網：https://www.djangoproject.com/

Django中文網：https://www.django.cn

Django的框架模式

• Django採用了MTV設計模式

  M	Models	模型
  T	Templates	模板
  V	Views	視圖

Django是一個Web應用框架，他是如何處理請求和響應的

URL ( urls.py )請求調度,當有緩存頁面的時候直接返回內容。
視圖函數( view.py )執行所請求的操作,通常包括讀寫數據庫。
模型( models.py )定義了 Python 中的數據並與之交互。通常包含在一個關係數據庫( MySQL、PostgreSQL SQLite 等),其他數據存儲是可能的( XML、文本文件、LDAP、等)。
請求執行任務后,視圖返回一個 HTTP 響應對象(通常是經過數據處理的一個模板)。可選的：視圖可以保存一個版本的 HTTP 響應對象,返回攜帶一個時間戳，來告訴瀏覽器這個視圖的更新時間。
模板通常返回 HTML 頁面。Django 模板語言提供了 HTML 的語法及邏輯。

安裝

第一行和第三行都可以隨便使用

網絡不好用第三行

pip install Django==2.1
#用國內的鏡像網站,如下
pip install Django==2.1 -i https://pypi.douban.com/simple

導入Django模塊

import django
print(django.get_version())
#結果:
2.1

基本配置

常用命令

查看django版本

python -m django --version
#結果
2.1

創建項目命令,項目名稱是mysite

django-admin startproject mysite

創建應用程序命令，確保在manage.py文件時在同一個目錄

#如果我們在項目外面，先要進入項目里
cd mysite
#windows使用dir查看當前在哪裡,如果有manage.py就代表我們可以正確使用下面的命令
#創建應用程序
python manage.py startapp app01

啟動django

python manage.py runserver
#默認端口是8000
#使用上面的命令就可以了，下面不經常用
#改端口
python manage.py runserver 8080
#改訪問地址和端口
python manage.py runserver 0.0.0.0:8080

生成模型變化遷移文件

python manage.py makemigrations

運行模型遷移文件遷移到數據庫中

python manage.py migrate

創建管理用戶

python manage.py createsuperuser
user:輸入:admin
email:不寫也行
password:輸入：admin123
驗證password:輸入：admin123
 讓你確認：輸入:y
    

注：自動重新加載 runserver，根據需要開發服務器自動重新加載Python代碼為每個請求。您不需要重新啟動服務器代碼更改生效。然而，像添加文件某些操作不觸發重新啟動，所以你必須重新啟動在這些情況下的服務器。

基本目錄結構及作用：
mysite/ # 項目的容器,名字隨便起
manage.py # 命令行實用工具,以各種方式與該Django項目進行交互
mysite/ # 實際的Python項目
init.py # 空文件,導入不出錯
settings.py # 這個Django項目配置
urls.py # 這個Django項目的URL聲明; 一個Django驅動網站的“目錄”
wsgi.py # 一個入口點為WSGI兼容的Web服務器，以滿足您的項目

Django自帶數據庫，我們也可以選擇不更改，項目開發中一般會更改使用的數據庫，更改數據庫配置在settings.py文件里

由於Django內部連接MySQL時使用的是MySQLdb模塊

目前可以使用mysql來代替pymysql了

我們需要去下載mysql

pip install mysql

在settings中修改DATABASES

DATABASES = {
    'default'{
        'ENGINE':'django.db.backends.mysql',
        'NAME':'你的數據庫名稱',
        'USER':'你的用戶名',
        'PASSWORD':'你的密碼',
        'HOST':'127.0.0.1',
        'PORT':'3306',
    }           
}

模板

也在settings里修改，主要放html文件

TEMPLATE_DIRS = (
os.path.join(BASE_DIR,'templates'),
)

靜態文件

也在settings里修改，放css,js等文件

STATICFILES_DIRS = (
os.path.join(BASE_DIR,'static'),
)

