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如何使用Flask框架构建URL缩短器Web应用程序

李睿 2023-12-15 原文

译者 | 李睿

审校 | 重楼

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随着技术的快速发展，URL的生成可以通过URL生成器的API来创建每个URL的唯一形式。人们发现，与朋友分享长而全面的链接或将其作为自己工作的参考很具有挑战性。URL缩短器可以将每个长URL的长度缩短为可以理解或掌握的较短URL。本文将学习如何使用Flask框架和Python在其机器上免费构建和运行URL缩短器。

一、什么是URL缩短器?  

URL缩短器是一种工具，它可以获取一个长而复杂的URL，并生成一个更短、更易于调用的版本。当单击时，缩短的URL通常会重定向到原始的较长的URL。URL缩短器通常用于社交媒体帖子、电子邮件消息和其他情况，在这些情况下，短URL更方便、更容易共享。

前提

为了继续学习这一教程，应该考虑以下几点：

  • 基本了解Python编程、HTML和CSS
  • Python 3.6或更高版本
  • Flask框架
  • 数据库系统，如SQLite或PostgreSQL

1.安装Flask

要安装Flask，需要使用Python的pip包管理器。打开命令提示符或终端，输入下面的命令。

pip install flask

创建并运行Flask应用程序。

要创建Flask应用程序，需要创建一个Python文件app.py，并从Flask模块导入Flask类，如下所示：

Python

1 from flask import Flask
2 app = Flask(__name__)
3
4 if __name__ == '__main__':
5
6 app.run(debug=True)

要运行应用程序或启动服务器，请在命令提示符或终端中运行Python文件：

Python

1 python app.py
2 Running on http://127.0.0.1:5000/ (Press CTRL+C to quit)
3 Restarting with stat
4 Debugger is active!
5 Debugger PIN: 123-456-789

2.选择数据库系统  

Flask支持多种数据库系统，包括SQLite、MySQL、PostgreSQL等等。在这一教程中将使用SQLite，因为它是轻量级的，不需要单独的服务器进行安装。

3.创建数据库模式  

要开始创建数据库模式，需要定义要使用的表和列并存储数据。这一教程将创建一个名为URL的表，其中包含以下列、Id、original_url和short_url。将使用像SQLAlchemy这样的对象关系映射工具。

SQL

1 CREATE TABLE urls (
2
3  id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
4
5  original_url TEXT NOT NULL,
6
7  short_url TEXT NOT NULL
8
9 );

4.连接Flask到数据库

要配置和连接Flask数据库，必须在Flask应用程序中配置URL并初始化数据库对象，如下所示：

Python

1 from flask import Flask
2
3 import sqlite3
4
5
6
7 app = Flask(__name__)
8
9 app.config['SQLALCHEMY_DATABASE_URI'] = 'sqlite:///urls.db'
10
11 app.config['SQLALCHEMY_TRACK_MODIFICATIONS'] = False #disable tracking modifications not needed in the tutorial
12
13 db = sqlite3.connect('urls.db')

5.生成短URL

用户可以使用哈希函数生成短URL，将原始URL转换为唯一的短字符串。用于URL缩短器的一个联合哈希函数是MD5，但也可以使用其他哈希函数，例如SHA-256或Base64编码。MD5以原始URL作为输入，对其进行哈希运算，并将前7个字符作为短URL。

Python

1 import hashlib
2
3
4
5 def generate_short_url(original_url):
6
7   # Hash the original URL using MD5
8
9  hash_object = hashlib.md5(original_url.encode())
10
11  hash_hex = hash_object.hexdigest()
12
13
14
15  # Take the first 7 characters of the hash as the short URL
16
17  short_url = hash_hex[:7]
18
19
20
21  return short_url

6.在数据库中存储短URL

在创建短URL之后，需要将它们存储在已开发的数据库方案中。数据库将同时存储短URL和原始URL。你可以使用INSERT INTO SQL命令将新记录插入数据库。

Python

1 def insert_url(original_url, short_url):
2
3  # Insert a new record into the urls table
4
5  cursor = db.cursor()
6
7  cursor.execute(
8
9   'INSERT INTO urls (original_url, short_url) VALUES (?, ?)',
10
11  (original_url, short_url)
12
13   )
14
15   db.commit()
16
17 cursor.close()

7.将短URL重定向到其原始URL

为了将短URL重定向到其原始URL，需要定义一个Flask路由，该路由将短URL作为参数处理，并使用数据库中的SQL SELECT语句查找原始URL。

如果找到原始URL，代码将使用Flask的重定向函数将用户重定向到原始URL。如果没有找到短URL，代码将使用Flask的中止函数引发404错误。

Python

1 @app.route('/<short_url>')
2
3 def redirect_url(short_url):
4
5  # Look up the original URL in the database
6
7 cursor = db.cursor()
8
9 cursor.execute(
10
11  'SELECT original_url FROM urls WHERE short_url = ?',
12
13   (short_url,)
14
15  )
16
17   result = cursor.fetchone()
18
19   cursor.close()
20
21
22
23  if result:
24
25     # Redirect to the original URL
26
27   return redirect(result[0])
28
29  else:
30
31   # Handle error if the short URL is not found
32
33 abort(404)

