Zaawansowane aplikacje webowe: back-end dla studenta i technika programisty (e-book) Zabrze

Nowoczesne aplikacje internetowe nie istnieją bez solidnego zaplecza serwerowego. To właśnie BackEnd odpowiada za logikę biznesową, bezpieczeństwo, przetwarzanie danych i komunikację z bazami danych. Książka "Zaawansowane aplikacje webowe BackEnd dla studenta i technika programisty" to kompleksowy przewodnik, który krok po kroku wprowadza czytelnika w świat tworzenia nowoczesnych aplikacji webowych od strony serwera. Publikacja rozpoczyna się od nauki podstaw programowania w języku Python. Następnie przechodzi do programowania obiektowego, aby ostatecznie dotknąć praktycznego tworzenia aplikacji webowych z użyciem Django. Czytelnik dowiaduje się, jak wygląda budowa projektów, jak pracować z bazami danych i ORM, oraz mechanizmy uwierzytelniania użytkowników. Poznaje również elementy, które mają wpływ na funkcjonalność i bezpieczeństwo aplikacji. Kolejne rozdziały publikacji opisują technologię Node.js i Express. Omawiają tworzenie REST API oraz pracę z nierelacyjną bazą danych MongoDB. Dzięki temu czytelnik może zrozumieć różne podejścia do BackEndu stosowane w prawdziwych projektach. Książka koncentruje się na praktycznym podejściu. Znajdziesz w niej wiele przykładów, zadań, projektów i sekcji "Sprawdź się", które pomagają zapamiętać wiedzę i przygotować się do pracy z prawdziwym kodem. Jest to idealna książka dla uczniów technikum, zwłaszcza tych, którzy chcą zostać programistami, studentów kierunków informatycznych oraz osób uczących się samodzielnie, które chcą zdobyć solidne podstawy i rozwinąć umiejętności poszukiwane na rynku informatycznym. Jeśli chcesz nauczyć się projektować bezpieczne, wydajne i skalowalne aplikacje webowe oraz zrozumieć, jak działa BackEnd od podstaw aż po poziom zaawansowany - ta książka jest dla Ciebie. Spis treści: 1 SŁOWO WSTĘPU .............................................................................................. 11 2 WPROWADZENIE DO PROGRAMOWANIA W JĘZYKU PYTHON .......................... 15 2.1 CO WARTO WIEDZIEĆ O PYTHONIE? ......................................................................... 15 2.2 INSTALOWANIE PYTHONA I PROGRAMU PYCHARM ...................................................... 16 2.3 HELLO WORLD, CZYLI PIERWSZY PROGRAM W JĘZYKU PYTHON ...................................... 18 2.4 ZMIENNE, OPERACJE ARYTMETYCZNE, MODUŁY MATH I RANDOM, FUNKCJA INPUT() .......... 21 2.4.1 Typy liczbowe i operatory arytmetyczne ................................................. 24 2.4.2 Moduł math ............................................................................................. 24 2.4.3 Moduł random......................................................................................... 30 2.4.4 Funkcja input ........................................................................................... 30 2.4.5 Zadania praktyczne ................................................................................. 32 2.5 NAPISY (STRING) .................................................................................................. 32 2.5.1 Konkatenacja i f-string ............................................................................ 32 2.5.2 Operacje na napisach .............................................................................. 34 2.5.3 Slicing w napisach ................................................................................... 39 2.5.4 Zadania praktyczne ................................................................................. 42 2.6 INSTRUKCJE WARUNKOWE ..................................................................................... 42 2.6.1 Logiczne typy danych i operatory porównujące ...................................... 42 2.6.2 Operatory logiczne .................................................................................. 43 2.6.3 Instrukcja warunkowa if .......................................................................... 44 2.6.4 Instrukcja warunkowa if … else ............................................................... 44 2.6.5 Instrukcja warunkowa if … elif … else ...................................................... 46 2.6.6 Wyrażenie trójargumentowe .................................................................. 49 2.6.7 Zadania praktyczne ................................................................................. 50 2.7 PĘTLA FOR .......................................................................................................... 51 2.7.1 Funkcja range()........................................................................................ 53 2.7.2 Instrukcja break ....................................................................................... 55 2.7.3 For … else ................................................................................................. 56 2.7.4 Instrukcja continue .................................................................................. 57 2.7.5 Sprawdź się! ............................................................................................ 58 2.7.6 Zadania praktyczne ................................................................................. 59 2.8 PĘTLA WHILE ....................................................................................................... 59 2.8.1 While True ............................................................................................... 61 2.8.2 Sprawdź się! ............................................................................................ 62 2.8.3 Zadania praktyczne ................................................................................. 63 2.9 FUNKCJE ............................................................................................................. 64 2.9.1 Definiowanie funkcji ................................................................................ 64 2.9.2 Typy funkcji .............................................................................................. 66 2.9.3 *args ........................................................................................................ 71 2.9.4 **kwargs ................................................................................................. 73 2.9.5 Funkcja lambda ....................................................................................... 74 2.9.6 Dokumentacja funkcji .............................................................................. 75 2.9.7 Zadania praktyczne ................................................................................. 76 2.10 ZBIORY ........................................................................................................... 77 2.10.1 Tworzenie zbioru ..................................................................................... 