初识 flask 中的模板语言-Jinja2

inja2是一个流行的Python模板引擎，它可以帮助开发人员更加高效地构建Web应用程序。在本文中，我们将介绍Jinja2的基础知识和使用方法，并通过编程示例来演示其实际应用。

Jinja2是一个基于Python的模板引擎，它使用简单、灵活性高，适用于各种Web应用程序的开发。Jinja2提供了类似于HTML的模板语言，可以动态地生成HTML页面，并支持循环、条件判断、变量替换等常用操作。在Jinja2中，我们可以使用{{}}标记表示需要动态生成的内容，并使用if语句和for循环等语句实现条件判断和循环操作。

下面，让我们通过一个简单的示例来了解Jinja2的使用。假设我们需要创建一个Web应用程序，显示一个包含用户信息的动态页面。首先，我们需要定义一个包含用户信息的Python字典，例如：

users=[
    {'name': 'Alice', 'age': 25},
    {'name': 'Bob', 'age': 30},
    {'name': 'Charlie', 'age': 35}
]

接着，我们需要创建一个Jinja2模板，用于生成包含用户信息的HTML页面。在模板中，我们可以使用for循环语句遍历用户列表，并使用{{}}标记表示需要动态生成的内容。例如，我们可以创建一个名为user.html的模板文件，内容如下：

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>User List</title>
</head>
<body>
    <h1>User List</h1>
    <ul>
        {% for user in users %}
        <li>{{ user.name }} - {{ user.age }}</li>
        {% endfor %}
    </ul>
</body>
</html>

在模板中，我们使用{% for %}和{% endfor %}标记实现循环操作，并使用{{ user.name }}和{{ user.age }}标记表示用户的姓名和年龄。接着，我们可以通过render_template()函数将模板与路由函数关联起来，实现动态Web页面的生成。例如，我们可以创建一个名为app.py的Python文件，内容如下：

from flask import Flask, render_template

app=Flask(__name__)

users=[
    {'name': 'Alice', 'age': 25},
    {'name': 'Bob', 'age': 30},
    {'name': 'Charlie', 'age': 35}
]

@app.route('/')
def index():
    return render_template('user.html', users=users)

if __name__=='__main__':
    app.run()

在该文件中，我们首先导入Flask和render_template函数，并创建一个名为app的Flask应用程序。接着，我们定义一个名为users的列表，包含三个用户的信息。最后，我们定义一个名为index的路由函数，用于处理用户的请求。在该函数中，我们使用render_template()函数将user.html模板与路由函数关联起来，并将用户列表传递给模板。最后，我们通过app.run()函数启动Flask应用程序，实现Web应用程序的运行。

总之，Jinja2是一个强大的Python模板引擎，可以帮助开发人员更加高效地构建Web应用程序。通过掌握其基础知识和使用方法，我们可以轻松地实现各种复杂的Web页面和功能。

绍

cJinja 是一个使用cpp编写的轻量html模版解析库，依赖 ejson 来实现模版的数据替换（在jinja中称为context，上下文）。模版的语法基本与django jinja一致，功能还算丰富。源码仅有700行，适合学习，觉得不错的点个star吧。

（该程序为 https://github.com/HuangHongkai/tinyserver 中的一个模块）

编译

使用cmake来编译，windows和linux下均可编译。推荐使用clion作为IDE。

编译成功后在build目录下会有libcjinja.a和cjinja_test.exe这2个文件。libcjinja.a是静态库，cjinja_test.exe是一个简单的测试程序。

运行测试程序后会出现output.html（该文件是tmp.html解析后的结果。）

已经完成的功能

变量，例如 {{ var }}
变量索引访问，例如 {{ var.var2 }} {{ var[2] }} {{ var[2].key.value[2] }}，其中**[]** 表示对数组（类似python的list）进行索引， . 表示对object进行索引（类似与python的dict）
表达式计算(包括字符串拼接) ，例如{{ 1*1+2-3*var }} {{ 1+1*2-3/4 }} {{ "asdfsf"+var }}
for-endfor对列表进行迭代, 例如 {% for var in list %} {% endfor %}
for-endfor对对象进行迭代，例如 {% for key,value in object %} {% endfor %} 或者 {% for key in object %}{% endfor %} 或者 {% for ,value in object %} {% endfor %}
if-else-endif 语句, 其中if的条件支持四则运算，简单的比较（!===）等，例如 {% if 1+1==2 %}aaa{% else %}bbb{%endif %}
模版包含，嵌套其他的模版文件{% include 'other.html' %}
模版语法错误提示

