基于telepath庫(kù)實(shí)現(xiàn)Python和JavaScript之間交換數(shù)據(jù)
它提供了一種將包括Python對(duì)象在內(nèi)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)打包為JSON可序列化格式的機(jī)制。通過(guò)向相應(yīng)的JavaScript實(shí)現(xiàn)注冊(cè)該機(jī)制，可以擴(kuò)展該機(jī)制以支持任何Python類(lèi)。然后，打包的數(shù)據(jù)可以包含在HTTP響應(yīng)中，并在JavaScript中解壓縮以獲得與原始數(shù)據(jù)等效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
安裝方法pip install telepath
并將’telepath’添加到項(xiàng)目的INSTALLED_APPS。
簡(jiǎn)介假設(shè)我們正在構(gòu)建一個(gè)用于玩跳棋的Django應(yīng)用。我們已經(jīng)花費(fèi)了數(shù)天或數(shù)周的時(shí)間，構(gòu)建了游戲規(guī)則的Python實(shí)現(xiàn)，并提供了代表當(dāng)前游戲狀態(tài)和各個(gè)部分的類(lèi)。但是，我們還希望為播放器提供一個(gè)適當(dāng)友好的用戶界面，這意味著該是我們編寫(xiě)JavaScript前端的時(shí)候了。我們的UI代碼不可避免地將擁有自己的對(duì)象，這些對(duì)象代表不同的角色，鏡像我們正在服務(wù)器上跟蹤的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)——但我們無(wú)法發(fā)送Python對(duì)象，因此將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到客戶端通常將意味著設(shè)計(jì)游戲狀態(tài)的JSON表示形式，并在兩端分別設(shè)計(jì)大量樣式代碼，遍歷數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以在本機(jī)對(duì)象之間來(lái)回轉(zhuǎn)換。讓我們看看telepath如何簡(jiǎn)化該過(guò)程。一個(gè)完整的跳棋游戲?qū)τ诒窘坛虂?lái)說(shuō)有點(diǎn)太多了，所以我們只選擇渲染這一步...在Python環(huán)境中，創(chuàng)建一個(gè)新的Django項(xiàng)目：
pip install 'Django>=3.1,<3.2'django-admin startproject draughtscd draughts./manage.py startapp games
在draughts / settings.py的INSTALLED_APPS列表中添加’games’。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，在本示例中，我們將不涉及數(shù)據(jù)庫(kù)，而是將游戲狀態(tài)表示為普通的Python類(lèi)而不是Django模型。修改games/views.py，如下所示：
from django.shortcuts import renderclass Piece: def __init__(self, color, position):self.color = colorself.position = positionclass GameState: def __init__(self, pieces):self.pieces = pieces @staticmethod def new_game():black_pieces = [ Piece(’black’, (x, y)) for y in range(0, 3) for x in range((y + 1) % 2, 8, 2)]white_pieces = [ Piece(’white’, (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, ’game.html’, {})
如下所示創(chuàng)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><h1>Draughts</h1><div id='game'></div> </body></html>
將新視圖添加到draughts/urls.py:
from django.contrib import adminfrom django.urls import pathfrom games.views import gameurlpatterns = [ path(’’, game), path(’admin/’, admin.site.urls),]
現(xiàn)在，使用./manage.py runserver啟動(dòng)服務(wù)器，并訪問(wèn)http：// localhost：8000 /。到目前為止，我們已經(jīng)創(chuàng)建了一個(gè)代表新游戲的GameState對(duì)象——現(xiàn)在是時(shí)候引入telepath，以便我們可以將該對(duì)象傳輸?shù)娇蛻舳恕?zhí)行下面命令：
pip install telepath
并將’telepath’添加到draughts / settings.py中的INSTALLED_APPS列表中。現(xiàn)在編輯games/views.py文件：
import jsonfrom django.shortcuts import renderfrom 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, })
這里JSContext是一個(gè)幫助工具，用于管理游戲狀態(tài)對(duì)象到我們可以在Javascript中使用的表示形式的轉(zhuǎn)換。js_context.pack接受該對(duì)象并將其轉(zhuǎn)換為可以JSON序列化并傳遞到我們的模板的值。但是，現(xiàn)在重新加載頁(yè)面失敗，并出現(xiàn)以下形式的錯(cuò)誤：don’t know how to pack object: <games.views.GameState object at 0x10f3f2490>這是因?yàn)镚ameState是Telepath尚不知道如何處理的自定義Python類(lèi)型。傳遞給pack的任何自定義類(lèi)型必須鏈接到相應(yīng)的JavaScript實(shí)現(xiàn)；這是通過(guò)定義Adapter對(duì)象并將其注冊(cè)到telepath來(lái)完成的。如下更新game / views.py：
import jsonfrom django.shortcuts import renderfrom telepath import Adapter, JSContext, register# ...class GameState: # keep definition as beforeclass GameStateAdapter(Adapter): js_constructor = ’draughts.GameState’ def js_args(self, game_state):return [game_state.pieces] class Media:js = [’draughts.js’]register(GameStateAdapter(), GameState)
