使用 Express 构建一个简单的 Web 应用
发布时间: 2023-12-15 07:20:21 阅读量: 35 订阅数: 40 
nodejs使用express创建一个简单web应用
# 1. 简介
## 2. 安装与配置
Node.js 是一个基于 Chrome V8 引擎的 JavaScript 运行时。它使用事件驱动、非阻塞I/O 模型，使其轻量高效。Node.js 的包管理器 npm 是全球最大的开源库生态系统。Express 是基于 Node.js 平台的 web 应用开发框架，提供了一系列强大特性帮助您创建各种 Web 和移动设备应用。接下来我们将学习如何安装和配置 Express 项目。
### 下载与安装 Node.js
在开始使用 Express 之前，您需要先安装 Node.js。您可以在 [Node.js 官网](https://nodejs.org) 下载适合您操作系统的安装包，并按照安装向导的步骤进行安装。
### 使用 npm 安装 Express
安装完成 Node.js 后，即可使用 npm 来安装 Express。打开命令行工具，执行以下命令：
```bash
npm install express
```
这将会在您的项目中安装 Express 框架。
### 创建和配置 Express 项目
安装完成 Express 后，接下来您可以创建一个 Express 项目。假设您已经创建了一个空的项目文件夹 `my_express_app`，请按照以下步骤进行配置。
首先，在命令行工具中进入项目文件夹：
```bash
cd my_express_app
```
然后创建一个 `package.json` 文件，该文件用于存储项目的元数据和依赖信息。您可以通过以下命令来创建：
```bash
npm init -y
```
接着，创建一个名为 `app.js` 的主文件，用于编写 Express 应用程序的代码。
```bash
touch app.js
```
现在，您可以在 `app.js` 中编写您的 Express 应用程序，然后通过以下命令启动该应用：
```bash
node app.js
```
### 3. 路由与控制器
在 Express 中，路由用于将 HTTP 请求 (GET、POST、PUT、DELETE 等) 映射到相应的处理逻辑，而控制器则负责实际处理请求的逻辑。下面我们将详细介绍在 Express 中如何创建路由和使用控制器来处理请求。
#### 3.1 创建路由处理请求
在 Express 中，可以通过 `app.get()`、`app.post()`、`app.put()`、`app.delete()` 等方法创建不同类型的路由。下面是一个简单的例子来演示如何创建一个 GET 请求的路由：
```javascript
// index.js
const express = require('express');
const app = express();
// GET 请求的路由
app.get('/', (req, res) => {
res.send('Hello, Express!');
});
// 启动服务器
app.listen(3000, () => {
console.log('Server is running on port 3000');
});
```
在上面的例子中，我们使用 `app.get()` 方法创建了一个 GET 请求的路由，当用户访问根路径 '/' 时，会触发回调函数，并向用户返回 'Hello, Express!'。
#### 3.2 使用控制器处理路由逻辑
在实际开发中，通常会将路由的处理逻辑抽离到单独的控制器文件中，以便于代码组织和维护。下面是一个示例来演示如何使用控制器处理路由的逻辑：
```javascript
// index.js
const express = require('express');
const app = express();
const userController = require('./controllers/userController');
// GET 请求的路由
app.get('/users', userController.getAllUsers);
// 启动服务器
app.listen(3000, () => {
console.log('Server is running on port 3000');
});
```
```javascript
// controllers/userController.js
function getAllUsers(req, res) {
// 从数据库中获取用户数据
const users = [{ id: 1, name: 'Alice' }, { id: 2, name: 'Bob' }];
res.json(users);
}
module.exports = {
getAllUsers,
};
```
在上面的例子中，我们将 GET 请求 '/users' 的处理逻辑抽离到了单独的 'userController.js' 文件中，使代码更加清晰和易于维护。
#### 3.3 实现多种类型的路由
除了 GET 请求外，Express 还支持 POST、PUT、DELETE 等多种类型的路由。下面是一个示例来演示如何实现 POST 请求的路由：
```javascript
// index.js
const express = require('express');
const app = express();
const userController = require('./controllers/userController');
// POST 请求的路由
app.post('/users', userController.createUser);
// 启动服务器
app.listen(3000, () => {