77 2.10.2 Operacje na zbiorach ............................................................................... 79 2.10.3 Sprawdź się! ............................................................................................ 86 2.11 LISTY.............................................................................................................. 88 2.11.1 Tworzenie listy ......................................................................................... 88 2.11.2 Łączenie list ............................................................................................. 89 2.11.3 Operacje na listach .................................................................................. 90 2.11.4 Operator in .............................................................................................. 98 2.11.5 Slicing ...................................................................................................... 99 2.11.6 Wyrażenie listowe ................................................................................. 100 2.11.7 Funkcja map .......................................................................................... 102 2.11.8 Funkcja filter .......................................................................................... 104 2.11.9 Funkcja zip ............................................................................................. 105 2.11.10 Sprawdź się! ...................................................................................... 106 2.11.11 Zadania praktyczne ........................................................................... 106 2.12 KROTKI ......................................................................................................... 107 2.12.1 Tworzenie krotki .................................................................................... 107 2.12.2 Operacje na krotkach ............................................................................ 108 2.12.3 Zagnieżdżone krotki .............................................................................. 114 2.12.4 Sprawdź się! .......................................................................................... 115 2.12.5 Zadania praktyczne ............................................................................... 116 2.13 SŁOWNIKI ..................................................................................................... 116 2.13.1 Tworzenie słownika ............................................................................... 116 2.13.2 Operacje na słownikach ........................................................................ 118 2.13.3 Sprawdź się! .......................................................................................... 121 2.14 MODUŁY ...................................................................................................... 121 2.14.1 Tworzenie modułów .............................................................................. 121 2.15 OBSŁUGA WYJĄTKÓW ..................................................................................... 123 2.15.1 Wyjątki .................................................................................................. 123 2.15.2 Obsługa wyjątków ................................................................................. 125 2.15.3 Ręczne zgłaszanie wyjątków ................................................................. 130 2.16 OPERACJE NA PLIKACH ..................................................................................... 131 2.16.1 Otwieranie pliku .................................................................................... 131 2.16.2 Odczyt z pliku ......................................................................................... 131 2.16.3 Zapis do pliku ......................................................................................... 133 3 PROGRAMOWANIE OBIEKTOWE W JĘZYKU PYTHON ...................................... 137 3.1 WPROWADZENIE DO PROGRAMOWANIA OBIEKTOWEGO ............................................ 137 3.2 TWORZENIE KLAS ............................................................................................... 138 3.2.1 Konstruktor i metody ............................................................................. 140 3.2.2 Atrybuty instancji i atrybuty klasy ......................................................... 143 3.2.3 Sprawdź się! .......................................................................................... 145 3.2.4 Zadania praktyczne ............................................................................... 146 3.3 MAGICZNE METODY ............................................................................................ 147 3.3.1 Metoda __str__ i metoda __repr__ ...................................................... 147 3.3.1 Porównywanie obiektów ....................................................................... 149 3.3.2 Operacje arytmetyczne na obiektach .................................................... 152 3.3.3 Sprawdź się! .......................................................................................... 153 3.3.4 Zadania praktyczne ............................................................................... 153 3.4 HERMETYZACJA / ENKAPSULACJA ........................................................................... 154 3.4.1 Definicja klasy z metodami dostępu ...................................................... 154 3.4.2 Dekoratory ............................................................................................ 158 3.4.3 @property i @setter .............................................................................. 160 3.4.4 Sprawdź się! .......................................................................................... 163 3.4.5 Zadania praktyczne ............................................................................... 164 3.5 DZIEDZICZENIE ................................................................................................... 164 3.5.1 Zadania praktyczne ............................................................................... 172 3.6 ABSTRAKCJA ...................................................................................................... 172 3.6.1 Sprawdź się! .......................................................................................... 175 3.6.2 Zadania praktyczne ............................................................................... 176 3.7 POLIMORFIZM ................................................................................................... 176 4 DJANGO ......................................................................................................... 181 4.1 PODSTAWOWE POJĘCIA W TWORZENIU STRON INTERNETOWYCH ................................. 