路由系統

路由系統就像我們我們的書本的目錄，書本的目錄會告訴你那一頁是什麼，你翻到那一頁就能看到相關的文字，路由系統就是，你對這個路由系統里的一個url地址發起了請求，路由系統會到對應的views函數去進行相關的處理，即這個url要用某個指定的views函數去處理。

來看下示例，django是怎麼規定構造路由的

from app01 import views
urlpatterns = [
    path(r'^login$',views.LoginView),
    path(r'^register$',views.RegisterView)，
]

from app1 import views
urlpatterns = [
url(r'^manage1/(\d)', views.manage1),
url(r'^manage2/(?P\w)/(?P\d)', views.manage2),
url(r'^manage3/(?P\w)', views.manage3,{'id':333}),]

注意：

url多傳一個參數，那views對應的函數就要多接收一個參數

要不然會報錯的

二級路由

如果映射url太多了，全寫在一個urls.py文件里顯得繁瑣，所以出現了二級路由

就是項目的urls.py文件負責接收客戶發過來請求它判斷你傳來的東西有沒有它下面應用里的urls.py文件里有沒有，如果有就告訴應用的的urls來接收，讓它去處理，沒有就給你報錯

一級路由寫法

項目的urls.py文件里

from django.urls import path, include
urlpatterns = [
    path(r'app01/',include('app1.urls'))
]

Django是如何處理一個請求的

當用戶請求從您的 Django 的網站頁面，這是該系統遵循以確定哪些 Python 代碼執行的算法：

Django 請求是 URL 配置模塊配置。通常通過值 ROOT_URLCONF 設置，但如果傳入 HttpRequest 對象具有 urlconf 屬性（由中間件設置），它的值將代替的可以使用 ROOT_URLCONF 的設置。
Django 的負載是 Python 模塊並尋找變量 urlpatterns。這是一個 django.conf.urls.url() 實例。
Django 的貫穿每個 URL 模式，從而，在所請求的 URL 匹配的第一個停止。
一旦某個正則表達式相匹配，就運行相對應的視圖函數(或基於類的視圖)。該視圖被傳遞以下參數：
HttpRequest 對象。
如果匹配的正則表達式沒有返回命名組，然後從正則表達式比賽是作為位置參數。
關鍵詞參數是由由正則表達式匹配的任何命名組，由指定的可選參數的任何覆蓋的 kwargs參數 django.conf.urls.url()。
如果沒有正則表達式匹配，或者如果一個異常在這個過程中的任何一點時提出，Django的調用適當的錯誤處理視圖。

官方示例

from django.conf.urls import url

from . import views

urlpatterns = [
url(r'^articles/2003/$', views.special_case_2003),
url(r'^articles/([0-9]{4})/$', views.year_archive),
url(r'^articles/([0-9]{4})/([0-9]{2})/$', views.month_archive),
url(r'^articles/([0-9]{4})/([0-9]{2})/([0-9]+)/$', views.article_detail),]

注意事項：

要捕獲從URL中的值，用 括號括起來，會當參數傳入views視圖

沒有必要添加一個斜體，因為每個URL都有。例如，它^articles不是^/articles.

在‘r’前面的每一個正則表達式是可選的，建議，它告訴python字符串是原始的，沒有字符要轉義

舉例請求：

請求/articles/2005/03/將匹配列表中的第三項，Django將調用該函數。

views.month_archive(request,‘2005’,‘03’)

/articles/2005/3/ 不會匹配任何 URL 模式，因為在列表中的第三項中需要兩位数字的月份。

/articles/2003/ 將匹配的列表，而不是第二個第一圖案，因為該圖案，以便測試，第一個是在第一測

試通過。隨意利用順序插入特殊情況是這樣的。在這裏，Django的將調用該函數

views.special_case_2003(request)

/articles/2003 不匹配任何這些模式，因為每個模式要求 URL 以斜線結束。

/articles/2003/03/03/ 將匹配的最終格局。Django 的將調用該函數。

views.article_detail(request,’2003′, ’03’, ’03’)

命名組

上面的例子使用了簡單的，非命名的正則表達式組（通過括號）來捕獲URL的位，並通過他們的位置參數的視圖，在更高級的用法，它可以使用命名正則表達式組成來捕獲URL位，將它們作為關鍵字參數傳遞給視圖。