console.log('Server is running on port 3000');
});
```
```javascript
// controllers/userController.js
function createUser(req, res) {
// 从请求中获取用户信息，并保存到数据库
const newUser = req.body;
// 省略保存到数据库的逻辑
res.json(newUser);
}
module.exports = {
createUser,
};
```
在上面的例子中，我们使用 `app.post()` 方法创建了一个 POST 请求的路由，并将其处理逻辑放在了 'userController.js' 文件中。
### 视图与模板引擎
在 Web 应用开发中，视图是一个非常重要的部分，它负责呈现前端页面给用户。Express 框架通过集成模板引擎来实现视图的渲染，常用的模板引擎包括 Pug、EJS 等。
#### 使用模板引擎渲染动态页面
Express 框架支持多种模板引擎，下面以 EJS 为例进行介绍。首先，需要安装 `ejs` 模块：
```bash
npm install ejs
```
然后在 Express 应用中设置模板引擎为 EJS：
```javascript
// 引入 Express 和 EJS 模块
const express = require('express');
const app = express();
// 设置模板引擎为 EJS
app.set('view engine', 'ejs');
```
接下来，可以在路由中使用 `res.render()` 方法渲染 EJS 模板文件：
```javascript
app.get('/', function(req, res) {
// 渲染 index.ejs 文件，并传递数据
res.render('index', { title: 'Express App', message: 'Hello, EJS!' });
});
```
创建一个 `index.ejs` 文件，内容如下：
```html
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title><%= title %></title>
</head>
<body>
<h1><%= message %></h1>
</body>
</html>
```
#### 介绍常用的模板引擎
除了 EJS，Express 还支持其他常用的模板引擎，比如 Pug。Pug 具有简洁的语法和强大的功能，值得开发者深入学习和使用。
```javascript
// 设置模板引擎为 Pug
app.set('view engine', 'pug');
```
使用 Pug 模板引擎可以大大提高模板文件的编写效率，避免了繁琐的 HTML 标签。比如上面的 `index.ejs` 文件，使用 Pug 语法可以简化为：
```pug
doctype html
html
head
title= title
body
h1= message
```
#### 实现模板继承和数据传递
除了简单的模板渲染外，Express 还支持模板继承，可以在不同页面共享相同的布局。这种方式使得页面结构的维护更加方便。
例如，创建一个名为 `layout.ejs` 的布局文件：
```html
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title><%= title %></title>
</head>
<body>
<%- body %>
</body>
</html>
```
然后在其他模板文件中继承该布局：
```html
<%- include('layout.ejs') %>
<h1><%= message %></h1>
```
此外，Express 还可以通过模板渲染传递数据给模板，比如在路由中使用：
```javascript
app.get('/', function(req, res) {
// 渲染模板并传递数据
res.render('index', { title: 'Express App', message: 'Hello, EJS!' });
});
```
通过以上方式，Express 框架可以轻松实现视图与模板引擎的整合，为 Web 应用的前端开发提供了很大的便利。
# 5. 数据库连接与操作
在 Web 应用开发中，数据的存储和操作是一个非常重要的部分。在本章中，我们将学习如何使用 Express 连接和操作数据库。
## 5.1 连接数据库
在开始之前，我们需要先安装相应的数据库和 ORM（对象关系映射）工具。这里以 MongoDB 和 Mongoose 为例进行说明。
### 5.1.1 安装 MongoDB
首先，我们需要下载并安装 MongoDB 数据库。官网地址为：https://www.mongodb.com/。根据操作系统类型选择合适的安装包进行安装。
### 5.1.2 安装 Mongoose
接下来，我们使用 npm（Node.js 包管理工具）安装 Mongoose。
```bash
npm install mongoose
```
### 5.1.3 连接数据库
在 Express 项目中，我们需要在启动应用时进行数据库连接。通常，我们会新建一个 `db.js` 文件来管理数据库连接。
```javascript
// db.js
const mongoose = require('mongoose');
const DB_URL = 'mongodb://localhost:27017/myapp'; // 数据库连接地址
mongoose.connect(DB_URL, {
useNewUrlParser: true,
useUnifiedTopology: true,
});
