【进阶】构建简单的FastAPI应用

# 2.1 FastAPI应用结构

FastAPI应用是一个Python模块，包含一个或多个路由和处理函数。它通常遵循MVC（模型-视图-控制器）架构：

- **模型：**表示业务逻辑和数据模型。
- **视图：**处理HTTP请求和响应，将数据呈现给客户端。
- **控制器：**协调模型和视图之间的交互，处理路由和执行业务逻辑。

在FastAPI中，路由和处理函数定义在主FastAPI应用模块中。路由是URL模式，用于将HTTP请求映射到处理函数。处理函数是Python函数，负责处理请求并生成响应。

# 2. FastAPI应用架构与路由

### 2.1 FastAPI应用结构

FastAPI应用的结构遵循MVC（模型-视图-控制器）模式，其中：

- **模型**：表示应用程序的数据模型和业务逻辑。
- **视图**：负责呈现数据，通常是通过模板或JSON响应。
- **控制器**：处理用户请求，并与模型和视图交互。

FastAPI应用的入口点是`main.py`文件，它包含以下基本结构：

from fastapi import FastAPI

app = FastAPI()

`FastAPI`类是应用程序的主类，它提供了路由、依赖注入、错误处理等功能。

### 2.2 路由定义与处理函数

路由是将HTTP请求映射到处理函数的规则。FastAPI使用`@app.get()`、`@app.post()`等装饰器来定义路由。

处理函数是响应HTTP请求的函数。它接收请求对象和响应对象作为参数，并返回响应数据。

例如，以下路由定义了一个处理`GET /items`请求的处理函数：

from fastapi import FastAPI, Request, Response

app = FastAPI()

@app.get("/items")
async def get_items(request: Request, response: Response):
    response.status_code = 200
    return {"items": ["item1", "item2"]}

处理函数中的代码逐行解读：

- `request: Request`：接收HTTP请求对象，包含请求头、请求正文等信息。
- `response: Response`：接收HTTP响应对象，用于设置响应状态码和返回响应数据。
- `response.status_code = 200`：设置响应状态码为200（成功）。
- `return {"items": ["item1", "item2"]}`：返回响应数据，是一个包含两个字符串的字典。

# 3. FastAPI数据处理与验证

### 3.1 数据模型与序列化

FastAPI提供了一个强大的数据模型系统，允许您定义和验证应用程序中的数据结构。数据模型定义了应用程序中数据对象的属性、类型和约束。

#### 数据模型定义

要定义数据模型，可以使用`pydantic`库中的`BaseModel`类。`BaseModel`提供了一个简单的接口，用于定义模型的属性和类型。例如，以下代码定义了一个`User`数据模型，其中包含`id`、`name`和`email`属性：

from pydantic import BaseModel

class User(BaseModel):
    id: int
    name: str
    email: str

#### 数据序列化和反序列化

FastAPI使用`marshmallow`库进行数据序列化和反序列化。序列化将数据对象转换为可传输的格式（例如JSON），而反序列化将可传输的格式转换为数据对象。

FastAPI自动将数据模型序列化为JSON，并反序列化JSON为数据模型。这简化了应用程序中数据的处理和传输。

### 3.2 数据验证与错误处理

FastAPI提供了一个强大的数据验证系统，用于确保传入应用程序的数据有效且符合预期的约束。

#### 数据验证

FastAPI使用`pydantic`库进行数据验证。`pydantic`提供了一组验证器，用于检查数据类型、范围、格