基于Python的校園交易平臺設計

華厚強，康佳春

（中國民用航空飛行學院航空電子電氣學院，廣漢 618307）

0 引言

自發現新型冠狀病毒感染病例以來，新冠病毒已發生多種變異，傳播速度快，感染范圍廣，防控難度大。迄今為止，新冠肺炎疫情已在全球多點、多輪暴發并快速蔓延，令世界公共衛生安全面臨極大挑戰。近兩年來，國內也發生了多波新冠疫情，黨領導人民采取最全面、最嚴格、最徹底的防控舉措，眾志成城，抗擊疫情成績斐然。在新冠疫情的散發期間，根據疫情防控需要，諸多學校采取封閉式管理，確保學生在校園環境處于可控安全的前提下，正常進行教學。疫情嚴重時，學校采取線上教學的方式，畢業生甚至需要進行線上答辯和線上辦理畢業離校手續，以減少不必要的外出和社交。

在因新冠疫情而采取的校園封閉式管理的情況下，很多學生尤其是無法返校的畢業生宿舍物品大量堆積。為了減少個人物品的堆積和不必要的浪費，急需設計一個校園交易平臺，以便將在隔離在家、隔離在校的學生和校友聯系起來，高效地交易閑置物品，互通有無。通過校園交易平臺，學生可以高效地上傳自己不需要的閑置物品，以學生會為中間人，保證物品完好無損，再統一發布到網上平臺，通過商品界面來點對點地讓學生在網上進行物品交易和買賣，從而解決了物品不必要的浪費。

本文基于Python語言、Django Web框架和MySQL數據庫三個要素，設計出在局域網內本地服務器上的校園交易網站平臺。

1 校園交易平臺總體方案選擇和設計

1.1 程序語言的選擇

Java語言是一套規范性很強的設計語言，適合團隊項目開發，在大型的軟件工程項目上確實需要高度規范化，Java語言具有難以比擬的優勢。但同時Java語言也有不足之處，遇到需要頻繁變更程序的項目，大量的修補與更改容易破壞原本的架構，帶來不必要的bug以及維修成本。使用Java制作的程序項目一般復雜度高，且需要高穩定度，Java大工作量的項目開發工序其實與個人小項目開發是不相符的。如果要做一個團隊工作的項目，且完工后不再需要大量的修改，Java就是理想的編程語言。反之，如果以個人為開發單位，且項目需要頻繁變更程序，要快速高效地開發，Java并不是明智的選擇。

Python是一種面向對象的解釋型、動態數據類型的高級程序設計語言，是在多種語言基礎上開發而來，有“膠水語言”的別稱，具有標準強大的數據庫，具有可拓展、可嵌入等優勢。由于具有較強的交互性和可讀性，初學者也易于掌握Python語言。隨著技術水平和計算機性能的不斷提升，Python作為高級語言的響應短板在不斷減小，而其因具有代碼量小、易于變更的優勢使快速開發軟件不再成為挑戰。

Python的Web開發由于Django框架的強大功能，重心其實更多放在對html文件和數據庫的編程適配。只要求Web開發者實現一個函數，就可以響應HTTP請求。應用Python腳本語言在實現Web開發中會感到格外順手和便捷。校園交易平臺是一個需要頻繁上下架物品和學生溝通的平臺，程序和數據庫的變更會比較頻繁。因此，選用Python作為校園交易平臺的設計語言是個合適的方案。

1.2 Web框架選擇

主流的Web框架常使用Flask和Django這兩個Web框架服務。Flask是用Python語言寫成的輕量級Web框架，最顯著的特點是“微”框架結構，輕便靈活、易于擴展。使用Flask框架時，可省略許多需要單獨設置的步驟。例如，它沒有開箱即用的數據層或ORM，也沒有類似表單驗證的規定。使用Django框架時，部署速度快，數據庫以模型層來實現與實際數據庫做數據的交換。Django是“大而全”的重量級Web框架，自帶常用工具、組件和管理后臺，適合快速開發功能完善的企業級網站。Django自帶免費的數據SQLite，同時支持MySQL與PostgreSQL等諸多數據庫。考慮到校園交易平臺包含商品上架、評論、收藏和交易等功能，是一個較復雜的網站，綜合考慮Django更適合校園交易平臺這樣的網站開發。

前端框架指用于簡化網頁設計的前端開發套件框架，如jquery、layui和bootstrap等。開發Web產品時，使用前端框架可以實現界面直觀，易于操作。Django自帶基礎的前端框架模板，但Django前端界面比較簡單，頂部、展示頁面和底部三段式的布局無法用來進行復雜的操作和編寫，使得界面更加美觀。由于缺乏JavaScript的使用，它只能用來做基礎的靜態網頁，沒辦法使網頁生動起來。如果網頁的編寫重心在后端，并且前端使用靜態網頁面板就可以實現目的，那么使用Django自帶的前端模版確實是一個省時省力的操作。相反，如果網頁編程時重心在前端的網頁美化和動態設計，那么Django提供的模版就遠遠不夠。