需要注意，表达式之间不能含有空格，例如{{ 1 + 1 }}是非法的，而{{ 1+1 }}是合法的。

使用方法

1. 变量和变量索引

简单的例子如下，

HtmlTemplate html("username:{{ username }}\n"
 "parm.list[1][2]: {{parm.list[1][2] }} \n"
 "parm.key: {{ parm.key }}",
 1); // 参数1表示传入的是模版字符串，0表示传入的是文件名，默认为0
JSONObject obj={
 {"username", 1234},
 {"parm", {
 {"key", "cde"},
 {"list", {1, {1,2.3, "abcd"}, "hahaha"}},
 }}
};
html.setValue(obj);
cout << html.render() << endl << endl;
/* 运行后打印如下
username:1234
parm.list[1]: abcd 
parm.key: cde
*/

HtmlTemplate是一个库的主要类，构造函数为

explicit HtmlTemplate(const string& str, int flag=0); // flag=0是str表示文件路径，不为0是表示传入的模版字符串

其中str参数为字符串，可以表示html模板原始串，也可也表示为文件的路径，flag默认为0。

setValue 方法表示传入数据给模版对象。

render() 方法表示将模版解析成字符串。

JSONObject来源于 ejson 库，用来模拟python的dict，构造函数也比较容易看懂。

2. 列表迭代

HtmlTemplate html("{% for x in list %}{{ x }}\n{%endfor%}"
 "此时x已经是临时变量了，不可以在打印了 {{x}}\n"
 , 1);
JSONObject obj=OBJECT(
 KEYVALUE("list", LIST(1,2,3,4,5))
);
cout << html.setValue(obj).render() << endl << endl;
/*运行后输出如下
1
2
3
4
5
此时x已经是临时变量了，不可以在打印了 
*/

注意到在迭代过程中x是作为临时变量，在外部的话是无法打印出来的。

3. 字典迭代

HtmlTemplate html("{% for key in dict %}迭代1: 字典的key值为 {{ key }}\n{% endfor %}"
 "{% for key,value in dict %}迭代2: 字典的key值为 {{ key }}, value值为 {{ value}}\n{% endfor %}"
 "{% for ,value in dict %}迭代3: 字典的value值为 {{ value }}\n{% endfor %}", 1);
JSONObject obj=OBJECT(
 KEYVALUE("dict", OBJECT(
 KEYVALUE("key1", "value1"),
 KEYVALUE("key2", 1234),
 KEYVALUE("key3", nullptr),
 ))
);
cout << html.setValue(obj).render() << endl << endl;
/*运行后输出
迭代1: 字典的key值为 key1
迭代1: 字典的key值为 key2
迭代1: 字典的key值为 key3
迭代2: 字典的key值为 key1, value值为 value1
迭代2: 字典的key值为 key2, value值为 1234
迭代2: 字典的key值为 key3, value值为 null
迭代3: 字典的value值为 value1
迭代3: 字典的value值为 1234
迭代3: 字典的value值为 null
*/

4. 字符串拼接与表达式计算

HtmlTemplate html("{{ a+b+c+\"444\" }}\n"
 "{{x}} * {{y}} + 2 * 3 - 4 / {{x}}={{ x*y+2*3-4/x }}\n",
 1);
JSONObject obj=OBJECT(
 KEYVALUE("a", "111"),
 KEYVALUE("b", "222"),
 KEYVALUE("c", "333"),
 KEYVALUE("x", 12),
 KEYVALUE("y", 34)
 );
cout << html.setValue(obj).render() << endl << endl;
/*运行后输出
111222333444
12 * 34 + 2 * 3 - 4 / 12=413.667
*/