例子：

from django.conf.urls import url
from .import views
urlpatterns = [
    url(r'^articles/2003/$',views.special_case_2003),
    url(r'^articles/(?P[0-9]{4})/$',views.year_archive),
    url(r'^articles/(?P[0-9]{4})/(?P[0-9]{2})/$', views.month_archive),
    url(r'^articles/(?P[0-9]{4})/(?P[0-9]{2})/(?P[0-9]{2})/$',views.article_detail),
]

這正好完成同樣的事情，前面的例子，一個細微的差別：捕獲的值傳遞給查看功能作為關鍵字參數，而不是位置參數。例如：

請求/articles/2005/03/會調用函數來代替，views.month_archive(request, year=’2005′,month=’03’)views.month_archive(request, ‘2005’, ’03’)
請求/articles/2003/03/03/會調用該函數，views.article_detail(request, year=’2003′,month=’03’, day=’03’)
在實踐中，這意味着你的 URLconf 稍微更明確，不容易參數順序錯誤 – 你可以在你的意見’函數定義重新排序的參數。當然，這些優點來在簡短的費用; 一些開發任務命名組的語法醜陋，太冗長。

匹配/分組算法
這裏的URL配置解析器遵循算法，相對於正則表達式命名組與非命名組：

如果有任何命名參數，它會使用這些，而忽略非命名參數。
否則，它會通過所有非命名參數作為位置參數。
在這兩種情況下，被賦予按任何額外的關鍵字參數傳遞額外的選項來查看功能也將被傳遞給視圖請求/articles/2005/03/會調用函數來代替，views.month_archive(request,year=‘2005’,month=‘03’)

3> What the URLconf searches against
The URLconf searches against the requested URL, as a normal Python string. This does not include GET or POST parameters, or the domain name.

For example, in a request to https://www.example.com/myapp/, the URLconf will look for myapp/.

In a request to https://www.example.com/myapp/?page=3, the URLconf will look for myapp/.

該URL配置不看請求方法。換言之，所有的請求的方法，GET，POST 等將被路由到為相同的URL，相同的功能。

4> 捕獲的參數總是字符串
每個捕獲的參數發送到視圖作為普通的 Python 字符串，無論什麼樣的匹配正則表達式匹配。

例如，在該URL配置行：

url(r’^articles/(?P[0-9]{4})/$’, views.year_archive),
…的 year參數傳遞給 views.year_archive()將是一個字符串，

不是一個整數，即使 [0-9]{4} 將只匹配整数字符串。

5> 指定view的默認設置
一個方便的技巧是你的觀點的論據指定默認參數。下面是一個例子的 RLconf 和看法：

urlconf

from django.conf.urls import url
from . import views
urlpatterns = [
    url(r'^blogs/$',views.page),
    url(r'blog/page(?P[0-9]+)/$',views.page),
]

views.py

def page(request,num='1'):
    '''
    處理語句塊
    '''

視圖層

對邏輯負責處理用戶的請求並返回相應，返回可以是HTML內容的網頁，或者重定向，或者錯誤，或者字典

每個應用都有views.py文件

返回快捷鍵功能

render()
render(request,template_name,context=None,content_type=None,status=None,using=None)[source]

結合給定的模板與一個給定的上下文，返回一個字典HttpRespone在渲染文本對象

所需的參數

template_name 一個模板的使用或模板序列名稱全稱。如果序列是給定的，存在於第一個模板將被使用。

可選參數

context 一組字典的值添加到模板中，默認情況下這是一個孔子點

content_type MIME類型用於生成文檔

status 為響應狀態代碼，默認值為200

using這個名字一個模板引擎將使用的模板

例子：

from django.shortcuts import render
def my_view(request):
    return render(request,'myapp/index.html',{'fpp','bar',},content_type='application/xhyml+xml')

重定向

redirect()

redirect(to,permanent=False,*args,**kwargs)[source]
默認情況下，為臨時重定向，通過permanent=True設置永久重定向