181 4.2 INSTALACJA I KONFIGURACJA DJANGO .................................................................... 182 4.2.1 Sprawdź się! .......................................................................................... 188 4.3 STRUKTURA PROJEKTU DJANGO ............................................................................ 189 4.4 WIDOKI I SZABLONY ............................................................................................ 192 4.4.1 Tworzenie pierwszego widoku .............................................................. 192 4.4.2 Konfiguracja URL dla widoku ................................................................ 193 4.4.3 Rejestracja URL-i aplikacji w głównym projekcie .................................. 194 4.4.4 Przekazywanie danych w żądaniach HTTP ............................................ 195 4.4.5 Zastosowanie szablonów w Django ...................................................... 196 4.4.6 Sprawdź się! .......................................................................................... 199 4.5 MODELE DANYCH ............................................................................................... 201 4.5.1 Instalacja DB Browser for SQLite ........................................................... 201 4.5.2 Tworzenie modeli danych ...................................................................... 201 4.5.3 Sprawdź się! .......................................................................................... 210 4.5.4 Zadania praktyczne ............................................................................... 211 4.6 OPERACJE NA DANYCH W DJANGO ORM – DODAWANIE, EDYTOWANIE I POBIERANIE ...... 212 4.6.1 Django Shell – Interaktywne środowisko testowania Django ORM ...... 213 4.6.2 Sprawdź się! .......................................................................................... 220 4.7 ADMINISTRACJA DJANGO ..................................................................................... 221 4.7.1 Konfiguracja strony administracyjnej .................................................... 221 4.7.2 Rejestracja modeli w panelu administracyjnym .................................... 223 4.7.3 Ulepszenia panelu administracyjnego – opcjonalnie ............................ 226 4.8 AUTORYZACJA I UWIERZYTELNIANIE ........................................................................ 227 4.8.1 Organizacja katalogów szablonów ....................................................... 228 4.8.2 Najważniejsze elementy języka szablonów Django – ściągawka .......... 229 4.8.3 Szablon base.html – fundament każdej strony ...................................... 231 4.8.4 Strona główna (home.html) .................................................................. 233 4.8.5 Tworzenie widoku home_view – logika strony głównej ........................ 236 4.8.6 Routing – powiązanie widoku home_view z adresem URL ................... 237 4.8.7 Widok szczegółowy posta (post_detail) ................................................ 239 4.8.8 Routing widoku szczegółowego posta ................................................... 241 4.8.9 Obsługa użytkowników: rejestracja, logowanie, usuwanie konta ........ 243 4.8.10 Szablony HTML ...................................................................................... 249 4.8.11 Routing – obsługa rejestracji, logowania i usuwania konta użytkownika 254 4.8.12 Tworzenie profilu użytkownika .............................................................. 259 4.8.13 Dodawanie postów: tworzenie nowych wpisów na blogu .................... 264 4.8.14 Powtórka mistrza przed zadaniami praktycznymi ................................. 269 4.8.15 Sprawdź się! .......................................................................................... 271 4.8.16 Zadania praktyczne ............................................................................... 272 4.9 PAGINACJA – CZYLI JAK PODZIELIĆ WPISY NA STRONY ................................................. 274 4.9.1 Jak to zrobić? ......................................................................................... 274 4.9.2 Bezpieczne paginowanie – co jeśli ktoś wpisze złą stronę? ................... 277 4.10 BONUSY – FUNKCJE, KTÓRE ROBIĄ WRAŻENIE ....................................................... 277 4.10.1 Resetowanie hasła – bo każdy kiedyś zapomni ..................................... 277 4.10.2 Zdjęcia do postów – bo czasem słowa to za mało ................................. 281 4.10.3 Filtrowanie postów – bo nie zawsze chcemy wszystko ......................... 285 4.11 ZAKOŃCZENIE – CZYLI CO DALEJ? ....................................................................... 289 4.12 ROZWIŃ SKRZYDŁA: PROJEKTY I POMYSŁY NA DALSZĄ PRZYGODĘ Z PROGRAMOWANIEM 290 5 NODE.JS I EXPRESS ......................................................................................... 295 5.1 WPROWADZENIE DO NODE.JS I EXPRESS ................................................................. 295 5.1.1 Czym jest Node.js? ................................................................................. 295 5.1.2 Instalacja i konfiguracja Node.js ........................................................... 295 5.1.3 Struktura projektu Node.js .................................................................... 297 5.1.4 Express.js i jego instalacja ..................................................................... 299 5.1.5 Zalety i wady ......................................................................................... 301 5.1.6 Testowanie ............................................................................................ 301 5.2 TWORZENIE API RESTFUL ................................................................................... 303 5.3 UWIERZYTELNIANIE, AUTORYZACJA I ZABEZPIECZENIE API ........................................... 315 5.4 OBSŁUGA BŁĘDÓW ............................................................................................. 326 6 MONGODB I MONGOOSE ............................................................................... 337 6.1 WPROWADZENIE DO MONGODB .......................................................................... 337 6.2 PRACA Z MONGOOSE .......................................................................................... 346 6.3 RELACJE I AGREGACJE ......................................................................................... 357 6.4 BACKUP I PRZYWRACANIE DANYCH ......................................................................... 373 6.5 PROJEKT – REST API DLA BLOGA .......................................................................... 377 7 ODPOWIEDZI I PRZYKŁADOWE SKRYPTY ......................................................... 399