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（数据科学学习手札104）Python+Dash快速web应用开发——回调交互篇（上）
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1 简介
这是我的系列教程
Python+Dash快速web应用开发
的第三期，在前两期的教程中，我们围绕什么是
Dash
，以及如何配合方便好用的第三方拓展
dash-bootstrap-components
来为我们的
Dash
应用设计布局展开了非常详细的介绍。
而
Dash
最吸引我的地方在于其高度封装了
react.js
，使得我们无需编写
js
语句，纯
Python
编程就可以实现浏览器前端与后端计算之间常规的异步通信，从而创造出功能强大的交互式
web
应用。
图1
从今天的文章开始，我就将开始带大家走进
Dash
的核心内容——
回调
。
2 Dash中的基础回调
2.1 最基础的回调
Dash
中的
回调
（
callback
）是以装饰器的形式，配合自编回调函数，实现前后端异步通信交互，这句话可能不太好理解，我们从一个简单的例子出发来认识
Dash
中的
回调
：
app1.py
import dash
import dash_html_components as html
import dash_bootstrap_components as dbc
from dash.dependencies import Input, Output
app = dash.Dash(
__name__,
external_stylesheets=['css/bootstrap.min.css']
)
app.layout = html.Div(
[
html.Br(),
html.Br(),
html.Br(),
dbc.Container(
[
dbc.Row(
[
dbc.Col(dbc.Input(id='input-value',
placeholder='请输入些东西'),
width=12),
dbc.Col(dbc.Label(id='output-value'),
width=12)
]
)
]
)
]
)
# 对应app实例的回调函数装饰器
@app.callback(
Output('output-value', 'children'),
Input('input-value', 'value')
)
def input_to_output(input_value):
'''
简单的回调函数
'''
return input_value
if __name__ == '__main__':
app.run_server()
先来看看
app1
的交互效果：
图2
下面我们来分解上面的代码，梳理一下要构造一个具有实际交互功能的
Dash
应用需要做什么：
- 确定输入与输出部件
一个可交互的系统一定是有
输入
与
输出
的，我们开头导入的
Input
与
Output
对象，他们分别扮演着
输入者
与
输出者
两种角色，其各自的第一个参数
component_id
用于联动前端部分定义的部件。
我们在前面定义前端部件时，为
dbc.Input
对应的输入框设置了
id='input-value'
，为
dbc.Label
对应的文字输出设置了
id='output-value'
，让它们作为第一个参数可以被
Input()
与
Output()
唯一识别出来。
- 确定输入与输出内容
在确定了
输入者
与
输出者
之后，更重要的是为告诉
Dash
需要监听什么输入，响应什么输出，这就要用到第二个参数
component_property
。
它与对应的前端部件有关，譬如我们的
dbc.Input()
输入框，其被输入的内容都存在
value
属性中，而
children
属性是
dbc.Label
以及绝大多数
html
部件的第一个参数，这样我们就确定了输入输出内容。
- 装饰回调函数
app.callback()
装饰器按照规定的先
Output()
后
Input()
的顺序传入相应对象，而既然是装饰器，自然需要配合自定义回调函数使用。
我们的
input_to_output()
就是对应的回调函数，其参数与装饰器中的
Input()
对应，而函数内部则用来定义计算处理过程。
最后
return
的对象则对应
Output()
。
# 对应app实例的回调函数装饰器
@app.callback(
Output('output-value', 'children'),
Input('input-value', 'value')
)
def input_to_output(input_value):
'''
简单的回调函数
'''
return input_value
通过上面这样的结构，我们得以纯
Python
“寥寥数语”实现了交互功能，赋予我们编写任意功能
Dash
应用的能力。
2.2 同时设置多个Input()与Output()
在上一小节中我们介绍的是最基本的 单输入 -> 单输出 回调模式，很多时候我们需要更复杂的回调模式，譬如下面的例子：
app2.py
import dash
import dash_html_components as html
import dash_bootstrap_components as dbc
from dash.dependencies import Input, Output
app = dash.Dash(
__name__,
external_stylesheets=['css/bootstrap.min.css']
)
app.layout = html.Div(
[
html.Br(),
html.Br(),
html.Br(),
dbc.Container(
[
dbc.Row(
[
dbc.Col(dbc.Input(id='input-value1'), width=3),
dbc.Col(html.P('+'), width=1),
dbc.Col(dbc.Input(id='input-value2'), width=3),
],
justify='start'
