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小册名称：Flask框架入门指南

实战项目二：开发在线投票系统

引言

在Flask框架的学习旅程中，通过实际项目来巩固知识是不可或缺的一环。本章节将带领你构建一个完整的在线投票系统，该系统允许用户创建投票、参与投票并查看投票结果。通过这个项目，你将深入理解Flask的路由、模板渲染、表单处理、数据库操作（使用SQLite为例）、会话管理以及用户认证等核心概念。

项目概述

在线投票系统主要由以下几个模块组成：

  1. 用户管理：支持用户注册、登录、登出及基本信息管理。
  2. 投票管理：管理员或特定用户能够创建新的投票，设定投票选项，并设置投票结束时间。
  3. 投票参与：注册用户可参与已发布的投票，为每个选项投票一次。
  4. 结果展示：展示每个投票的当前结果，包括每个选项的票数及投票者总数。
  5. 投票结束处理：投票结束后，系统自动锁定投票，防止进一步投票，并允许用户查看最终投票结果。

环境准备

在开始编码之前，请确保你的开发环境已经安装了Python和Flask。此外，还需要安装Flask-SQLAlchemy（用于数据库操作）、Flask-Login（用于用户认证）和Flask-WTF（用于表单处理）等扩展库。可以通过pip安装这些库：

  1. pip install Flask Flask-SQLAlchemy Flask-Login Flask-WTF

数据库设计

首先，设计数据库模型。我们需要至少三个表：User（用户）、Vote（投票）和Choice（投票选项）。

  1. from flask_sqlalchemy import SQLAlchemy
  2. from flask_login import UserMixin
  3. from datetime import datetime
  5. db = SQLAlchemy()
  7. class User(db.Model, UserMixin):
  8.     id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)
  9.     username = db.Column(db.String(64), unique=True, nullable=False)
  10.     email = db.Column(db.String(120), unique=True, nullable=False)
  11.     password_hash = db.Column(db.String(128), nullable=False)
  13.     def __repr__(self):
  14.         return f'<User {self.username}>'
  16. class Vote(db.Model):
  17.     id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)
  18.     title = db.Column(db.String(255), nullable=False)
  19.     start_time = db.Column(db.DateTime, default=datetime.utcnow)
  20.     end_time = db.Column(db.DateTime, nullable=True)
  21.     active = db.Column(db.Boolean, default=True)
  23.     choices = db.relationship('Choice', backref='vote', lazy=True)
  25.     def __repr__(self):
  26.         return f'<Vote {self.title}>'
  28. class Choice(db.Model):
  29.     id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)
  30.     vote_id = db.Column(db.Integer, db.ForeignKey('vote.id'), nullable=False)
  31.     choice_text = db.Column(db.String(255), nullable=False)
  32.     votes = db.Column(db.Integer, default=0)
  34.     def __repr__(self):
  35.         return f'<Choice {self.choice_text}>'

用户认证与登录

使用Flask-Login来处理用户认证。首先，配置Flask-Login并创建用户加载器函数：

  1. from flask_login import LoginManager, login_user, logout_user, login_required, current_user
  3. login_manager = LoginManager()
  4. login_manager.login_view = 'auth.login'
  5. login_manager.init_app(app)
  7. @login_manager.user_loader
  8. def load_user(user_id):
  9.     return User.query.get(int(user_id))
  11. # 示例登录函数
  12. @app.route('/login', methods=['GET', 'POST'])
  13. def login():
  14.     # 省略表单处理和验证逻辑
  15.     user = User.query.filter_by(username=form.username.data).first()
  16.     if user is None or not check_password_hash(user.password_hash, form.password.data):
  17.         flash('Invalid username or password')
  18.         return redirect(url_for('login'))
  19.     login_user(user, remember=form.remember_me.data)
  20.     return redirect(url_for('main.index'))

投票系统核心功能实现

创建投票：

  • 管理员通过表单提交投票标题、选项及结束时间。
  • 表单验证后，将数据存储至数据库。
  1. from flask import Blueprint, render_template, request, redirect, url_for, flash
  2. from .forms import VoteForm
  4. vote_bp = Blueprint('vote', __name__)
  6. @vote_bp.route('/create', methods=['GET', 'POST'])
  7. @login_required
  8. def create_vote():
  9.     form = VoteForm()
  10.     if form.validate_on_submit():
  11.         vote = Vote(title=form.title.data, start_time=datetime.utcnow())
  12.         db.session.add(vote)
  13.         db.session.commit()
  15.         for choice in form.choices.data:
  16.             new_choice = Choice(vote_id=vote.id, choice_text=choice)
  17.             db.session.add(new_choice)
  19.         db.session.commit()
  20.         flash('Vote created successfully!')
  21.         return redirect(url_for('vote.view_vote', vote_id=vote.id))
  22.     return render_template('create_vote.html', form=form)

参与投票：

  • 用户选择投票后，展示投票选项。
  • 用户选择选项并提交，系统验证后更新数据库中的票数。
  1. @vote_bp.route('/<int:vote_id>/vote', methods=['GET', 'POST'])
  2. @login_required
  3. def vote_on_vote(vote_id):
  4.     vote = Vote.query.get_or_404(vote_id)
  5.     if not vote.active:
  6.         flash('This vote is not active.')
  7.         return redirect(url_for('vote.view_vote', vote_id=vote_id))
  9.     # 假设我们使用简单的单选逻辑
  10.     choice_id = request.form.get('choice')
  11.     if choice_id:
  12.         choice = Choice.query.get(choice_id)
  13.         if choice and current_user.id not in [v.user_id for v in choice.votes]:
  14.             choice.votes += 1
  15.             # 这里可以添加额外的逻辑来记录投票用户
  16.             db.session.commit()
  17.             flash('Your vote has been cast!')
  18.         else:
  19.             flash('You have already voted for this option or you are not allowed to vote again.')
  21.     return redirect(url_for('vote.view_vote', vote_id=vote_id))
  23. # 省略view_vote等函数实现，以展示投票结果

安全性与错误处理

  • 确保所有输入都经过适当的验证和清理，防止SQL注入等安全漏洞。
  • 使用会话和CSRF保护来增强表单提交的安全性。
  • 对于错误处理，使用Flask的flash消息和适当的HTTP状态码来通知用户操作结果。

总结

通过开发这个在线投票系统，你不仅掌握了Flask框架的基本用法，还深入理解了Web应用开发中常见的模式和挑战，如用户认证、表单处理、数据库操作及安全性考虑。这个项目可以作为你进一步学习Flask和Web开发的坚实基础，激发你探索更多高级特性和最佳实践的兴趣。

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