例子：

def my_view(request):
    ...
    return redirect('/some/url/')
def my_view(request):
    ...
obj = MyModel.opbjects.get(...)
return redirect(object,permanent=True)

請求和響應對象

django使用請求和響應對象在系統間傳遞狀態

當請求一個頁面時，django創建一個HttpRequest對象包含原數據的請求，然後django加載適當的視圖，通過HttpRequest作為視圖函數的第一個參數，每個視圖負責返回一個HttpResponse目標

HttpRequest對象

HttpRequest.scheme

一個字符串表示請求的計劃方案（HTTP或者HTTPS）

通常HttpRequest.path

一個字符串的完整路徑的請求

HTTPRequest.method

請求HTTP的方法，這裏保證要大寫

#偽代碼
if request.method == 'GET':
    '''
    執行業務代碼
    返回結果
    '''
    return HttpResponse('結果')

#業務邏輯：如果請求來的是GET,你返回個GET字符串
#真代碼
class GETView(objects):
    def getview(self,request):
        if request.method == 'GET':
            return HttpResponse('GET')
  

if request.method == 'GET':
    return HttpResponse('GET')
elif request.method == 'POST':
    return HttpResponse('POST')
elif request.method == 'PUT':
    return HttpResponse('PUT')
elif request.method == 'DELETE':
    return HttpResponse('DELETE')
else:
    return HttpResponse('來了老弟！')

字典包含所有給定的HTTP GET 參數對象

HttpRequest.GET

字典包含所有給定的HTTP POST 參數對象，提供請求包含表單數據

HttpRequest.POST

一個標準的python字典，包含所有的COOKIES,KEY和VALUES都是字符串

字典包含所有上傳的文件

HttpRequest.FILES

語法：

HttpRequest.FILES
filename #上傳的文件名
content_type #上傳文件的類型
content #上傳文件的內容

HttpRequest.META

一個標準的Python字典包含所有可用的HTTP頭，可用標題取決於客戶端和服務器。以下是例子

CONTENT_LENGTH	請求體的長度（一個字符串
CONTENT_TYPE	請求體的類型
HTTP_ACCEPT	為響應–可以接受的內容類型
HTTP_ACCEPT_ENCODING	接受編碼的響應
HTTP_ACCEPT_LANGUAGE	接受語言的反應
HTTP_HOST	客戶端發送的HTTP主機頭
HTTP_REFERER	參考頁面
HTTP_USER_AGENT	客戶端的用戶代理字符串
QUERY_STRING	查詢字符串，作為一個單一的（分析的）字符串
REMOTE_ADDR	客戶端的IP地址
REMOTE_HOST	客戶端的主機名
REMOTE_USER	用戶通過Web服務器的身份驗證
REQUEST_METHOD	字符串，如”GET”或”POST”
SERVER_NAME	服務器的主機名
SERVER_PORT	服務器的端口（一個字符串）

HttpResponse對象

對於HttpRequest 對象來說，是由django自動創建的，但是，HttpResponse 對象就必須我們自己創建。每個 view 請求處理方法必須返回一個 HttpResponse 對象。

HttpResponse 類在 django.http.HttpResponse

字符串使用：
典型的用法是通過頁面的內容，為一個字符串

for django.http import HttpResponse
response = HttpResponse("hello world")
response = HttpResponse("hello world",content_type="text/plain")

如果你想添加內容的增量

response = HttpResponse()
response.write("hello world")
response.write("你好")
#特性與方法：
HttpResponse.content
一個bytestring代表內容HttpResponse.charset

一個字符串的字符集表示的響應將編碼

HttpResponse.status_code

HTTP狀態代碼為響應碼

HttpResponse.streaming

這個屬性永遠為假，一般用於中間件

HttpResponse.closed

方法：

先寫的代碼，后寫的註釋

HttpResponse.__init__(content='',content_type=None,status=200,reason=None,charset=None)[source]
#實例化類自動執行的方法
HttpResponse.__setitem__(header,value)
#為給定值給定的標題名稱，都是字符串
HttpResponse.__delitem__(header)
#刪除標題的名稱，不區分大小寫
HttpResponse.__getitem__(header)
#獲取給定標題名稱。不區分大小寫。
HttpResponse.has_header(header)

