内容简介：这两天简单研究了一下web.py框架，发现比较有意思的就是template模板引擎的实现了，所以简单研究了一下基本原理。我们先看一个web.py的模板例子。我有这样一个模板文件：
这两天简单研究了一下web.py框架，发现比较有意思的就是template模板引擎的实现了，所以简单研究了一下基本原理。
例子
我们先看一个web.py的模板例子。
我有这样一个模板文件：
$def with (words) <!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head> <title>web-py</title> $:render.header() </head> <body> <h1>$words</h1> <ul> $for i in range(0, 10): <li>$i</li> </ul> </body> </html>
这是一个HTML文件，凡是动态内容，均需要以$开头标识出来，以便模板引擎解析替换。
- $def with (words)：这是定义了 python 要传进来的动态参数，在<h1>$words</h1>中渲染。
- $:render.header()：这是调用了render对象的header()方法，作用是渲染另外一个模板文件。
- $for i in range(0,10)：通过循环制作一个列表。
按照简单理解，python只需要把模板文件读进内存，然后用正则去替换一下$words这样的东西就好了。但是复杂就是，模板引擎还允许执行python代码，比如调用header()函数，for循环，这种用正则怎么可能处理的了呢？所以，模板引擎的实现思路就特别重要了。
模板 -> 代码
如何让模板引擎可以执行Python代码呢？我们不如先看看web.py是如何渲染的。
web.py对上述模板文件经过一番处理，得到的实际上就是一段python代码：
# coding: utf-8 def __template__ (words): __lineoffset__ = -4 loop = ForLoop() self = TemplateResult(); extend_ = self.extend extend_(['\n']) extend_(['<!DOCTYPE html>\n']) extend_(['<html lang="en">\n']) extend_(['<head>\n']) extend_([' <title>web-py</title>\n']) extend_([' ', escape_(render.header(), False), '\n']) extend_(['</head>\n']) extend_(['<body>\n']) extend_([' <h1>', escape_(words, True), '</h1>\n']) extend_([' <ul>\n']) for i in loop.setup(range(0, 10)): extend_([' ', '<li>', escape_(i, True), '</li>\n']) extend_([' </ul>\n']) extend_(['</body>\n']) extend_(['</html>\n']) return self
观察可以发现，这个函数就是HTML模板文件的python实现：
- 模板的入参变成了__template__函数的入参
- 文本的HTML代码变成了python不断extend_追加字符串的过程
- 嵌套渲染其他模板变成了header()函数调用，结果又extend_到最终结果中去
- 循环也变成了真的python代码循环
实际上，模板引擎要做的就是对模板文件进行语法解析，把普通文本转换为extend_(xxx），把python表达式原样的挪过来，最后拼成一个可执行的python函数。
当然，这个解析过程涉及到语法解析的知识，我个人不擅长，所以不展开研究了。
编译代码
当前我们通过语法解析，生成了上述的一段python代码（是一段文本而已），这段代码做的唯一的事情就是定义了一个__template__函数。
现在我们要用这个函数来渲染模板得到最终的HTML，所以需要执行这段代码，得到真正的python可执行函数。
我把这个事情简化一下，现在我们要做的事情是先编译这段代码：
# -*- coding: utf-8 -*- # 纯文本代码 code = """ def f(x): return x * x """ # 编译文本代码, 生成AST抽象语法树 ast = compile(code, '', 'exec')
code中的文本代码，被编译成了AST抽象语法表达树，但是当前还没有被执行。
执行代码
如果code中的代码放在一个.py文件中，我们知道直接调用f()就可以了，但是现在code只是一段字符串，这时候如何执行代码呢？
这时候我们需要用到exec方法，它可以动态执行一段代码，同时允许单独指定代码执行的上下文环境：
# 执行代码
global_env = {}
exec(ast, global_env)
exec第一个参数是代码，第二个参数是所处的全局环境，第三个代码是所处的局部环境。
我们知道，当在全局作用域定义函数的时候，函数会被保存到globals()中；在局部作用域（比如某个函数内）定义函数的时候，函数会被保存到locals()中。
所以我们定义一个空字典global_env当做代码执行的全局环境，那么f函数就会保存到global_env中。
调用函数
现在，我们可以从global_env中取出f函数，直接调用它即可：
# 函数f就被定义到global_env中了, 我们可以取出来可执行函数 f = global_env['f'] # 调用它 result = f(5) print(result)
这就是模板引擎的基本工作原理了，所以模板引擎一般都会把编译好的__template__函数cache起来复用，因为如果每次都去解析模板文件再生成可执行函数的消耗有点大。
以上就是本文的全部内容，希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助，也希望大家多多支持 码农网
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