从零开始：django.conf.urls.defaults的学习曲线

# 1. Django框架简介与urls配置基础

Django是一个高级的Python Web框架，设计目的是快速、安全且可扩展。在本章中，我们先对Django框架做一番简要介绍，然后着重探讨其核心组件之一的`urls`配置。`urls`是Django应用的URL模式的集中管理地点，它将特定的URL模式映射到对应的视图函数，这个机制是构建Web应用的基础。

## 1.1 Django框架概述

Django采用MVC（Model-View-Controller）模式，但通常被称为MTV（Model-Template-View）。其中，`urls`属于视图层的一部分，它负责把外界发来的请求正确地发送到对应的视图函数。Django框架自2005年发布以来，就以其"MTV"架构、快速开发、松耦合、可扩展性强等特性著称，成为Python开发者中极为流行的一个Web开发框架。

## 1.2 Django中的urls配置

在Django中，每个应用都有一个名为`urls.py`的文件，这是定义应用URL模式的地方。`urls`配置是通过调用`django.conf.urls`模块下的`url()`函数实现的。例如，以下是一个简单的`urls.py`文件，其中定义了两个URL模式：

from django.conf.urls import url
from . import views

urlpatterns = [
    url(r'^articles/2003/$', views.special_case_2003),
    url(r'^articles/(?P<year>[0-9]{4})/$', views.year_archive),
]

在上面的代码中，`url()`函数接受两个重要参数：正则表达式（用于匹配URL）和视图函数（用于处理请求）。通过这种方式，Django使得开发者可以直观地组织和管理Web应用中的URL模式。接下来的章节将深入探讨`django.conf.urls`模块的内部机制以及如何高效地配置`urls`。

# 2. 深入理解django.conf.urls.defaults模块

## 2.1 django.conf.urls.defaults模块概述

### 2.1.1 模块的引入与配置的变迁

在Django框架的早期版本中，`django.conf.urls.defaults` 模块是定义URL模式的核心组件。随着Django框架的不断发展，虽然现在已经被废弃，但为了维护向后兼容性，依然在最新版本中保留。这个模块为开发者提供了一种方便快捷的方式来将URL模式映射到视图函数上。

在Django 1.3版本之前，开发者通常会从`django.conf.urls.defaults`导入`patterns`函数来定义URL配置：

from django.conf.urls.defaults import patterns, include, url

urlpatterns = patterns('',
    url(r'^admin/', include(***.urls)),
    url(r'', views.index),
)

上述代码中，`patterns`函数接受两个参数：第一个参数是一个字符串，指定了这个URL配置应该应用到哪个Python模块（这里是空字符串，意味着根URL配置）；第二个参数是一个URL模式的元组列表。每个元组都包含一个正则表达式和一个视图函数或类视图。

### 2.1.2 默认配置与自定义urls的关系

随着Django 1.4的发布，Django引入了`urls.py`文件作为默认的URL配置方式。这种变化使得URL配置更加模块化，并允许开发者在不同的应用之间共享URL配置。下面是一个典型的`urls.py`文件示例：

from django.urls import path
from . import views

urlpatterns = [
    path('admin/', ***.urls),
    path('', views.index),
]

在这个例子中，`path`函数被用来代替`url`函数，因为Django在1.4版本之后推荐使用`path`来进行URL配置。这种方式比`url`更为直观和易用，尤其是对于初学者。`path`函数还允许直接关联视图函数的名称，而不是视图函数本身，这让URL配置更加清晰。

## 2.2 urls配置的核心元素分析

### 2.2.1 url()函数的参数详解

`url()`函数是定义URL模式的核心函数，它接受三个参数：

- `regex`：一个正则表达式字符串，用于匹配URL。
- `view`：一个视图函数或类视图，当URL匹配成功时，Django将调用这个视图。
- `kwargs`：一个可选的字典参数，用于传递额外的参数给视图函数。
- `name`：一个可选的字符串参数，用于命名URL模式。

一个典型的URL模式配置看起来像这样：

from django.conf.urls import url
from . import views

urlpatterns = [
    url(r'^articles/2003/$', views.special_case_2003),
    url(r'^articles/(?P<year>[0-9]{4})/$', views.year_archive),
    url(r'^articles/(?P<year>[0-9]{4})/(?P<month>[0-9]{2})/$', views.month_archive),
    url(r'^articles/(?P<year>[0-9]{4})/(?P<month>[0-9]{2})/(?P<day>[0-9]{2})/$', views.article_detail),
]