#檢查是否具有給定名稱的一個標題
HttpResponse.setdefault(header, value)

#設置一個標題,除非它已經設置。
HttpResponse.set_cookie(key, value='', max_age=None, expires=None, path='/', domain=None, secure=None, httponly=False)

#設置一個cookie。參數跟標準庫的Cookie對象差不多
HttpResponse.set_signed_cookie(key, value, salt='', max_age=None, expires=None, path='/', domain=None, secure=None, httponly=True)

#加密cookice，可以用 HttpRequest.get_signed_cookie() 獲取，當然你也可以加鹽
HttpResponse.delete_cookie(key, path='/', domain=None)

#刪除Cookie與給定鍵。

#HttpResponse子類：
class HttpResponseRedirect[source]

構造函數的第一個參數是必需的路徑redirectto,這是一個完全合格的URL,一個合格的URL（https://www.baidu.com/搜索/）,沒有一個絕對的路徑(例如：域搜索//),甚至是相對路徑(如‘/’),

optionalconstructor參數。請注意，這將返回一個HTTP狀態代碼302。
class HttpResponsePermanentRedirect[source]

像httpresponseredirect，但它返回一個永久重定向（HTTP狀態代碼301）而不是“發現”的重定向（狀態代碼302）
class HttpResponseNotModified[source]

構造函數不帶任何參數和NO含量應該被添加到這一反應。使用指定一個頁面沒有被modifiedsince用戶的最後一個請求（狀態代碼304）。
class HttpResponseBadRequest[source]

就像HttpResponse但使用400狀態碼
class HttpResponseNotFound[source]

就像HttpResponse但使用404狀態碼
class HttpResponseForbidden[source]

就像HttpResponse但使用403狀態碼
class HttpResponseNotAllowed[source]

像HttpResponse，但使用405狀態碼。第一argumentto構造函數要求准許清單的方法（如（get，后]）
class HttpResponseGone[source]

就像HttpResponse但使用410狀態碼
class HttpResponseServerError[source]

就像HttpResponse但使用500狀態碼

模板層

作為一個Web框架，Django需要模板，模板包含所需的HTML輸出靜態部分以及動態內容插入。
模板的執行
from datetime import datetime
def current_datetime(request):
    now = datetime.datetime.now()
    html = "it is now %s" % now
    return HttpResponse(html)

from django import template
t = template.Templatge("my name is {{name}}")
c = template.Context({"name":"老王"})
print(t.render(c))


import datetime
from django import template
import DjangoDemo.settings
now = datetime.datetime.now()
fp = open(settings.BASE_DIR+"/templates/home/index.html")
t = template.Template(fp.read())
fp.close()
html = t.render(template.Context({'current_date':now}))
return HttpResponse(html)

from django.template.loader import get_template
from django.template import Context
from django.http import HttpResponse
import datetime
def current_datetime(request):
    now = datetime.datetime.now()
    t = get_template('current_datetime.html')
    html = t.render(Content({'current_date':now}))
    return HttpResponse(html)
reurn render_to_response("Account/login.html",data,context_instance=RequestContext(request))

模板語言

模板中也有自己的語言，該語言實現數據展示
{{item}}
{% for item in item_list %}
    {{item}}
{% endfor %}
forloop.counter
forloop.first
forloop.last
{% if ordered_warranty %}
    {% else %}
{% endif %}
母板：{% block title %}{% endblock %}
子板: {% extends"base.html" %}
幫助方法：
{{ item.event_start|date:"Y-m-d H:i:s"}}
{{ bio|truncatewords:"30" }}
{{ my_list|first|upper }}
{{ name|lower }}

自定義simple_tag

在app中創建templatetags模塊

創建任意名字的.py文件

!/usr/bin/env python
coding:utf-8

from django import template
from django.utils.safestring import makesafe
from django.template.base import resolve_variable,Node,TemplateSyntaxError
register = template.Libary()
@register.simple_tag
def my_simple_time(a1,a2,a3):
    return a1+a2+a3
@register.simple_tag
def my_input(id,arg):
    result = "    "%(id,arg)
    return mark_safe(result)