mongoose.connection.on('connected', () => {
console.log('数据库已连接');
});
mongoose.connection.on('error', (err) => {
console.error('数据库连接出错', err);
});
mongoose.connection.on('disconnected', () => {
console.log('数据库已断开连接');
});
module.exports = mongoose;
```
在上述代码中，我们首先引入了 `mongoose` 模块，并定义了数据库连接地址 `DB_URL`。然后，使用 `mongoose.connect()` 方法对数据库进行连接，并监听 `connected`、`error` 和 `disconnected` 事件。最后，我们导出了 `mongoose` 对象，以便在其他地方使用。
## 5.2 使用 ORM 进行数据库操作
当我们成功连接数据库后，就可以使用 ORM（对象关系映射）工具来进行数据库操作了。这里以 `mongoose` 为例进行说明。
### 5.2.1 定义数据模型
在使用 `mongoose` 进行数据库操作之前，我们需要先定义数据模型。数据模型是指数据在数据库中的结构和约束。
```javascript
// models/user.js
const mongoose = require('../db');
const userSchema = new mongoose.Schema({
username: { type: String, required: true },
password: { type: String, required: true },
email: { type: String, required: true },
});
const UserModel = mongoose.model('User', userSchema);
module.exports = UserModel;
```
在上述代码中，我们首先引入了 `mongoose` 对象，然后定义了 `userSchema`，它包含了用户的用户名、密码和邮箱，并设置了相应的数据类型和约束条件。最后，我们使用 `mongoose.model()` 方法将模型和集合建立关联，并将模型导出。
### 5.2.2 数据的增删改查
在定义了数据模型后，我们就可以使用相应的方法进行数据的增删改查了。
```javascript
// controllers/user.js
const UserModel = require('../models/user');
// 添加用户
const addUser = async (req, res) => {
const { username, password, email } = req.body;
try {
const user = await UserModel.create({ username, password, email });
res.status(200).json(user);
} catch (error) {
res.status(500).json({ error: error.message });
}
};
// 删除用户
const deleteUser = async (req, res) => {
const { userId } = req.params;
try {
const user = await UserModel.findByIdAndDelete(userId);
res.status(200).json(user);
} catch (error) {
res.status(500).json({ error: error.message });
}
};
// 修改用户信息
const updateUser = async (req, res) => {
const { userId } = req.params;
const { username, password, email } = req.body;
try {
const user = await UserModel.findByIdAndUpdate(userId, {
username,
password,
email,
});
res.status(200).json(user);
} catch (error) {
res.status(500).json({ error: error.message });
}
};
// 查询用户列表
const getUsers = async (req, res) => {
try {
const users = await UserModel.find();
res.status(200).json(users);
} catch (error) {
res.status(500).json({ error: error.message });
}
};
module.exports = { addUser, deleteUser, updateUser, getUsers };
```
在上述代码中，我们定义了四个控制器方法，分别用于添加用户、删除用户、修改用户信息和查询用户列表。这些方法使用了 `UserModel` 进行相应的操作，并根据操作结果返回相应的响应。
## 5.3 其他数据库操作
除了上述的数据的增删改查，我们还可以使用 `mongoose` 进行其他类型的数据库操作，例如查询指定条件的数据、排序、限制返回结果的数量等。
```javascript
// 查询指定条件的数据
const getUser = async (req, res) => {
const { userId } = req.params;
try {
const user = await UserModel.findById(userId);
