Python FastAPI構(gòu)建數(shù)據(jù)科學(xué)應(yīng)用Building Data Science Appl

第1章 快速入門(mén):基礎(chǔ)知識(shí) / 1
第一部分Python和FastAPI 概述
第1章Python開(kāi)發(fā)環(huán)境設(shè)置3
1.1技術(shù)要求3
1.2使用pyenv安裝Python發(fā)行版3
1.3創(chuàng)建Python虛擬環(huán)境5
1.4使用pip安裝Python包7
1.5安裝HTTPie命令行實(shí)用程序7
1.6總結(jié)9
第2章Python 編程特性10
2.1技術(shù)要求10
2.2Python編程基礎(chǔ)10
2.2.1運(yùn)行Python腳本11
2.2.2縮進(jìn)問(wèn)題12
2.2.3使用內(nèi)置的類(lèi)型13
2.2.4使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：列表、元組、字典和集合13
2.2.5執(zhí)行布爾邏輯并檢查是否存在17
2.2.6程序控制流19
2.2.7定義函數(shù)21
2.2.8編寫(xiě)及使用包和模塊23
2.3列表解析和生成器25
2.3.1列表解析25
2.3.2生成器27
2.4編寫(xiě)面向?qū)ο蟮某绦?8
2.4.1定義類(lèi)29
2.4.2實(shí)現(xiàn)魔法函數(shù)30
2.4.3重用邏輯并使用繼承避免重復(fù)33
2.5使用mypy進(jìn)行類(lèi)型提示和類(lèi)型檢查36
2.5.1開(kāi)始36
2.5.2typing模塊37
2.5.3可調(diào)用的類(lèi)型函數(shù)簽名39
2.5.4Ang和cast40
2.6異步I/O41
2.7總結(jié)44
第3章使用FastAPI開(kāi)發(fā)RESTful API45
3.1技術(shù)要求45
3.2創(chuàng)建第一個(gè)端點(diǎn)并在本地運(yùn)行45
3.3處理請(qǐng)求參數(shù)48
3.3.1路徑參數(shù)48
3.3.2查詢(xún)參數(shù)53
3.3.3主體數(shù)據(jù)54
3.3.4表單數(shù)據(jù)和文件上傳58
3.3.5Header和Cookie62
3.3.6請(qǐng)求對(duì)象64
3.4自定義響應(yīng)65
3.4.1路徑操作參數(shù)65
3.4.2響應(yīng)參數(shù)69
3.4.3引發(fā)HTTP錯(cuò)誤73
3.4.4構(gòu)建自定義響應(yīng)75
3.5使用多個(gè)路由器構(gòu)建一個(gè)更大的項(xiàng)目78
3.6總結(jié)81
目錄Python FastAPI構(gòu)建數(shù)據(jù)科學(xué)應(yīng)用第4章在FastAPI中管理Pydantic數(shù)據(jù)模型82
4.1技術(shù)要求82
4.2使用Pydantic定義模型及字段類(lèi)型82
4.2.1標(biāo)準(zhǔn)字段類(lèi)型83
4.2.2可選字段和默認(rèn)值87
4.2.3字段驗(yàn)證88
4.2.4動(dòng)態(tài)默認(rèn)值89
4.2.5使用Pydantic類(lèi)型驗(yàn)證郵件地址和URL90
4.3使用類(lèi)繼承創(chuàng)建模型變量92
4.4使用Pydantic添加自定義數(shù)據(jù)驗(yàn)證94
4.4.1在字段級(jí)別上應(yīng)用驗(yàn)證94
4.4.2在對(duì)象級(jí)別上應(yīng)用驗(yàn)證95
4.4.3在Pydantic解析之前應(yīng)用驗(yàn)證96
4.5使用Pydantic對(duì)象96
4.5.1將對(duì)象轉(zhuǎn)換為字典97
4.5.2從子類(lèi)對(duì)象創(chuàng)建實(shí)例98
4.5.3使用部分實(shí)例更新一個(gè)實(shí)例100
4.6總結(jié)101
第5章FastAPI中的依賴(lài)注入102
5.1技術(shù)要求102
5.2什么是依賴(lài)注入102
5.3創(chuàng)建和使用函數(shù)依賴(lài)項(xiàng)103
5.4創(chuàng)建和使用具有類(lèi)的參數(shù)化依賴(lài)項(xiàng)107
5.5在路徑、路由器和全局級(jí)別使用依賴(lài)項(xiàng)110
5.5.1在路徑裝飾器上使用依賴(lài)項(xiàng)110
5.5.2在整個(gè)路由器上使用依賴(lài)項(xiàng)111
5.5.3對(duì)整個(gè)應(yīng)用程序使用依賴(lài)項(xiàng)112