此處js_constructor是JavaScript構(gòu)造函數(shù)的標(biāo)識(shí)符，該標(biāo)識(shí)符將用于在客戶端上構(gòu)建GameState實(shí)例，并且js_args定義了將傳遞給此構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)列表，以重新創(chuàng)建給定game_state對(duì)象的JavaScript對(duì)應(yīng)對(duì)象 。Media類(lèi)指示文件，該文件遵循Django對(duì)格式媒體的約定，可在其中找到GameState的JavaScript實(shí)現(xiàn)。稍后我們將看到此JavaScript實(shí)現(xiàn)的外觀，現(xiàn)在，我們需要為Piece類(lèi)定義一個(gè)類(lèi)似的適配器，因?yàn)槲覀儗?duì)GameStateAdapter的定義取決于是否能夠打包Piece實(shí)例。將以下定義添加到games/views.py：
class Piece: # keep definition as beforeclass PieceAdapter(Adapter): js_constructor = ’draughts.Piece’ def js_args(self, piece):return [piece.color, piece.position] class Media:js = [’draughts.js’]register(PieceAdapter(), Piece)
重新加載頁(yè)面，您將看到錯(cuò)誤提示消失了，這表明我們已成功將GameState對(duì)象序列化為JSON并將其傳遞給模板。現(xiàn)在，我們可以將其包含在模板中-編輯games/templates/game.html：
<body><h1>Draughts</h1><div id='game' data-game-state='{{ game_state_json }}'></div> </body>
再次重新加載頁(yè)面，并在瀏覽器的開(kāi)發(fā)人員工具中檢查游戲元素（在Chrome和Firefox中，右鍵單擊TODO注釋?zhuān)缓筮x擇Inspect或Inspect Element），您將看到GameState對(duì)象的JSON表示，準(zhǔn)備好 解壓成完整的JavaScript對(duì)象。除了將數(shù)據(jù)打包成JSON可序列化的格式外，JSContext對(duì)象還跟蹤將數(shù)據(jù)解壓縮所需的JavaScript媒體定義，作為其媒體屬性。讓我們更新游戲視圖，以將其也傳遞給模板-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, })
將下面代碼添加到games / templates / game.html中的HTML頭文件中：
<head><title>Draughts</title>{{ media }}<script> document.addEventListener(’DOMContentLoaded’, event => {const gameElement = document.getElementById(’game’);gameElement.innerHTML = ’TODO: render the board here’ });</script> </head>
重新加載頁(yè)面并查看源代碼，您將看到這帶來(lái)了兩個(gè)JavaScript包括 —— telepath.js（客戶端telepath庫(kù)，提供解包機(jī)制）和我們?cè)谶m配器定義中指定的draughts.js文件。后者尚不存在，所以讓我們?cè)趃ames / static / draughts.js中創(chuàng)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);
這兩個(gè)類(lèi)定義實(shí)現(xiàn)了我們先前在適配器對(duì)象中聲明的構(gòu)造函數(shù)-構(gòu)造函數(shù)接收的參數(shù)是js_args定義的參數(shù)。window.telepath.register行將這些類(lèi)定義附加到通過(guò)js_constructor指定的相應(yīng)標(biāo)識(shí)符。現(xiàn)在，這為我們提供了解壓縮JSON所需的一切-回到games / templates / game.html中，更新JS代碼，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>
您可能需要重新啟動(dòng)服務(wù)器以獲取新的games/static文件夾。重新加載頁(yè)面，然后在瀏覽器控制臺(tái)中，您現(xiàn)在應(yīng)該看到填充了Piece對(duì)象的GameState對(duì)象。現(xiàn)在，我們可以繼續(xù)在games/static/draughts.js中填寫(xiě)渲染代碼：
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(’tr’); table.appendChild(row); cells[y] = []; for (let x = 0; x < 8; x++) {let cell = document.createElement(’td’);row.appendChild(cell);cells[y][x] = cell;cell.style.width = cell.style.height = ’32px’;cell.style.backgroundColor = (x + y) % 2 ? ’silver’: ’white’; }}this.pieces.forEach(piece => { const [x, y] = piece.position; const cell = cells[y][x]; piece.render(cell);}); }}window.telepath.register(’draughts.GameState’, GameState)
在games/templates/game.html中添加對(duì)render方法的調(diào)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>
重新加載頁(yè)面，您將看到我們的跳棋程序已準(zhǔn)備就緒，可以開(kāi)始游戲了。讓我們快速回顧一下我們已經(jīng)取得的成果：
我們已經(jīng)打包和解包了自定義Python / JavaScript類(lèi)型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而無(wú)需編寫(xiě)代碼來(lái)遞歸該結(jié)構(gòu)。如果我們的GameState對(duì)象變得更復(fù)雜（例如，“棋子”列表可能變成棋子和國(guó)王對(duì)象的混合列表，或者狀態(tài)可能包括游戲歷史），則無(wú)需重構(gòu)任何數(shù)據(jù)打包/拆包邏輯，除了為每個(gè)使用的類(lèi)提供一個(gè)適配器對(duì)象。 僅提供了解壓縮頁(yè)面數(shù)據(jù)所需的JS文件-如果我們的游戲應(yīng)用程序擴(kuò)展到包括Chess，Go和Othello，并且所有生成的類(lèi)都已通過(guò)Telepath注冊(cè)，則我們?nèi)匀恢恍枰峁┡c跳棋知識(shí)相關(guān)的代碼。 即使我們使用任意對(duì)象，也不需要?jiǎng)討B(tài)內(nèi)聯(lián)JavaScript —— 所有動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)都以JSON形式傳遞，并且所有JavaScript代碼在部署時(shí)都是固定的（如果我們的網(wǎng)站強(qiáng)制執(zhí)行CSP，這一點(diǎn)很重要）。以上就是基于telepath庫(kù)實(shí)現(xiàn)Python和JavaScript之間交換數(shù)據(jù)的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Python和JavaScript之間交換數(shù)據(jù)的資料請(qǐng)關(guān)注好吧啦網(wǎng)其它相關(guān)文章！
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