实战项目四：实现文件上传与下载功能-Flask框架入门指南

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### 实战项目四：实现文件上传与下载功能

在Web开发中，文件上传与下载功能是常见的需求，它们为用户提供了与服务器交互数据的直观方式。本章节将基于Flask框架，详细讲解如何构建一个具备文件上传与下载功能的小型Web应用。我们将通过创建路由、处理表单、保存文件以及提供下载链接等步骤，逐步构建一个实用的功能模块。

#### 1. 项目概述

在本项目中，我们将构建一个简单的Web服务，用户可以通过浏览器上传文件至服务器，并能在之后的某个时间点下载这些文件。为简化示例，我们将专注于文本文件和图片文件的处理，但相同的方法可以轻松地扩展到其他类型的文件。

#### 2. 环境准备

在开始编写代码之前，请确保你已经安装了Python和Flask。你可以通过pip安装Flask（如果尚未安装）：

```bash
pip install Flask
```

为了处理文件上传，Flask 自带了 `werkzeug.utils.secure_filename` 用于安全地处理文件名，避免安全漏洞如路径遍历攻击。此外，我们将使用HTML表单来上传文件，因此无需额外安装库。

#### 3. 创建Flask应用

首先，我们创建一个基本的Flask应用框架。

```python
from flask import Flask, render_template, request, redirect, url_for, send_from_directory
import os

app = Flask(__name__)

# 设置文件上传目录
UPLOAD_FOLDER = 'uploads/'
app.config['UPLOAD_FOLDER'] = UPLOAD_FOLDER

# 确保上传文件夹存在
if not os.path.exists(UPLOAD_FOLDER):
    os.makedirs(UPLOAD_FOLDER)

# 允许的文件类型
ALLOWED_EXTENSIONS = {'txt', 'pdf', 'png', 'jpg', 'jpeg', 'gif'}

def allowed_file(filename):
    return '.' in filename and \
           filename.rsplit('.', 1)[1].lower() in ALLOWED_EXTENSIONS

@app.route('/')
def index():
    # 可以在这里列出所有上传的文件供用户下载
    files = [f for f in os.listdir(UPLOAD_FOLDER) if os.path.isfile(os.path.join(UPLOAD_FOLDER, f))]
    return render_template('index.html', files=files)

# 其他路由和函数将在这里定义

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)
```

#### 4. 实现文件上传

接下来，我们实现一个路由来处理文件上传。

```python
@app.route('/upload', methods=['GET', 'POST'])
def upload_file():
    if request.method == 'POST':
        # 检查是否有文件在请求中
        if 'file' not in request.files:
            return redirect(request.url)
        file = request.files['file']
        # 如果用户没有选择文件，浏览器也会提交一个没有文件名的空部分
        if file.filename == '':
            return redirect(request.url)
        if file and allowed_file(file.filename):
            filename = secure_filename(file.filename)
            file.save(os.path.join(app.config['UPLOAD_FOLDER'], filename))
            return redirect(url_for('index'))
    return render_template('upload.html')
```

注意，这里使用了secure `_filename` 函数来避免安全问题，并且检查了文件类型是否在允许的列表中。

#### 5. 创建HTML模板

为了上传文件，我们需要一个HTML表单。创建 `templates/upload.html`：

```html
<!doctype html>
<html>
<head>
    <title>Upload File</title>
</head>
<body>
    <h1>Upload new File</h1>
    <form method=post enctype=multipart/form-data>
      <input type=file name=file>
      <input type=submit value=Upload>
    </form>
</body>
</html>
```

同时，为了显示上传的文件并提供下载链接，修改 `templates/index.html`：

```html
<!doctype html>
<html>
<head>
    <title>File Manager</title>
</head>
<body>
    <h1>Uploaded Files</h1>
    <ul>
        {% for file in files %}
            <li><a href="{{ url_for('download_file', filename=file) }}">{{ file }}</a></li>
        {% endfor %}
    </ul>
    <a href="{{ url_for('upload_file') }}">Upload New File</a>
</body>
</html>
```

#### 6. 实现文件下载

现在，我们需要一个路由来处理文件下载请求。

```python
@app.route('/download/<filename>')
def download_file(filename):
    return send_from_directory(app.config['UPLOAD_FOLDER'], filename, as_attachment=True)
```

这个路由使用 `send_from_directory` 函数来发送文件作为响应，`as_attachment=True` 参数确保浏览器以附件形式处理文件，从而触发下载。

#### 7. 测试应用

启动Flask应用后，访问 `http://127.0.0.1:5000/` 应该能看到文件列表（初始为空），并提供一个上传新文件的链接。点击链接，上传一个支持的文件类型，然后刷新首页，你应该能看到新上传的文件及其下载链接。

#### 8. 安全性与扩展

- **安全性**：虽然我们已经使用 `secure_filename` 和检查文件类型来增强安全性，但还需考虑其他潜在的安全风险，如文件大小限制、上传频率控制等。
- **扩展性**：可以添加更多功能，如文件预览、删除已上传文件、文件版本控制等。
- **用户认证**：在实际应用中，你可能需要实现用户认证和授权，以确保只有授权用户才能上传或下载文件。

#### 9. 结论

通过本章节的学习，你应该能够使用Flask框架实现基本的文件上传与下载功能。这不仅是Web开发中的一项基本技能，也是构建更复杂应用的基础。希望你在实践中能够进一步探索和优化这些功能，以满足不同的需求场景。

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