在使用自定義simple_tag的html文件中導入之前創建任意名字的.py文件

{% load xx %}
//使用simple_tag
{% my_simple_time 123 %}

在settings中配置當前app，不然django無法找到自定義的simple_tag

INSTALLED_APPS = (
'django.contrib.admin'，
'django.contrib.auth',
'django.contrib.contenttypes',
'django.contrib.sessions',
'django.contrib.messages',
'django.contrib.staticfiles',
'app01',
)

Models層

Django提供了一個抽象層(Model)的構建和管理Web應用程序的數據

每個模型是一個python類，子類 django.db.models.model

模型中的每個屬性代表數據庫中的一個字段。

例子：

from django.db import models
class Person(models.Model):
    first_name = models.CharField(max_length=30)
    last_name = models.CharField(max_length=30)

參數與字段

models.AutoField
#自增=int(11)，如果沒有的化，默認會生成一個名稱為id的列，如果要显示的自定義的一個自增列，必須將給列設置為主鍵，主鍵設置方式:primary_key=True
models.CharField
#字符串字符段，必須有max_length參數
models.BooleanField
#布爾類型=tinyint(1),不能為空，Blank=True
models.ComaSeparatedlntegerField
#用逗號分隔的数字=varchar，繼承CharField，所以必須max_length參數
models.DateField
#日期類型 date,對於參數，auto_now=True則每次更新都會更新這個事件，auto_now_add則只是第一次創建添加，之後的更新不再改變
models.DateTimeField
#日期類型 datetime 同DateField參數一樣
models.Decimal
#十進制小數類型=decimal，必須制定整數位max_digits和小數位decimal_places
models.EmailField
#字符串類型（正則表達式郵箱）=varchar，對字符串進行正則表達式
models.FloatField
#浮點類型=double
models.IntegerField
#整型
models.BigIntegerField
#長整型
integer_field_ranges = {
　　　　'SmallIntegerField': (-32768, 32767),
　　　　'IntegerField': (-2147483648, 2147483647),
　　　　'BigIntegerField': (-9223372036854775808, 9223372036854775807),
　　　　'PositiveSmallIntegerField': (0, 32767),
　　　　'PositiveIntegerField': (0, 2147483647),
　　}
models.IPAddressField
#字符串類型(ipv4正則表達式)
models.GenericIPAddressField
#字符串類型(ipv4和ivp6是可選的),參數protocol可以是：both、ipv、ipv6，驗證時，會根據設置報錯
models.NullBooleanField
#允許為空的布爾類型
models.PositivenlntegerField
#正integer
models.PositiveSmallIntegerField
#正smallinteger
models.SlugField
#減號、下劃線、字母、数字
models.SmallInterField
#数字，數據庫中的字段有：tinyint、smallint、int、bigint
models.TextField
#字符串=longtext
models.TimeField
#時間 HH:MM[:ss[.uuuuuuu]]
models.URLField
#字符串，地址正則表達式
models.BinaryField
#二進制
models.ImageField
#圖片
models.FilePathField
#文件

null=True
#數據庫中字段是否可以為空
blank=True
#django的Admin中添加數據是是否允許空值
primary_key=False
#主鍵，對AutoField設置主鍵后，就會代替原來的自增id列
auto_now
#自動創建，無論添加或修改，都是當前操作的時間
auto_now_add
#自動創建愛你,永遠是創建時的時間
choices
#choices例子
GENDER_CHOICE = (
(u'M',u'Male'),
(u'F',u'Female'),
)
gender = models.CharField(max_length=2,choices=GENDER_CHOICE)
max_length
default
#默認值
verbose_name
#Admin中字段的显示名稱
nameidb_column
#數據庫中的字段名稱
unique=True
#不允許重複
db_index=True
#數據庫索引
editable=True
#在Admin里是否可編輯
error_messages=None
#錯誤提示
auto_created=False
#自動創建