5. if-else-endif语句

HtmlTemplate html("{% if 1==1 %} 1==1 成立 {% else %} 1==1不成立 {%endif %}\n"
 "{% if !x %} x为空 {% else %} x不为空 {%endif %}\n"
 "{% if x==2 %} x==2 成立 {% endif %}\n"
 "{% if x+1!=2 %} x+1!=2 成立 {% endif %}\n"
 "{% if x<3 %} x<3 成立 {% endif %}\n"
 "{% if x>1 %} x>1 成立 {% endif %}\n"
 "{% if str==\"abcd\" %} str为abcd {% endif %}\n"
 "{% if 1 %} 常量表达式1 {% endif %}\n"
 "{% if 0 %} 常量表达式0，此处不会输出 {%endif%}", 1);
JSONObject obj={
 {"x", 2},
 {"str", "abcd"}
};
cout << html.setValue(obj).render() << endl;
/*运行后输出
 1==1 成立 
 x不为空 
 x==2 成立 
 x+1!=2 成立 
 x<3 成立 
 x>1 成立 
 str为abcd 
 常量表达式1 
*/

6.for与if嵌套使用

 HtmlTemplate html("{%for x in list%}"
 "{%if x %}"
 "{% for y in list2%}"
 "{{x}} * {{y}}={{ x*y }}\n"
 "{% endfor %}"
 "{% else %}"
 "x的值为空\n"
 "{%endif%}"
 "{% endfor%}", 1);
JSONObject obj=OBJECT(
 KEYVALUE("list", LIST(1,2,3,4,5)),
 KEYVALUE("list2", LIST(1,2,3)),
);
cout << html.setValue(obj).render() << endl << endl;
/*运行后输出
1 * 1=1
1 * 2=2
1 * 3=3
2 * 1=2
2 * 2=4
2 * 3=6
3 * 1=3
3 * 2=6
3 * 3=9
4 * 1=4
4 * 2=8
4 * 3=12
5 * 1=5
5 * 2=10
5 * 3=15
*/

7.模版文件作为输出

HtmlTemplate html("tmpl.html");
JSONObject context=OBJECT(
 ...
);
FILE* f=fopen("output.html", "w"); // 写入到文件中
string&& str=html.setValue(context).render();
fwrite(str.c_str(), 1, str.size(), f);
fclose(f);
/*运行后，代开当前目录的tmpl.html文件作为输入，输出文件为output.html*/
/*如果tmpl.html不存在则抛出异常*/

8. 异常处理

HtmlTemplate html("{% if 1 %} xxx ", 1);
// 不传入context
try {
 cout << html.render() << endl;
} catch(exception& e) {
 cerr << e.what() << endl;
}
cout << endl;

运行后终端上打印如下，

会提示异常的类名，异常文件所在位置，代码行数，以及一些错误的信息。

讨论

1. 实现一个简单的表达式计算器用什么方法比较好?（例如 {{ 2.3*3+4/5*x }} 这类表达式）

我分享一下我自己的方法，有什么更好的方法一起讨论一下。

第一步，先把数据和符号提取出来放入到数组中，输入类型全部设为double。例如上面那个表达式，符号提取出来是{*, /, *}, 数据提取出来是{2.3, 3, 4, 5, x}
这一步位于__parse_var这个函数，比较简单不详细讨论。
第二步，先计算乘除法，结果放入栈中，在对栈中元素计算加减法（按照我们平常计算表达式的思路先乘除后加减），这一步实现如下(其中运用到C语言的宏和C++11的匿名函数)