### 2.2.2 正则表达式在urls中的应用

在`url()`函数中，`regex`参数是一个正则表达式，它定义了URL的模式。在Django中，正则表达式被用来精确地匹配客户端请求的URL，并将其映射到对应的视图。

正则表达式中可以使用命名捕获组来捕获URL路径中的特定部分，并将它们作为参数传递给视图。例如：

url(r'^articles/(?P<year>[0-9]{4})/(?P<month>[0-9]{2})/(?P<day>[0-9]{2})/$', views.article_detail),

在这个例子中，`(?P<year>[0-9]{4})`是一个命名捕获组，它匹配四位数字的年份，并将其作为名为`year`的参数传递给`article_detail`视图。

### 2.2.3 匹配到的结果处理：视图函数与类视图

当URL模式匹配成功后，Django会根据`url()`函数的`view`参数调用相应的视图函数或类视图。视图是Django中处理请求并返回响应的逻辑处理单元。视图函数通常接受两个参数：`request`对象和通过正则表达式捕获的参数。

下面是一个简单的视图函数示例：

from django.http import HttpResponse

def index(request):
    return HttpResponse("Hello, world. You're at the index.")

类视图则提供了一种使用类来处理请求的方式，它通常是基于`View`类的子类，并且可以使用`as_view()`方法来创建一个可以处理请求的函数。下面是一个类视图的示例：

from django.views import View
from django.http import HttpResponse

class IndexView(View):
    def get(self, request):
        return HttpResponse("Hello, world. You're at the index.")
urlpatterns = [
    url(r'^$', IndexView.as_view(), name='index'),
]

在上面的例子中，`IndexView`是一个类视图，它重写了`get`方法来处理GET请求，并返回一个简单的响应。在`urlpatterns`中，我们使用`as_view()`方法来将类视图转换为一个可以处理请求的函数，并将其与根URL关联起来。

## 2.3 实践中的urls配置技巧

### 2.3.1 管理静态文件和媒体文件的urls

在Django项目中，管理静态文件和媒体文件是很常见的任务。通常，这些文件被放在项目的`static`和`media`目录下。为了在开发环境中正确地服务这些文件，可以在项目的`urls.py`中添加对应的URL模式：

from django.conf import settings
from django.conf.urls.static import static

urlpatterns = [
    # ... your url patterns
]

if settings.DEBUG:
    urlpatterns += static(settings.STATIC_URL, document_root=settings.STATIC_ROOT)
    urlpatterns += static(settings.MEDIA_URL, document_root=settings.MEDIA_ROOT)

这里，`static()`函数用于在开发环境下提供静态和媒体文件的服务。`document_root`参数指定了静态文件和媒体文件的实际存储位置。注意，这个配置在生产环境中应当被禁用，因为服务静态文件的正确方式通常是通过Web服务器如Nginx或Apache。

### 2.3.2 错误页面的自定义urls配置

自定义错误页面是一种提升用户体验的方法。在Django中，可以使用`handler404`、`handler500`等视图函数来指定不同HTTP错误的处理方式。这些视图函数在`urls.py`中通过特殊的URL模式引用：

handler404 = 'myapp.views.custom_error_page'
handler500 = 'myapp.views.custom_error_page'

在上面的配置中，如果发生404（未找到页面）或500（服务器内部错误）错误，Django将调用`myapp.views.custom_error_page`视图函数。确保该视图能够正确处理这些错误情况并返回一个恰当的错误页面。

### 2.3.3 URL的命名与重定向技巧

给URL命名是Django中的一个良好实践，它可以在模板和视图中引用URL，而不需要硬编码字符串。在Django 1.11及以后的版本中，推荐使用`path()`函数来定义URL并使用`name`参数来命名：

urlpatterns = [
    path('articles/<int:year>/', views.year_archive, name='year-archive'),
    path('articles/<int:year>/<int:month>/', views.month_archive, name='month-archive'),
]

在视图函数中，可以使用`reverse()`函数根据URL名称生成URL：