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早在2012年，南方電網廣西電力科學研究院29歲的祝文姬博士和年輕的科研團隊就開始了“面向智慧電網的無線電能傳輸關鍵技術”專案研究，踏上了“電動汽車無線充電供電技術”的探索之路。經過4年時間的科研試驗，今年初，「面向智慧電網的無線電能傳輸關鍵技術研究」項目驗收完成，科研人員開發了無線電能傳輸系統工程設計平臺，研製了駐停式電動汽車無線充電裝置，成功建成了中國國內第一條電動汽車無線供電小型試驗車道，打通了電動汽車充電的「最後一哩」。

作為該專案技術負責人，祝文姬博士說：「以後大家可以一邊開車一邊充電，甚至電動汽車沒有車載電池也能解決電源的問題。」邊走邊充，電動汽車開啟了無線供電的美好時代。

電動汽車無線供電車道可在固定行駛的公車路線、高速路、景區道路上推廣使用。祝文姬說：「無線供電車道類似於加油站，當電動汽車電量不足時，就可以駛入鋪設有無線供電系統的車道上，邊走邊充電，而且全過程不需要駕駛者下車操作。」

對於安全問題，祝文姬表示，電能傳輸過程中沒有導線的直接接觸，不存在電力安全隱患；至於電磁輻射，在系統設計之初就進行了考慮，經過協力廠商檢測機構測試後不但滿足國際輻射標準，還比標準低一半，不會危害駕駛人身體健康。

祝文姬稱，當前的電動汽車主要採用傳導充電方式。這種帶「尾巴」的充電方式需要使用充電電纜連線充電機和電動汽車。而擺脫了充電「尾巴」束縛的無線充電技術，不僅可以通過在車庫、停車場、公車停靠站等車輛停放處安裝駐停式電動汽車無線充電裝置，實現電動汽車停靠過程中的無線充電；還可以通過系統隨時遠端調節充電時長、即時監控車輛狀態，實現充滿電後自動斷電。

只要把車停到指定區域，不需要任何線纜就可以直接充電

最令電動汽車消費者欣慰的是，祝文姬團隊研發的電動汽車無線供電車道「不挑剔、不嬌氣」，任何品牌的電動汽車都可以使用，只需加裝無線接收裝置。而且充電時間大大減少，以總電池容量為24kWh的電動汽車為例，如果以30kW的功率進行充電，不到1小時即可充滿。

專案研究過程中並非一帆風順。2013年，在專案原計劃即將結題的時間點，祝文姬和她的科研團隊發現，電能轉換效率雖然比立項前的65%有顯著提升，但是仍然還有潛力可挖。當時1度電從電網傳輸到汽車上，除掉一些不可避免的損耗，汽車能接收到75%。本著對科研負責的態度，祝文姬申請將課題延遲2年結題。科研人員最終將電能轉換效率成功提升至85%，成功拿下電動汽車無線供電技術，並且達到了中國乃至世界先進水準。
 

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Python多線程與Queue隊列多線程在感官上類似於同時執行多個程序，雖然由於GIL的存在，在Python中無法實現線程的真正并行，但是對於某些場景，多線程仍不失為一個有效的處理方法：

1，不緊急的，無需阻塞主線程的任務，此時可以利用多線程在後台慢慢處理；
2，IO密集型操作，比如文件讀寫、用戶輸入和網絡請求等，此時多線程可以近似達到甚至優於多進程的表現；

多線程的基本使用不再贅述，以下語法便可輕鬆實現：

1 def task(args1, args2):
2     pass
3 
4 Thread(
5     target=task,
6     args=(args1, args2)
7 ).start()

這裏我們重點關注線程通信。

假設有這麼一種場景：有一批源數據，指定一個操作係數N，需要分別對其進行與N的加減乘除操作，並將結果匯總。
當然這裏的加減乘除只是一種簡單處理，在實際的生產環境中，它其實代表了一步較為複雜的業務操作，並包含了較多的IO處理。