res.status(200).json(user);
} catch (error) {
res.status(500).json({ error: error.message });
}
};
// 查询并排序
const getUsersSorted = async (req, res) => {
try {
const users = await UserModel.find().sort({ username: 1 });
res.status(200).json(users);
} catch (error) {
res.status(500).json({ error: error.message });
}
};
// 查询并限制返回结果的数量
const getUsersLimited = async (req, res) => {
try {
const users = await UserModel.find().limit(10);
res.status(200).json(users);
} catch (error) {
res.status(500).json({ error: error.message });
}
};
```
在上述代码中，我们分别定义了 `getUser`、`getUsersSorted` 和 `getUsersLimited` 三个控制器方法，用于查询指定用户、按照用户名排序和限制返回结果的数量。这些方法都使用了 `UserModel` 进行相应的操作。
通过上述内容，我们可以看到，在 Express 应用中使用数据库是非常方便的。通过 ORM 工具，我们可以使用类似操作对象的方式来进行数据库操作，更加简化了开发流程。
在下一章节中，我们将学习如何使用 Express 的中间件来处理请求和响应。
## 6. 中间件与错误处理
在 Express 中，中间件是处理请求和响应的函数，它可以在请求到达路由处理器之前或之后执行一些额外的逻辑。中间件函数可以用来完成各种任务，比如验证用户身份、处理请求参数、记录日志等。
### 6.1 介绍 Express 中间件的概念
Express 中间件是一个函数，它接受三个参数：req（请求对象）、res（响应对象）和 next（下一个中间件函数）。中间件可以使用这三个参数来接收请求、生成响应，或者将控制权传递给下一个中间件。
中间件的执行顺序是按照它们被添加的顺序依次执行的。可以使用 `app.use` 方法将中间件绑定到应用程序的全局路由上，也可以将中间件绑定到特定的路由上。
### 6.2 使用中间件处理请求和响应
以下是一个使用中间件的示例：
```javascript
const express = require('express');
const app = express();
// 自定义中间件函数
const logger = (req, res, next) => {
console.log('Request received:', req.method, req.url);
next();
};
// 将中间件绑定到全局路由上
app.use(logger);
// 定义路由处理器
app.get('/', (req, res) => {
res.send('Hello, World!');
});
// 启动服务器
app.listen(3000, () => {
console.log('Server is running on port 3000');
});
```
在上面的例子中，我们定义了一个名为 `logger` 的中间件函数，它打印出请求的方法和 URL。然后，我们使用 `app.use` 将该中间件绑定到全局路由上，这样所有的路由都会先经过该中间件。
### 6.3 异常处理与错误信息展示
在 Express 中，可以通过自定义错误处理中间件来捕获和处理异常。
以下是一个带有错误处理中间件的示例：
```javascript
const express = require('express');
const app = express();
// 自定义路由处理器
app.get('/', (req, res) => {
throw new Error('Oops! Something went wrong');
});
// 错误处理中间件
const errorHandler = (err, req, res, next) => {
console.error(err.stack);
res.status(500).send('Something went wrong');
};
// 将错误处理中间件绑定到应用程序
app.use(errorHandler);
// 启动服务器
app.listen(3000, () => {
console.log('Server is running on port 3000');
});
```
在上面的例子中，我们通过 `throw` 关键字抛出一个错误。然后，我们定义了一个名为 `errorHandler` 的错误处理中间件来捕获错误并将错误信息发送给客户端。
需要注意的是，错误处理中间件的参数中包含了 `err` 参数，它是一个 Error 对象，可以通过 `err.stack` 得到错误的堆栈信息。
通过使用错误处理中间件，我们可以捕获并处理路由处理器中的异常，避免服务器崩溃，同时向客户端发送有用的错误信息。
## 结语
本章介绍了 Express 中间件的概念，以及如何使用中间件处理请求和响应。同时，还介绍了如何添加错误处理中间件来捕获和处理异常。中间件是 Express 框架的核心特性之一，它为开发者提供了一种灵活的方式来处理请求和响应。
上一章：[5. 数据库连接与操作](#5-数据库连接与操作)
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