实战项目二：开发在线投票系统-Flask框架入门指南

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### 实战项目二：开发在线投票系统

#### 引言

在Flask框架的学习旅程中，通过实际项目来巩固知识是不可或缺的一环。本章节将带领你构建一个完整的在线投票系统，该系统允许用户创建投票、参与投票并查看投票结果。通过这个项目，你将深入理解Flask的路由、模板渲染、表单处理、数据库操作（使用SQLite为例）、会话管理以及用户认证等核心概念。

#### 项目概述

在线投票系统主要由以下几个模块组成：
1. **用户管理**：支持用户注册、登录、登出及基本信息管理。
2. **投票管理**：管理员或特定用户能够创建新的投票，设定投票选项，并设置投票结束时间。
3. **投票参与**：注册用户可参与已发布的投票，为每个选项投票一次。
4. **结果展示**：展示每个投票的当前结果，包括每个选项的票数及投票者总数。
5. **投票结束处理**：投票结束后，系统自动锁定投票，防止进一步投票，并允许用户查看最终投票结果。

#### 环境准备

在开始编码之前，请确保你的开发环境已经安装了Python和Flask。此外，还需要安装Flask-SQLAlchemy（用于数据库操作）、Flask-Login（用于用户认证）和Flask-WTF（用于表单处理）等扩展库。可以通过pip安装这些库：

```bash
pip install Flask Flask-SQLAlchemy Flask-Login Flask-WTF
```

#### 数据库设计

首先，设计数据库模型。我们需要至少三个表：`User`（用户）、`Vote`（投票）和`Choice`（投票选项）。

```python
from flask_sqlalchemy import SQLAlchemy
from flask_login import UserMixin
from datetime import datetime

db = SQLAlchemy()

class User(db.Model, UserMixin):
    id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)
    username = db.Column(db.String(64), unique=True, nullable=False)
    email = db.Column(db.String(120), unique=True, nullable=False)
    password_hash = db.Column(db.String(128), nullable=False)

def __repr__(self):
        return f'<User {self.username}>'

class Vote(db.Model):
    id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)
    title = db.Column(db.String(255), nullable=False)
    start_time = db.Column(db.DateTime, default=datetime.utcnow)
    end_time = db.Column(db.DateTime, nullable=True)
    active = db.Column(db.Boolean, default=True)

choices = db.relationship('Choice', backref='vote', lazy=True)

def __repr__(self):
        return f'<Vote {self.title}>'

class Choice(db.Model):
    id = db.Column(db.Integer, primary_key=True)
    vote_id = db.Column(db.Integer, db.ForeignKey('vote.id'), nullable=False)
    choice_text = db.Column(db.String(255), nullable=False)
    votes = db.Column(db.Integer, default=0)

def __repr__(self):
        return f'<Choice {self.choice_text}>'
```

#### 用户认证与登录

使用Flask-Login来处理用户认证。首先，配置Flask-Login并创建用户加载器函数：

```python
from flask_login import LoginManager, login_user, logout_user, login_required, current_user

login_manager = LoginManager()
login_manager.login_view = 'auth.login'
login_manager.init_app(app)

@login_manager.user_loader
def load_user(user_id):
    return User.query.get(int(user_id))

# 示例登录函数
@app.route('/login', methods=['GET', 'POST'])
def login():
    # 省略表单处理和验证逻辑
    user = User.query.filter_by(username=form.username.data).first()
    if user is None or not check_password_hash(user.password_hash, form.password.data):
        flash('Invalid username or password')
        return redirect(url_for('login'))
    login_user(user, remember=form.remember_me.data)
    return redirect(url_for('main.index'))
```

#### 投票系统核心功能实现

**创建投票**：

- 管理员通过表单提交投票标题、选项及结束时间。
- 表单验证后，将数据存储至数据库。

```python
from flask import Blueprint, render_template, request, redirect, url_for, flash
from .forms import VoteForm

vote_bp = Blueprint('vote', __name__)

@vote_bp.route('/create', methods=['GET', 'POST'])
@login_required
def create_vote():
    form = VoteForm()
    if form.validate_on_submit():
        vote = Vote(title=form.title.data, start_time=datetime.utcnow())
        db.session.add(vote)
        db.session.commit()
        
        for choice in form.choices.data:
            new_choice = Choice(vote_id=vote.id, choice_text=choice)
            db.session.add(new_choice)
        
        db.session.commit()
        flash('Vote created successfully!')
        return redirect(url_for('vote.view_vote', vote_id=vote.id))
    return render_template('create_vote.html', form=form)
```

**参与投票**：

- 用户选择投票后，展示投票选项。
- 用户选择选项并提交，系统验证后更新数据库中的票数。

```python
@vote_bp.route('/<int:vote_id>/vote', methods=['GET', 'POST'])
@login_required
def vote_on_vote(vote_id):
    vote = Vote.query.get_or_404(vote_id)
    if not vote.active:
        flash('This vote is not active.')
        return redirect(url_for('vote.view_vote', vote_id=vote_id))

# 假设我们使用简单的单选逻辑
    choice_id = request.form.get('choice')
    if choice_id:
        choice = Choice.query.get(choice_id)
        if choice and current_user.id not in [v.user_id for v in choice.votes]:
            choice.votes += 1
            # 这里可以添加额外的逻辑来记录投票用户
            db.session.commit()
            flash('Your vote has been cast!')
        else:
            flash('You have already voted for this option or you are not allowed to vote again.')

return redirect(url_for('vote.view_vote', vote_id=vote_id))

# 省略view_vote等函数实现，以展示投票结果
```

#### 安全性与错误处理

- 确保所有输入都经过适当的验证和清理，防止SQL注入等安全漏洞。
- 使用会话和CSRF保护来增强表单提交的安全性。
- 对于错误处理，使用Flask的`flash`消息和适当的HTTP状态码来通知用户操作结果。

#### 总结

通过开发这个在线投票系统，你不仅掌握了Flask框架的基本用法，还深入理解了Web应用开发中常见的模式和挑战，如用户认证、表单处理、数据库操作及安全性考虑。这个项目可以作为你进一步学习Flask和Web开发的坚实基础，激发你探索更多高级特性和最佳实践的兴趣。

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