Python Jinja2：强大易用的模板引擎
Jinja2是一个基于Python的模板引擎，它的功能类似于PHP的smarty，J2ee的Freemarker和velocity。
模板引擎的应用场景非常广泛，它可以将动态数据与静态模板结合，提高发效率和代码可维护性。我们平时接触各类网页，邮件通知，甚至一些说明文档，也许都是通过模板引擎生成出来的。
使用模板引擎，还可以辅助我们生成类似的代码，比如很多ORM框架，就使用了模板引擎来生成大量的model定义代码。
本篇介绍的Jinja2，是目前Python中最流行的模板引擎之一。
1. 安装
通过pip安装：
$ pip install Jinja2
安装后可以用如下的代码测试是否安装成功。
from jinja2 import Template
# 定义模版
tmpl = Template("hello {{ name }}")
# 根据模版生成最终结果
ret = tmpl.render(name="jinja2")
print(ret)
# 运行结果
hello jinja2
成功安装的话，上面的代码会正常运行并打印出hello jinja2。
2. 变量
模板中的变量就是模板中的动态内容，jinja2支持丰富的变量类型。
2.1. 一般变量
一般变量是指基本类型的变量，比如常见的bool型，数值型和字符串类型。
from jinja2 import Template
tmpl_str = """
布尔型变量：{{ bool_var }}
整数型变量：{{ int_var }}
浮点型变量：{{ float_var }}
字符串变量：{{ str_var }}
"""
def main():
tmpl = Template(tmpl_str)
ret = tmpl.render(
bool_var=True,
int_var=123,
float_var=3.14,
str_var="jinja2 is great!",
)
print(ret)
if __name__ == "__main__":
main()
运行效果：
$ python.exe .\main.py
布尔型变量：True
整数型变量：123
浮点型变量：3.14
字符串变量：jinja2 is great!
2.2. 复合变量
复合变量主要指元组，列表和字典类型，这些类型在jinja2中也是可以直接识别出来的。
tmpl_str = """
元组： {{ tuple_var }}
列表： {{ list_var }}
字典： {{ dict_var }}
"""
def main():
tmpl = Template(tmpl_str)
ret = tmpl.render(
tuple_var=(1, "a", 3.14),
list_var=[1, "a", 3.14],
dict_var={"key": "name", "value": "jinja2"},
)
print(ret)
if __name__ == "__main__":
main()
运行效果：
$ python.exe .\main.py
元组： (1, 'a', 3.14)
列表： [1, 'a', 3.14]
字典： {'key': 'name', 'value': 'jinja2'}
2.3. 对象变量
对象除了有属性，还带有方法，比一般变量和复合变量更具灵活性。
tmpl_str = """
对象名称： {{ obj_var.name }}
对象动作： {{ obj_var.howl() }}
"""
class Obj:
def __init__(self, name) -> None:
self.name = name
def howl(self):
return "WO~~~~W"
def main():
tmpl = Template(tmpl_str)
obj_var = Obj("Lion")
ret = tmpl.render(obj_var=obj_var)
print(ret)
if __name__ == "__main__":
main()
运行效果：
$ python.exe .\main.py
对象名称： Lion
对象动作： WO~~~~W
3. 控制结构
控制结构帮助我们更加灵活地控制模板的解析和渲染流程，并能够重复使用常见的行为和代码片段，提高开发效率和代码可维护性。
和编程语言一样，控制结构最常用的就是分支和循环。
3.1. 分支
分支结构让我们根据业务需求渲染模板的不同部分。
比如，下面的示例演示登录与否的情况下，不同的渲染内容。
tmpl_str = """
{%- if is_login -%}
你好，{{ login_name }}
{%- else -%}
请先登录!
{%- endif -%}
"""
def main():
tmpl = Template(tmpl_str)
# 已登录的情况
ret = tmpl.render(is_login=True, login_name="jinja2")
print(ret)
print("=========================")
# 未登录的情况
ret = tmpl.render(is_login=False)
print(ret)
if __name__ == "__main__":
main()
运行效果：
$ python.exe .\main.py
你好，jinja2
=========================
请先登录!
3.2. 循环
渲染类似内容时，循环结构帮助我们极大减少代码量。
比如，下面的示例中，我们通过循环结构渲染一批学生的成绩。
tmpl_str = """
学生成绩情况：
====================
{%- for name, score in students.items() %}
姓名： {{ name }}
成绩： {{ score }}分
====================
{%- endfor %}
....
"""
def main():
tmpl = Template(tmpl_str)
students = {
"小红": 100,
"小张": 76,
"小李": 68,
"小黄": 99,
"小明": 82,
}
ret = tmpl.render(students=students)
print(ret)
if __name__ == "__main__":
main()
运行效果：
$ python.exe .\main.py
学生成绩情况：
====================
姓名： 小红
成绩： 100分
====================
姓名： 小张
成绩： 76分
====================
姓名： 小李
成绩： 68分
====================
姓名： 小黄
成绩： 99分
====================
姓名： 小明
成绩： 82分
====================
....
4. 外部函数
所谓外部函数，是指在模板中使用python代码中定义的函数。也就是把python函数注入到模板中。
这是前几天我尝试生成一些动画代码时，遇到的一个需求。简单来说，就是在渲染某个变量时，需要根据变量的值，变换不同的内容。简化后的代码如下：
tmpl_str = """
直线的颜色：{{ line_color }}
三角形的颜色：{{ triangle_color }}
正方形的颜色：{{ square_color }}
"""
def main():
tmpl = Template(tmpl_str)
ret = tmpl.render(
line_color="g",
triangle_color="r",
square_color="b",
)
print(ret)
if __name__ == "__main__":
main()
需要根据颜色的标记 g，r，b等等生成不同的渲染代码。于是，定义了一个渲染的函数：
def parse_color(color):
match color:
case "r":
return "<<<code for color RED>>>"
case "g":
return "<<<code for color GREEN>>>"
case "b":
return "<<<code for color BLUE>>>"
case _:
return "<<<code for color WHITE>>>"
为了渲染时能够调用这个函数，只要简单的注册到模板中即可。
def main():
tmpl = Template(tmpl_str)
tmpl.globals["parse_color"] = parse_color
# .... 其他部分省略
注册到模板之后，就可以直接在模板中使用这个函数了。
tmpl_str = """
直线的颜色：{{ parse_color(line_color) }}
三角形的颜色：{{ parse_color(triangle_color) }}
正方形的颜色：{{ parse_color(square_color) }}
"""
运行效果：
$ python.exe .\main.py
直线的颜色：<<<code for color GREEN>>>
三角形的颜色：<<<code for color RED>>>
正方形的颜色：<<<code for color BLUE>>>
注入函数的这个方式可以避免在模板中写大量的if/else分支代码。
5. 总结
总之，Jinja2是一个功能强大、易于使用和扩展的Python模板引擎，适用于各种需要模板引擎的应用场景。
掌握它的基本功能能够提高我们的开发效率和代码可维护性，使我们能够更专注于实现应用程序的功能和需求。