自然我們想到可以開啟多線程處理，那麼緊接着的問題便是：如何劃分線程，是根據處理步驟劃分，還是根據源數據劃分？

對於前者，我們把涉及的業務操作單獨劃分位一個線程，即有4個線程分別進行加減乘除的操作，顯然上一個線程的結果是下一個線程的輸入，這類似於流水線操作；

而後者則是把源數據分為若干份，每份啟動一個線程進行處理，最終把結果匯總。一般來說，我們推薦第一種方式。因為在一個線程中完成所有的操作不如每步一個線程清晰明了，

尤其是在一些複雜的場景下，會加大單個線程的出錯概率和測試難度。

那麼我們將開闢4個線程，分別執行加減乘除操作。最後一個除法線程結束則任務完成：

 

 1 #!/usr/bin/env python
 2 # -*- coding: utf-8 -*-
 3 
 4 from Queue import Queue
 5 from threading import Thread
 6 
 7 
 8 class NumberHandler(object):
 9     def __init__(self, n):
10         self.n = n
11 
12     def add(self, num):
13         return num + self.n
14 
15     def subtract(self, num):
16         return num - self.n
17 
18     def multiply(self, num):
19         return num * self.n * self.n
20 
21     def divide(self, num):
22         return num / self.n
23 
24 
25 class ClosableQueue(Queue):
26     SENTINEL = object()
27 
28     def close(self):
29         self.put(self.SENTINEL)
30 
31     def __iter__(self):
32         while True:
33             item = self.get()
34             try:
35                 if item is self.SENTINEL:
36                     return
37                 yield item
38             finally:
39                 self.task_done()
40 
41 
42 class StoppableWorker(Thread):
43     def __init__(self, func, in_queue, out_queue):
44         super(StoppableWorker, self).__init__()
45         self.in_queue = in_queue
46         self.out_queue = out_queue
47         self.func = func
48 
49     def run(self):
50         for item in self.in_queue:
51             result = self.func(item)
52             self.out_queue.put(result)
53             print self.func
54 
55 
56 if __name__ == '__main__':
57     source_queue = ClosableQueue()
58     add_queue = ClosableQueue()
59     subtract_queue = ClosableQueue()
60     multiply_queue = ClosableQueue()
61     divide_queue = ClosableQueue()
62     result_queue = ClosableQueue()
63 
64     number_handler = NumberHandler(5)
65 
66     threads = [
67         StoppableWorker(number_handler.add, add_queue, subtract_queue),
68         StoppableWorker(number_handler.subtract, subtract_queue, multiply_queue),
69         StoppableWorker(number_handler.multiply, multiply_queue, divide_queue),
70         StoppableWorker(number_handler.divide, divide_queue, result_queue),
71     ]
72 
73     for _thread in threads:
74         _thread.start()
75 
76     for i in range(10):
77         add_queue.put(i)
78 
79     add_queue.close()
80     add_queue.join()
81     print 'add job done...'
82     subtract_queue.close()
83     subtract_queue.join()
84     print 'subtract job done...'
85     multiply_queue.close()
86     multiply_queue.join()
87     print 'multiply job done...'
88     divide_queue.close()
89     divide_queue.join()
90     print 'divide job done...'
91     result_queue.close()
92 
93     print "%s items finished, result: %s" % (result_queue.qsize(), result_queue)
94 
95     for i in result_queue:
96         print i

運行結果：

線程執行日誌：

 

 

 總的結果：

 

 可見線程交叉運行，但是任務卻是順序結束，這符合我們的預期。

值得注意的是，我們在ClosableQueue定義了一個close()方法，通過放入一個特殊的類變量SENTINEL告訴隊列應該關閉。此外，由於直接加減乘除結果不變，因此我特意乘了兩次來便於我們判斷結果。

總結：

1. Queue是一種高效的任務處理方式，它可以把任務處理流程劃分為若干階段，並使用多條python線程來同時執行這些子任務；

2. Queue類具備阻塞式的隊列操作、能夠指定緩衝區尺寸，而且還支 持join方法，這使得開發者可以構建出健壯的流水線。

 

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