FastAPI入门教程：用Python轻松构建Web应用，理解工厂模式与蓝图

欢迎来到FastAPI的世界！如果你学过一些Python，但没碰过Web开发，别担心，本教程会用最简单的方式带你上手。想象一下，FastAPI就像一个高效的餐厅厨房，能快速“烹饪”出API接口，而我们将从零开始，一步步学会如何使用它。

一、为什么选FastAPI？—— 像点外卖一样简单

FastAPI是一个现代、快速的Python Web框架，用于构建API（应用程序编程接口）。API就像是餐厅的菜单，让其他程序（比如手机App）能点餐（即获取数据或功能）。相比其他框架，FastAPI速度更快、代码更简洁，还自带自动文档，非常适合初学者。

生活化类比：

• 传统Web框架：像自己开火做饭，步骤繁琐。
• FastAPI：像使用智能厨房机器人，一键出餐。

二、搭建你的第一个“厨房”—— 安装和设置

首先，确保你安装了Python（建议3.7以上）。打开终端或命令提示符，输入以下命令安装FastAPI和一个服务器（用于运行应用）：

pip install fastapi uvicorn

成功时刻：安装完成后，你会看到安装成功的提示，现在你就拥有了FastAPI这个“厨房工具”！

三、开火烹饪—— 创建你的第一个API端点

创建一个新文件，命名为 main.py，并输入以下代码：

from fastapi import FastAPI

app = FastAPI()  # 这是我们的“厨房”，所有菜谱（API）都在这里管理

@app.get("/")  # 定义一个GET请求的端点，就像餐厅的“欢迎菜单”
def read_root():
    return {"Hello": "World"}

@app.get("/items/{item_id}")  # 带路径参数的端点，像定制菜品
def read_item(item_id: int, q: str = None):
    return {"item_id": item_id, "q": q}

解释：

• app = FastAPI()：初始化FastAPI应用，类比为开设一家新餐厅。
• @app.get("/")：装饰器，定义了一个处理GET请求的路径，类似在菜单上添加一道菜。
• 函数返回JSON数据，FastAPI会自动处理格式。

四、上菜服务—— 运行并测试API

在终端中，导航到 main.py 所在的目录，运行：

uvicorn main:app --reload

• main:app：指定应用文件和应用实例。
• --reload：开发模式，代码更改后自动重启。

成功时刻：看到类似 Uvicorn running on http://127.0.0.1:8000 的输出时，恭喜！你的API已经上线。打开浏览器访问 http://127.0.0.1:8000/，你会看到 {"Hello": "World"}；访问 http://127.0.0.1:8000/items/42?q=test，会看到 {"item_id": 42, "q": "test"}。这证明你的API正常工作，就像顾客成功点到了菜！

五、扩展菜单—— 处理POST请求和数据验证

FastAPI使用Pydantic进行数据验证，就像餐厅有严格的食材质检。在 main.py 中添加：

from pydantic import BaseModel
from fastapi import FastAPI

app = FastAPI()

class Item(BaseModel):  # 定义一个数据模型，类似菜品的标准配方
    name: str
    price: float
    is_offer: bool = False

@app.post("/items/")  # 处理POST请求，像接受新订单
def create_item(item: Item):
    return item

运行应用后，你可以使用工具如Postman或浏览器扩展发送POST请求到 http://127.0.0.1:8000/items/，带有JSON数据（如 {"name": "Burger", "price": 5.99, "is_offer": true}），并看到返回的数据。

成功时刻：发送请求后，收到验证过的数据返回，感觉就像餐厅成功处理了一个复杂订单！

六、组织大型项目—— 引入“工厂模式”和“蓝图”的概念

当项目变大时，把所有代码放在一个文件会混乱，就像餐厅只有一个厨师处理所有菜品。FastAPI通过“路由器”（Routers）来模块化代码，这类似于软件工程中的“工厂模式”和“蓝图”。

• 工厂模式类比：想象一个汽车工厂，不同车间（模块）生产不同部件（API端点），最后组装成整车（整个应用）。在FastAPI中，路由器就是这些车间，每个负责一组相关端点。
• 蓝图类比：在建筑中，蓝图是整体规划图；在Web开发中，蓝图（或其他框架的类似概念）用于规划应用结构。FastAPI虽然没有叫“蓝图”的功能，但路由器起到了相同作用，帮助你规划和组织代码。

动手实践：使用路由器模块化

1. 创建一个新文件 routers/items.py：

from fastapi import APIRouter

router = APIRouter()  # 创建一个路由器实例，像设立一个专门的生产线

@router.get("/")
def read_items():
    return [{"item": "Laptop"}, {"item": "Phone"}]

@router.post("/")
def create_item(item: dict):
    return {"item": item}

2. 在 main.py 中导入并使用：

from fastapi import FastAPI
from routers import items

app = FastAPI()
app.include_router(items.router, prefix="/items")  # 将路由器挂载到主应用，指定路径前缀

@app.get("/")
def read_root():
    return {"Hello": "World"}

现在，访问 http://127.0.0.1:8000/items/ 会调用路由器中的端点。

成功时刻：通过路由器，你的代码变得井井有条，就像餐厅分成了前厅、厨房、仓库等部门，效率大大提高！

七、总结与下一步

你已经学会了FastAPI的基础：安装、创建端点、处理请求、模块化代码。关键点：

• FastAPI让API开发像点外卖一样简单快捷。
• 使用路由器来组织大型项目，类比工厂模式和蓝图，让代码可维护。

鼓励：动手试试修改代码、添加新端点，或者探索FastAPI的自动文档（访问 http://127.0.0.1:8000/docs），你会看到交互式API文档，这是另一个“成功时刻”——你的API现在有了专业说明书！

保持实践，FastAPI将帮你轻松构建强大的Web应用。如果有问题，参考官方文档或社区，祝你好运！