第三方前端框架是目前的主流方向。隨著鑒賞水平的提高，人們對前端網頁的界面美觀度要求越來越高。網頁設計由原來的前后端不分離，變成了目前主流的前后端分離，前端工程師通過接口和數據庫來修改前端的網頁展示界面，方便后端工程師對數據庫的處理和數據接口的對接。目前主流的前端框架通常采用bootstrap和layui，它們編譯高效，可讀性強，還可提供海量的教學案例和前端模版，開源免費，社區里新代碼更新上傳速度快。

本設計使用bootstrap中經典的Django模版來作為前端的框架，用layui模版作為后端管理平臺的修飾，并在此基礎上修改成自己的網頁風格，在簡潔美觀的同時充分展現校園交易平臺的基礎功能。

1.3 數據庫選擇

計算機處理信息的過程中，經常需要保存或處理大量數據，這時就需要數據庫來存儲和管理這些數據。數據庫可以通過特定的方法管理和調用存放在數據庫里的數據，包含數據庫管理系統的數據庫管理軟件，主要用來實現對數據的新增、查找、更新、刪除等操作。數據庫就像倉儲物流一樣，區別只是存放的東西不同。兩種經典且主流的數據庫是非關系數據庫NoSQL和關系數據庫MySQL。

使用NoSQL數據庫時數據通常是存放在內存中，讀取速度非常快，可以滿足高響應的要求，是Java互聯網系統的利器。NoSQL數據庫的優勢在于它是開源軟件，可降低運營和維護成本。但它不支持SQL服務器，所以也不支持表單。MySQL數據庫憑借安全性、高效性、對多語言的兼容性、緊密性而得到廣大編程者的青睞。它體積小，維護運營數據庫的成本相對低廉，但擁有多種數據庫存儲引擎，帶有強大的內置函數。它具有開放源碼的特點，方便數量龐大的中小型網站開發者選擇使用MySQL數據庫。用戶可以直接在官方網站下載免費的數據庫進行安裝和部署，不必支付額外的費用。

NoSQL主要用于大型網站的數據管理，具有高響應、低延遲的特性，擁有優秀的可拓展性，適合專業程序員對數據庫進行個性化編譯和管理；而MySQL數據庫不需要使用者對當前環境進行調配，即可應對各種平臺和編寫程序的考驗。考慮到校園交易平臺并不需要十分苛刻的高響應和低延遲特性，加上初學者對數據庫的了解程度遠沒有達到自行編譯管理的程度，本設計最終選擇使用更具通用性和便利性的MySQL數據庫。

1.4 系統總體方案設計

本設計基于Python的校園交易平臺主要由校園交易平臺管理和學生購買兩部分組成。在校園交易平臺管理部分，可由學校相關機構，比如學生會統一收集同學們需要交易的物品，估算價值，并統一由學校交易機構上傳商品。校園交易平臺管理系統包括前端展示頁面、后臺管理模塊、商品上傳、物品分類等必需模塊。在學生購買部分，允許學生通過自己的郵箱賬號注冊和登陸校園交易平臺，搜索并購買自己需要的商品，購買后進行評論，因此這部分的用戶注冊與登陸模塊、商品搜索模塊、下單模塊和評論模塊等都是必需模塊。通過校園交易平臺管理部分和學生購買部分的設計，使網站擁有前后端功能，可實現校園交易平臺基本的網站電商功能。

2 校園交易平臺具體設計

2.1 Django平臺整體構建

一個完整的Django項目通常需要劃分出很多不同的子模塊進行設計，采用模塊設計可以使得分工更加明確，提高平臺設計的效率，減少報錯時搜索修改關鍵代碼的難度。建設Django項目首先需要搭建好基于Python的項目開發環境，同時使用自帶Django框架易用性極高的PyCharm集成開發工具進行項目設計，可以便捷地管理整個項目。在創建項目之前，需要進行模塊的分類。

2.2 用戶注冊和登陸模塊

校園交易平臺除了一開始展現首頁外，第二個展現的就是用戶的注冊和登陸界面，因此平臺的注冊和登陸是整個平臺的重要模塊之一，是用戶最先接觸、體驗的模塊。制作出一個用戶在視覺層面上看起來干凈、操作項目清晰可辨的注冊網頁界面可以提升用戶體驗。注冊和登陸模塊的流程就是首先提供用戶輸入用戶名、密碼進行登陸這個功能。注冊模塊主要是引導用戶填寫注冊會員的必要信息。登陸和注冊的邏輯流程圖如圖1所示。