double cJinja::HtmlTemplate::calculator(vector<any>& number, vector<char>& op) {
 // 例如下表达式会成为
 // 1 - 2 - 3 + 2 *3 * 4 - 4*5
 // vector<char> op={ '-', '-', '+', '*', '*', '-', '*' };
 // vector<any> number={ 1, 2, 3, 2, 3, 4, 4, 5 };
 if (number.size() !=op.size() + 1)
 throwException(TemplateParseException, "运算符号数和操作数不匹配");
 /* 定义计算器的内部函数 */
 auto calc=[](any& var1, double var2, char op) -> double{
 // var2 + var1
 // var2 * var1
 // var2 - var1
 // var2 / var1
 // 注意顺序
#define CALC(op2) \
 if(#op2[0]==op) { \
 if (var1.type()==typeid(int)) \
 return var2 op2 static_cast<double>(any_cast<int>(var1)); \
 else if (var1.type()==typeid(float)) \
 return var2 op2 static_cast<double>(any_cast<float>(var1)) ; \
 else if (var1.type()==typeid(double)) \
 return var2 op2 static_cast<double>(any_cast<double>(var1)) ; \
 }
 CALC(+);
 CALC(-);
 CALC(*);
 CALC(/);
 throwException(TemplateParseException, "不允许对空指针进行运算");
#undef CALC
 };
 vector<double> num_stack; // 计算中间结果存储栈
 num_stack.push_back(calc(number[0], 0, '+')); // 获取值 number[i+1] + 0 (加法运算零元为0，乘法运算零元为1)
 /* 计算 * / 法*/
 for (size_t i=0; i < op.size(); i++) {
 if (op[i]=='+' || op[i]=='-') {
 num_stack.push_back(calc(number[i + 1], 0, '+')); // number[i+1] + 0
 }
 else if (op[i]=='*' || op[i]=='/') {
 double var1=num_stack.back(); num_stack.pop_back();
 num_stack.push_back(calc(number[i + 1], var1, op[i])); // var1/number[i+1] 或者是 var1/number[i+1]
 } else
 throwException(TemplateParseException, str_format("非法操作符 %d", op[i]));
 }
 /* 计算 + - 法*/
 double result=num_stack[0];
 size_t i=1;
 for (auto& ch : op) {
 if (ch=='+') {
 result +=num_stack[i++];
 } else if(ch=='-') {
 result -=num_stack[i++];
 }
 }
 return result;
}

2. 抛出异常包含更多的信息

我定义了一个throwException宏，如下

#define throwException(Exception, ...) { \
 std::cerr << "[" << #Exception << "] : FILE: " << string(__FILE__).substr(string(__FILE__).find_last_of('/') + 1) << " LINE: " << __LINE__ << " FUNCTION: " <<__FUNCTION__ << std::endl; \
 throw Exception(__VA_ARGS__); \
 }

其中__FILE__ 为文件名，__LINE__ 为当前代码行数，这些都是C中的内置宏，__VA_ARGS__是可变参数，对应于宏函数参数中的....

inja2提供了一系列的控制语句，用于在模板中实现逻辑控制。以下是Jinja2中常用的控制语句：

条件语句：

{% if %}: 检查条件是否为真，如果为真则执行大括号内的代码。

{% elif %}: 如果前面的条件为假，则检查这个条件。

{% else %}: 如果前面的所有条件都为假，则执行这个代码块。

{% endif %}: 结束if语句块。

示例：

{% if user %}

欢迎, {{ user.name }}

{% elif guest %}

你好, 匿名用户

{% else %}

请登录

{% endif %}

循环语句：

{% for %}: 遍历序列或字典。

{% endfor %}: 结束for循环。

示例：

{% for item in items %}

{% endfor %}

宏（Macros）：

{% macro %}: 定义一个可重用的代码块，类似于函数。

{% endmacro %}: 结束宏定义。

示例：

{% macro render_item(item) %}

{% endmacro %}

{% for item in items %}

{% endfor %}

包含（Include）：

{% include %}: 包含另一个模板文件的内容。

示例：

{% include 'partials/header.html' %}

标签控制：

{% set %}: 设置一个变量。

{% del %}: 删除一个变量。

示例：

{% set my_var='Hello World' %}

{% del my_var %}

{# 此时my_var已被删除 #}

循环控制：

{% break %}: 跳出当前循环。

{% continue %}: 跳过当前循环的剩余部分，继续下一次迭代。

示例：

{% for item in items %}

{% if item=='特定值' %}

{% continue %}

{% endif %}

{% endfor %}

注释：

{# #}: 在模板中添加注释，注释内容不会被渲染到最终的HTML中。

示例：

{# 这是一条注释 #}

这些控制语句使得Jinja2模板能够灵活地实现复杂的逻辑控制，从而在不改变后端代码的情况下，直接在模板层面进行数据展示的控制。

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