5.6總結(jié)114
第二部分使用FastAPI構(gòu)建和部署完整的Web后端
第6章數(shù)據(jù)庫(kù)和異步ORM117
6.1技術(shù)要求117
6.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)和NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)118
6.2.1關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)118
6.2.2NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)119
6.2.3選擇最佳數(shù)據(jù)庫(kù)120
6.3使用SQLAlchemy與SQL數(shù)據(jù)庫(kù)通信121
6.3.1創(chuàng)建表架構(gòu)122
6.3.2連接到數(shù)據(jù)庫(kù)123
6.3.3進(jìn)行插入查詢(xún)124
6.3.4進(jìn)行選擇查詢(xún)125
6.3.5進(jìn)行更新和刪除查詢(xún)127
6.3.6添加關(guān)系128
6.3.7用Alembic建立數(shù)據(jù)庫(kù)遷移系統(tǒng)131
6.4使用Tortoise ORM與SQL數(shù)據(jù)庫(kù)通信135
6.4.1創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)模型135
6.4.2設(shè)置Tortoise引擎137
6.4.3創(chuàng)建對(duì)象138
6.4.4獲取和過(guò)濾對(duì)象139
6.4.5更新和刪除對(duì)象140
6.4.6添加關(guān)系141
6.4.7用Aerich建立數(shù)據(jù)庫(kù)遷移系統(tǒng)144
6.5使用Motor與MongoDB數(shù)據(jù)庫(kù)通信146
6.5.1創(chuàng)建與MongoDB ID兼容的模型146
6.5.2連接到數(shù)據(jù)庫(kù)147
6.5.3插入文檔148
6.5.4獲取文件149
6.5.5更新和刪除文檔151
6.5.6嵌套文檔152
6.6總結(jié)153
第7章FastAPI中的管理認(rèn)證與安全性154
7.1技術(shù)要求154
7.2FastAPI中的安全依賴(lài)關(guān)系154
7.3在數(shù)據(jù)庫(kù)中安全地存儲(chǔ)用戶(hù)及其密碼157
7.3.1創(chuàng)建模型和表158
7.3.2哈希密碼159
7.3.3實(shí)施注冊(cè)路線(xiàn)159
7.4檢索用戶(hù)并生成訪(fǎng)問(wèn)令牌160
7.4.1實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)訪(fǎng)問(wèn)令牌(access token)160
7.4.2實(shí)現(xiàn)登錄端點(diǎn)161
7.5使用訪(fǎng)問(wèn)令牌保護(hù)端點(diǎn)164
7.6配置CORS并防止CSRF攻擊165
7.6.1在FastAPI中進(jìn)行配置CORS166
7.6.2實(shí)現(xiàn)doublesubmit Cookie以防止CSRF攻擊171
7.7總結(jié)175
第8章在FastAPI中為雙向交互通信定義WebSocket176
8.1技術(shù)要求176
8.2了解使用WebSocket進(jìn)行雙向通信的原理177
8.3使用FastAPI創(chuàng)建WebSocket177
8.3.1處理并發(fā)性180
8.3.2使用依賴(lài)項(xiàng)182
8.4處理多個(gè)WebSocket連接和廣播消息184
8.5總結(jié)190
第9章使用pytest和HTTPX異步測(cè)試API191
9.1技術(shù)要求191
9.2使用pytest進(jìn)行單元測(cè)試192
9.2.1使用參數(shù)生成測(cè)試194
9.2.2通過(guò)創(chuàng)建fixture重用測(cè)試邏輯195
9.3使用HTTPX為FastAPI設(shè)置測(cè)試工具198
9.4為REST API端點(diǎn)編寫(xiě)測(cè)試201
9.4.1為POST端點(diǎn)編寫(xiě)測(cè)試202
9.4.2使用數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行測(cè)試203
9.5為WebSocket端點(diǎn)編寫(xiě)測(cè)試209
9.6總結(jié)211
第10章部署FastAPI項(xiàng)目213
