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Flask模板引擎Jinja2完全指南：从入门到精通

1. 引言

Jinja2是Flask框架默认的模板引擎，它是一个快速、富有表现力且可扩展的模板引擎。模板引擎允许开发者将Python代码和HTML分离，同时保持两者之间的动态交互能力。本文将详细介绍Jinja2的各项功能，并通过实例演示如何使用。

在这里插入图片描述

2. Jinja2基础语法

2.1 变量渲染

Jinja2允许在模板中渲染Python变量：

<!-- 模板文件: welcome.html -->
<h1>Welcome, {{ username }}!</h1>
<p>Your last login was on {{ last_login }}.</p>

# Flask视图函数
@app.route('/welcome')
def welcome():
    return render_template('welcome.html', 
                         username='John Doe',
                         last_login='2023-05-15')

解释：

{{ }}是Jinja2的变量表达式，其中的内容会被替换为实际值
变量通过render_template函数的参数传递给模板

2.2 控制结构

2.2.1 条件语句

{% if user.is_admin %}
    <div class="admin-panel">
        Admin controls
    </div>
{% elif user.is_moderator %}
    <div class="moderator-panel">
        Moderator controls
    </div>
{% else %}
    <div class="user-panel">
        Regular user controls
    </div>
{% endif %}

2.2.2 循环语句

<ul>
{% for product in products %}
    <li>{{ product.name }} - ${{ product.price }}</li>
{% else %}
    <li>No products available</li>
{% endfor %}
</ul>

解释：

{% %}是Jinja2的控制结构标签
for...else结构在列表为空时显示else部分
缩进不是必须的，但推荐保持良好格式

3. 模板继承

3.1 基础模板

<!-- base.html -->
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>{% block title %}Default Title{% endblock %}</title>
</head>
<body>
    <div class="content">
        {% block content %}{% endblock %}
    </div>
    <footer>
        {% block footer %}
            &copy; Copyright 2023 by Me.
        {% endblock %}
    </footer>
</body>
</html>

3.2 子模板扩展

<!-- home.html -->
{% extends "base.html" %}

{% block title %}Home Page{% endblock %}

{% block content %}
    <h1>Welcome to our website</h1>
    <p>This is the home page content.</p>
{% endblock %}

解释：

extends指令指定父模板
block定义可覆盖的内容区域
未覆盖的块将使用父模板中的默认内容

4. 过滤器

Jinja2提供了多种过滤器来修改变量的显示：

<!-- 使用过滤器 -->
<p>{{ user.comment|capitalize }}</p>
<p>{{ "Hello, " ~ name|upper }}</p>
<p>{{ items|join(', ') }}</p>
<p>{{ long_text|truncate(50) }}</p>
<p>{{ price|float|round(2) }}</p>

常用过滤器：

capitalize: 首字母大写
upper/lower: 大小写转换
trim: 去除首尾空格
length: 获取长度
default('value'): 设置默认值
tojson: 转换为JSON格式

5. 宏(Macros)

宏类似于函数，可以重复使用HTML片段：

<!-- 定义宏 -->
{% macro input(name, value='', type='text') %}
    <input type="{{ type }}" name="{{ name }}" value="{{ value }}">
{% endmacro %}

<!-- 使用宏 -->
<form>
    {{ input('username') }}
    {{ input('password', type='password') }}
    {{ input('submit', 'Login', type='submit') }}
</form>

解释：

宏使用{% macro %}定义
可以带默认参数
宏可以放在单独文件中并通过import引入

6. 模板上下文

6.1 全局变量

Jinja2提供了一些自动可用的全局变量：

<p>Current template: {{ template }}</p>
<p>Is this a child template? {{ self is defined }}</p>
<p>Configuration: {{ config.DEBUG }}</p>
<p>Request method: {{ request.method }}</p>
<p>Session data: {{ session.get('user_id') }}</p>
<p>URL for 'index': {{ url_for('index') }}</p>

6.2 自定义上下文处理器

@app.context_processor
def inject_user():
    def format_price(amount, currency='$'):
        return f"{currency}{amount:.2f}"
    
    return dict(format_price=format_price)

<!-- 在模板中使用 -->
<p>Total: {{ format_price(42.5) }}</p>

7. 模板测试

测试用于在条件语句中检查变量：

{% if user is defined and user is not none %}
    <p>Welcome back, {{ user.name }}!</p>
{% endif %}

{% if number is divisibleby(3) %}
    <p>Number is divisible by 3</p>
{% endif %}

{% if 'admin' in user.roles %}
    <p>You have admin privileges</p>
{% endif %}

常用测试：

defined: 检查变量是否定义
none: 检查是否为None
even/odd: 检查奇偶
sequence: 检查是否为序列
mapping: 检查是否为字典

8. 模板沙箱与安全

Jinja2提供安全措施防止模板注入：

# 自动转义HTML
app.jinja_env.autoescape = True

# 手动转义
from markupsafe import escape

@app.route('/unsafe')
def unsafe():
    user_input = "<script>alert('XSS')</script>"
    return render_template('safe.html', user_input=user_input)

<!-- 模板中 -->
<p>Auto-escaped: {{ user_input }}</p>
<p>Safe string: {{ "<em>safe</em>"|safe }}</p>
<p>Escaped manually: {{ user_input|e }}</p>

9. 高级特性

9.1 自定义过滤器

@app.template_filter('reverse')
def reverse_filter(s):
    return s[::-1]

<p>{{ "hello"|reverse }}</p>  <!-- 输出: olleh -->

9.2 自定义测试

@app.template_test('contain_upper')
def contain_upper(s):
    return any(c.isupper() for c in s)

{% if username is contain_upper %}
    <p>Your username contains uppercase letters</p>
{% endif %}

9.3 空白控制

{% for item in items -%}  <!-- 减号去除前面的空白 -->
    {{ item }}
{%- endfor %}            <!-- 减号去除后面的空白 -->

10. 性能优化技巧

启用模板缓存:

app.config['TEMPLATES_AUTO_RELOAD'] = False  # 生产环境中

**使用with context**减少数据库查询:

{% with total=products|length %}
    <p>Found {{ total }} product{% if total != 1 %}s{% endif %}</p>
{% endwith %}

合理组织模板结构，避免深度继承

预编译常用模板:

template = app.jinja_env.get_template('mytemplate.html')
# 然后可以多次使用template.render()

11. 总结

Jinja2作为Flask的模板引擎提供了强大而灵活的功能：

清晰的语法：{{ }}、{% %}和{# #}分别用于变量、控制结构和注释
模板继承：通过extends和block实现DRY原则
丰富的过滤器：内置大量过滤器处理常见数据格式化需求
宏系统：可重用HTML组件，提高开发效率
安全特性：自动HTML转义防止XSS攻击
扩展性：支持自定义过滤器、测试和全局函数

通过合理运用Jinja2的这些特性，可以构建出结构清晰、易于维护的动态Web页面，同时保持业务逻辑与表现层的良好分离。

12. 最佳实践建议

保持模板简洁，复杂逻辑应放在视图函数中
使用模板继承创建一致的页面布局
将常用HTML片段提取为宏或包含文件
始终对用户输入进行转义，除非明确需要原始HTML
合理组织模板目录结构
在开发阶段启用TEMPLATES_AUTO_RELOAD，生产环境关闭
考虑使用Jinja2的lstrip_blocks和trim_blocks选项控制空白

通过掌握Jinja2的这些功能和技巧，你将能够高效地开发Flask应用程序的前端界面。

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