圖1 登陸和注冊邏輯流程圖

2.3 商品模塊

該模塊主要用來顯示網站界面，在校園交易平臺，網站的首頁直接就包含商品的展示。首頁的商品將通過類似卡片樣子的圖片來展示給用戶。數據庫保存商品基本信息，如價格、圖片和件數等。管理員登陸Django管理后臺上傳商品后，用戶可以在首頁的界面，通過商品的分類顯示或者通過搜索欄搜索關鍵字的方式找到上傳的商品。在商品詳情頁面，可以看到商品的庫存和銷量、二手商品的成色和價格等詳細信息，用戶可以直接將商品放入購物車，在該頁面里完成訂單的創立。

2.4 購物車模塊

購物車模塊是電商平臺基礎的展示頁面之一，交易平臺上的所有商品都可以通過加入購物車的方式進行統一支付，完成訂單的建立。特別是對進行批量購買的用戶，購物車模塊對一次性操作多個商品的統一支付起著必不可少的作用。由于本平臺是以校園為單位的商品交易平臺，學生間的物品交易幾乎不會出現批量交易物品的情況，因此后臺管理平臺上傳商品時基本以一件物品為單位上傳，并且不支持物品數量的修改，主要是考慮到二手物品單一物件的概率較高，不需要增加和刪減物品的數量。此外在這個界面下用戶可以選擇繼續購物或者繼續結賬的選項，方便用戶根據自己需求進行選擇，是人性化購物平臺的體現。

2.5 支付模塊

在購物車界面點擊“繼續結賬”后，界面會跳轉到支付界面，界面包含支付寶以及微信支付的二維碼，方便同學使用手機掃碼支付。因為是本地化校園交易平臺，考慮到現金的安全性，所以用的是簡易的二維碼，僅起到展示的作用。但支付界面是交易平臺中交易的重要一環。

2.6 訂單模塊

在校園交易平臺上，訂單模塊是整個交易平臺的交易核心模塊，這個模塊簡單明了地展示用戶訂單下單的時間、消費記錄和訂單編號等信息。另外該模塊還設置了評論功能，方便用戶對該商品進行更加詳細的評論，這些評論會展示在商品詳情頁面的下方，方便其他用戶瀏覽，并決定是否購買。

2.7 用戶詳情模塊

個人信息界面是校園交易平臺上用戶信息展示的地方，是整個平臺較為重要的展示界面。用戶通過該界面可以修改自己的地址，并在地址后面加上手機號碼，方便商家在商品出現問題時可以及時和用戶進行聯系。另外在用戶詳情模塊里可以看到用戶的注冊時間等信息。

2.8 Django搜索

Django ORM（對象關系映射）是Django自帶的強大功能之一，使得用戶能夠通過Python代碼而非SQL數據庫進行交互。它有很多優點，比如在將sqlite數據庫遷移到MySQL數據庫時，Django會自動生成更新數據庫所需要的腳本，不會出現由于遷移引發的程序問題。使用ORM進行商品的搜索操作很簡便，可以簡化搜索的流程，不需要引入第三方搜索引擎，比如haystack的使用。但由于是精確查找，搜索欄中的字符串必須在數據庫的信息表中存在，搜索的精度要求比較高，不適用于大型的電商平臺，但考慮到校園交易平臺的規模較小，是在可接受范圍內的。

3 校園交易平臺測試效果

作為Django Web框架的核心，進行數據庫原理學習和操作是進行校園交易平臺創建的前提，先安裝好DB browser for sqlite程序，然后進行Python的安裝。通常有兩種方式，①直接從官網下載安裝Python搭建環境，并通過pip下載安裝需要的包；②通過使用Anaconda安裝搭建Python環境。通過Anaconda安裝Python搭建環境的方式本身自帶了集成開發環境（integrated development environment,IDE），但還是推薦再在Anaconda環境下安裝PyCharm程序編譯器，它適合進行Python語言的編程和設計，可選擇安裝免費的性價比較高的PyCharm社區版。基于Python語言、Django Web框架 和MySQL數據 庫三個要素，設計出在局域網內本地服務器上的校園交易平臺網站后，可對交易平臺實現的功能進行測試。

3.1 測試方法

對本校園交易平臺來說，目前還處于設計初級階段，做的是前后端不分離、本地服務器下設計的本地網頁平臺，由于目前條件有限，缺少聯網之后部署的服務器，以及聯網之后進行支付寶公司接口對接完成支付的功能。因此，對校園交易平臺的測試主要在于測驗各項功能是否正常運行。由于網頁的可視化性更加直觀，因此將以前、后端網頁的功能能否順利實現作為主要的測試項目。