8.处理错误  

要处理错误，可以为常见的HTTP错误（如404 Not Found或500 Internal Server error）定义自定义错误页。page_not_found函数使用Flask的render_template函数渲染自定义404错误页面，并返回404 HTTP状态代码。internal_server_error函数也执行同样的操作。

Python

1 @app.errorhandler(404)
2
3  def page_not_found(error):
4
5   # Render a custom 404 error page
6
7   return render_template('404.html'), 404
8
9
10
11 @app.errorhandler(500)
12
13 def internal_server_error(error):
14
15  # Render a custom 500 error page
16
17   return render_template('500.html'), 500

9.创建HTML模板

创建一个模板，该模板定义一个简单的HTML表单，供用户输入要缩短的URL，并显示一个缩短的URL列表(如果存在的话)。{{}}语法用于插入来自Flask应用程序的变量，{%%}语法用于控制结构，如循环和条件。将模板保存为index.html。

HTML

1 <!DOCTYPE html>
2
3 <html>
4
5  <head>
6
7  <title>URL Shortener</title>
8
9 </head>
10
11  <body>
12
13 <h1>URL Shortener</h1>
14
15  <form actinotallow="{{ url_for('shorten_url') }}" method="POST">
16
17   <label for="url">Enter your URL:</label>
18
19   <input type="url" id="url" name="url" required>
20
21  <button type="submit">Shorten</button>
22
23  </form>
24
25  {% if urls %}
26
27   <h2>Shortened URLs:</h2>
28
29   <ul>
30
31  {% for url in urls %}
32
33   <li><a href="{{ url.short_url }}">{{ url.short_url }}</a> - {{ url.original_url }}</li>
34
35   {% endfor %}
36
37   </ul>
38
39   {% endif %}
40
41  </body>
42
43 </html>

10.为Web界面创建Flask路由  

将为呈现index.html模板的主页定义一个路由，并将最近创建的十个URL的列表作为URL变量传递给模板。它还为呈现404.html模板的404错误定义了一个错误处理程序。

Python

1 @app.route('/')
2
3 def index():
4
5  # Render the homepage template
6
7  urls = Url.query.order_by(Url.created.desc()).limit(10).all()
8
9   return render_template('index.html', urls=urls)
10
11
12
13  @app.errorhandler(404)
14
15 def page_not_found(error):
16
17  # Render the 404 error template
18
19  return render_template('404.html'), 404

11.实现URL缩短表单  

要实现URL缩短表单，需要定义一个Flask路由来处理表单提交，并为输入的URL生成一个短URL。下面是一个如何做到这一点的例子：

这段代码为/shortenURL定义了一个路由，用于处理来自URL缩短表单的POST请求。它使用请求从表单提交中检索原始URL。form['url']使用前面的generate_short_url函数生成一个短URL，并使用SQLAlchemy将两个URL存储在数据库中。最后，它将用户重定向到主页，并将新URL添加到列表中。

12.显示缩短的URL列表

下面的代码使用SQLAlchemy查询从数据库中检索最近创建的十个URL，并将它们作为URL变量传递给index.html模板。该模板使用URL变量来显示缩短的URL列表。

有了这些变化，现在应该有了一个功能齐全的URL缩短器，它可以使用Flask和Python构建Web界面！

Python

1 @app.route('/')
2
3 def index():
4
5 # Retrieve the 10 most recently created URLs from the database
6
7  urls = Url.query.order_by(Url.created.desc()).limit(10).all()
8
9
10
11  # Render the homepage template with the list of URLs
12
13 return render_template('index.html', urls=urls)

二、部署应用程序

选择托管平台

要部署Flask应用程序，必须选择支持Python应用程序的托管平台。有许多可用的托管选项，但一些流行的Flask应用程序的选择包括：

  • Heroku
  • Google App Engine
  • AWS Elastic Beanstalk
  • DigitalOcean
  • PythonAnywhere

每个平台都有优点和缺点，所以研究并选择最适合用户需求的平台是至关重要的。

三、结语

使用Flask和Python构建URL缩短器是学习如何使用Flask构建Web应用程序的好方法。可以使用在这一教程中学习的技能制作更复杂和高级的应用程序。Flask是一个强大而灵活的框架，可以让用户快速轻松地构建应用程序，它是构建任何规模和复杂性的Web应用程序的绝佳选择。

原文链接：https://dzone.com/articles/how-to-build-a-url-shortener-web-app-with-flask-fr

FlaskURLcodesection开发架构框架Web

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