10.1技術(shù)要求213
10.2設(shè)置和使用環(huán)境變量213
10.3管理Python依賴(lài)項(xiàng)217
10.4在無(wú)服務(wù)器平臺(tái)上部署FastAPI應(yīng)用程序220
10.5使用Docker部署FastAPI應(yīng)用程序223
10.5.1編寫(xiě)Dockerfile223
10.5.2構(gòu)建Docker映像225
10.5.3在本地運(yùn)行Docker映像225
10.5.4部署Docker映像226
10.6在傳統(tǒng)服務(wù)器上部署FastAPI應(yīng)用程序227
10.7總結(jié)228
第三部分使用Python和FastAPI構(gòu)建數(shù)據(jù)科學(xué)API
第11章NumPy和pandas簡(jiǎn)介231
11.1技術(shù)要求231
11.2NumPy入門(mén)231
11.2.1創(chuàng)建數(shù)組232
11.2.2訪(fǎng)問(wèn)元素和子數(shù)組234
11.3使用NumPy操作數(shù)組：計(jì)算、聚合、比較236
11.3.1數(shù)組的加法和乘法238
11.3.2聚合數(shù)組:總和、最小值、最大值、平均值等239
11.3.3數(shù)組比較239
11.4pandas入門(mén)240
11.4.1使用pandas Series獲取一維數(shù)據(jù)240
11.4.2使用pandas DataFrame獲取多維數(shù)據(jù)242
11.4.3導(dǎo)入和導(dǎo)出CSV數(shù)據(jù)244
11.5總結(jié)245
第12章使用scikitlearn訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)模型246
12.1技術(shù)要求246
12.2什么是機(jī)器學(xué)習(xí)246
12.2.1監(jiān)督學(xué)習(xí)與無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)247
12.2.2模型驗(yàn)證247
12.3scikitlearn的基礎(chǔ)知識(shí)249
12.3.1訓(xùn)練模型和預(yù)測(cè)249
12.3.2使用pipeline鏈接預(yù)處理器和估計(jì)器251
12.3.3通過(guò)交叉驗(yàn)證驗(yàn)證模型255
12.4使用樸素貝葉斯模型對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)255
12.4.1原理256
12.4.2使用高斯樸素貝葉斯對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)256
12.4.3使用多項(xiàng)式樸素貝葉斯對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)259
12.5使用支持向量機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)260
12.5.1原理260
12.5.2支持向量機(jī)在scikitlearn中的應(yīng)用262
12.5.3查找最佳參數(shù)263
12.6總結(jié)265
第13章使用FastAPI創(chuàng)建高效的預(yù)測(cè)API端點(diǎn)266
13.1技術(shù)要求266
13.2使用Joblib持久化經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的模型266
13.2.1拋棄已訓(xùn)練的模型267
13.2.2加載轉(zhuǎn)儲(chǔ)模型268
13.3實(shí)現(xiàn)高效的預(yù)測(cè)端點(diǎn)269
13.4使用Joblib緩存結(jié)果271
13.5總結(jié)275
第14章使用帶FastAPI和OpenCV的WebSockets實(shí)現(xiàn)人臉實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)277
14.1技術(shù)要求277
14.2OpenCV入門(mén)277
14.3實(shí)現(xiàn)HTTP端點(diǎn)以對(duì)單個(gè)圖像執(zhí)行人臉檢測(cè)280
14.4實(shí)現(xiàn)WebSocket以對(duì)圖像流執(zhí)行人臉檢測(cè)282
14.5在WebSocket中從瀏覽器發(fā)送圖像流284
14.6在瀏覽器中顯示人臉檢測(cè)結(jié)果287
14.7總結(jié)290