3.2 測試過程和結論

首先測試在PyCharm中能否將Django程序和MySQL服務器建立鏈接，在PyCharm中的終端輸入python manage.py runserver運行代碼后，出現IP地址http：//127.0.0.1:8000/，這是本地服務器的默認地址，說明本地數據庫和程序鏈接良好。

點擊http：//127.0.0.1:8000/，進入默認以Chrome瀏覽器打開的校園交易平臺，如果是第一次登錄就會直接進入注冊頁面進行注冊。注冊功能如圖2所示。

圖2 注冊功能

在注冊頁面按照規定完成注冊，或直接登錄后就進入校園交易平臺首頁。該頁面包含有商品展示、分類和首頁展示，首頁展示頁面如圖3所示。

圖3 首頁展示

在首頁可以對商品進行選擇和購買，也可以按照類別進行尋找，點擊類別里的類別項，可以找到該類別里的所有物品。類別功能如圖4所示。

圖4 類別功能

在任何頁面下，點擊左上角的圓形紅色圖標，都可以回到首頁界面繼續瀏覽，也可以通過搜索特定的商品來直接展示該商品。搜索功能如圖5所示。

圖5 搜索功能

選擇好需要的商品后，點擊商品可以顯示商品詳情頁面，用戶可以對商品的成色、質量和價格等進行細心選擇，在該頁面可以把商品放入購物車中。商品詳情頁面如圖6所示。

圖6 商品詳情頁面

用戶選購完所需商品后，在購物車頁面可以進行最終的付款操作。在任何界面時，點擊網頁右上角的購物車圖標，都可以進入購物車頁面。購物車頁面如圖7所示。

圖7 購物車頁面

在購物車頁面可以瀏覽和比較商品，對不想要的商品可以通過點商品左邊的叉號去除該商品，總價格會重新計算。確認信息無誤后，就可以準確填寫地址和聯系方式，進行下單操作。然后界面會在用戶點擊繼續結賬后跳轉到支付界面，使用手機進行掃碼支付。掃碼支付界面如圖8所示。

圖8 掃碼支付界面

下單操作后會顯示操作完成，之后用戶可以通過點擊右上角的人像圖標進入訂單管理，里面會有訂單記錄信息，可以在訂單詳情下面進行評論。訂單詳情頁面如圖9所示。

圖9 訂單詳情頁面

至此，用戶界面的體驗模塊和基本功能就算全部完成，接下來測試的是商家后臺管理系統界面。在PyCharm下輸入python manange.py createsuperuser創建后臺管理系統賬號，在首頁的右上角點擊頭像圖標可進入后臺管理頁面，輸入密碼后，就可以登錄后臺管理系統。登錄頁面如圖10所示。

圖10 Django后臺登陸頁面

進入后臺管理登錄頁面后，可以看到在Django下編輯的七個大類的表，在頁面中以可視化的方式進行顯示。這七個大類的表單連接著數據庫里對應的七個表，可以方便地進行操作。Django后臺管理頁面如圖11所示。

圖11 后臺管理界面

至此，所有的平臺功能均已測試完畢。前端的功能包括本地服務器功能、注冊功能、用戶登錄功能、搜索功能、商品詳情頁面、購物車購買功能、訂單詳情功能和評論功能等，經過測試，驗證了設計的校園交易平臺可以實現以上應具有的各項功能。另外，在后端管理平臺的賬號創建和登錄功能，后臺管理界面七個表的增、刪、改、查功能和商品在前端網頁的上傳、展示功能等全部均可以實現。

因此，通過對前端網頁功能和后端平臺管理功能的測試和驗證，可以看出本校園交易平臺各項功能運行良好，可涵蓋基礎電商平臺所應具備的基本功能。經過整體測試，系統反應速度良好，無明顯延遲，可操作性強，具有良好的用戶體驗。

4 結語

基于Python語言、Django Web框架和MySQL數據庫，設計出在局域網內本地服務器上的校園交易平臺網站。完成校園交易平臺的前端設計和功能實現，采用前后端不分離的方式進行編寫和設計，對其中的SQLite數據庫和Django自帶的前端網頁模版進行基于現實需求的二次修改，實現以校園環境為商業范圍、學校商品管理部為商家、學生為用戶的校園B2C電商系統功能。該校園交易平臺功能完善、界面簡潔、可操作性強，具有一定的實際應用價值。校園交易平臺在后期可以進一步完善，需要改進和優化的地方具體為：①可以加入網絡服務器的部署，使得整個校園交易平臺可以在不同地方聯網的手機和電腦等終端上顯示；②由于資金所限，目前只能演示掃碼支付功能，無法和微信、支付寶等在線支付接口形成對接，后續改進需要建立完整的在線支付功能，使校園交易平臺的支付更便捷。校園交易平臺的設計與實現需要不斷地完善、改進和優化，以求達到更好的實際效果。