),
html.Hr(),
dbc.Label(id='output-value')
]
)
]
)
@app.callback(
Output('output-value', 'children'),
Input('input-value1', 'value'),
Input('input-value2', 'value')
)
def input_to_output(input_value1, input_value2):
try:
return float(input_value1) + float(input_value2)
except:
return '请输入合法参数！'
if __name__ == '__main__':
app.run_server()
图3
这里我们的
Input()
对象不止一个，在
Output()
对象之后依次传入（也可以把所有
Input()
对象包在一个列表中传入），其顺序对应后面回调函数的参数顺序，从而实现了多个输入值的一一对应。
同样的，
Output()
也可以有多个：
app3.py
import dash
import dash_html_components as html
import dash_bootstrap_components as dbc
from dash.dependencies import Input, Output
app = dash.Dash(
__name__,
external_stylesheets=['css/bootstrap.min.css']
)
app.layout = html.Div(
[
html.Br(),
html.Br(),
html.Br(),
dbc.Container(
[
dbc.Row(
[
dbc.Col(dbc.Input(id='input-lastname'), width=3),
dbc.Col(html.P('+'), width=1),
dbc.Col(dbc.Input(id='input-firstname'), width=3),
],
justify='start'
),
html.Hr(),
dbc.Label(id='output1'),
html.Br(),
dbc.Label(id='output2')
]
)
]
)
@app.callback(
[Output('output1', 'children'),
Output('output2', 'children')],
[Input('input-lastname', 'value'),
Input('input-firstname', 'value')]
)
def input_to_output(lastname, firstname):
try:
return '完整姓名：' + lastname + firstname, f'姓名长度为{len(lastname+firstname)}'
except:
return '等待输入...', '等待输入...'
if __name__ == '__main__':
app.run_server()
图4
可以看到不管是多个
Output()
还是
Input()
，只需要嵌套在列表中即可。
2.3 利用State()实现惰性交互
很多情况下，如果我们的回调函数计算过程时间开销较大，那么像前面介绍的仅靠
Input()
与
Output()
实现的前后端通信会很频繁，因为监听到的所有输入部件对应属性值只要略一改变，就会触发回调。
为了解决这类问题，
Dash
中设计了
State()
对象，我们可以利用
State()
替换
Input()
来绑定对应的输入值，再将一些需要主动触发的譬如
dbc.Button()
按钮部件的属性
n_clicks
，作为
Input()
对象进行绑定。
让我们通过下面的例子更好的理解它的作用：
app4.py
import dash
import dash_html_components as html
import dash_bootstrap_components as dbc
from dash.dependencies import Input, Output, State
app = dash.Dash(
__name__,
external_stylesheets=['css/bootstrap.min.css']
)
app.layout = html.Div(
[
html.Br(),
html.Br(),
html.Br(),
dbc.Container(
[
dbc.Row(
[
dbc.Col(dbc.Input(id='input-value'),
width=4),
dbc.Col(dbc.Button('小写转大写',
id='state-button',
n_clicks=0),
width=4),
dbc.Col(dbc.Label(id='output-value',
style={'padding': '0',
'margin': '0',
'line-height': '38px'}),
width=4)
],
justify='start'
)
]
)
]
)
@app.callback(
Output('output-value', 'children'),
Input('state-button', 'n_clicks'),
State('input-value', 'value')
)
def input_to_output(n_clicks, value):
if n_clicks:
return value.upper()
if __name__ == '__main__':
app.run_server()
图5
可以看到，装饰器中按照
Output()
、
Input()
、
State()
的顺序传入各个对象后，我们的
Button()
部件的
n_clicks
参数记录了对应的按钮被点击了多少次，初始化我们设置其为0，之后每次等我们输入完单词，主动去点击按钮从而增加其被点击次数记录时，回调函数才会被触发，这样就方便了我们的很多复杂应用场景~
以上就是本期的全部内容，欢迎在评论区与我进行讨论~
