FastAPI+Python 前后端交互实战：用户登录注册与信息管理

一、简介

1. FastAPI 概述

FastAPI 是一款现代、轻量、高性能的 Python Web 框架，专门用来快速构建 API（应用程序编程接口）。它是近几年 Python 生态中最火的 Web 框架之一，尤其适合快速上手写后端接口。

2. FastAPI 适用场景

• 前后端分离项目的后端 API；
• 微服务间的接口；
• 数据接口（如提供数据库商品信息）；
• 快速原型开发。

二、FastAPI+Python 前后端交互全解析

作为初学者，刚接触前后端交互时容易对概念感到困惑。本文将结合实战代码，解析 FastAPI 接口编写、requests 库使用及 Request 对象原理，帮助你理解前后端交互的底层逻辑。

1. 前后端交互的本质

可以用餐厅点餐来比喻：

• 前端：顾客，负责提需求（如要一碗牛肉面）；
• 后端：厨房，负责处理需求（煮面、加牛肉）；
• HTTP 协议：服务员，负责传递需求和结果；
• 请求：顾客喊'服务员，来碗牛肉面'；
• 响应：服务员端上做好的菜或告知'卖完了'。

Python 前端脚本相当于'顾客'，FastAPI 后端相当于'厨房'，两者靠 HTTP 协议传递数据。

2. 项目需求

使用 FastAPI 实现以下功能：

1. 用户注册：用户名和密码不为空，用户名长度大于 6，密码长度大于 8 且包含下划线、字母和数字，且用户名不重复。
2. 用户登录：用户名和密码正确则提示欢迎，否则提示错误。
3. 查看用户信息：获取已注册用户列表。

3. 代码设计思路

本项目采用'FastAPI 后端接口服务 + Python 命令行前端客户端'组合。

1. 前端代码设计思路

前端主要使用 requests 库发送 HTTP 请求。

import requests

requests 是 Python 生态中最常用的 HTTP 请求库，它将用户的操作转换成后端能识别的 HTTP 请求，并带回响应结果。

while True:
    user_input = input('1、注册\n2、登录\n3、查看\n4、退出\n请输入你要进行的操作：')
    if user_input == '1':
        user = input("用户名：")
        password = input("密码：")
        res = requests.post("http://127.0.0.1:8000/user/register", params={"username": user, "password": password})
        result = res.json()
        print(f'{result["result"]}')
    elif user_input == '2':
        user = input("用户名：")
        password = input("密码：")
        res = requests.post("http://127.0.0.1:8000/user/login", params={"username": user, "password": password})
        result = res.json()
        print(f'{result["result"]}')
    elif user_input == '3':
        res = requests.post("http://127.0.0.1:8000/user/logout")
        result = res.json()
        print(result)
    elif user_input == '4':
        break
    else:
        print("输入的操作错误请重新输入")

• while True：创建无限循环，直到用户选择退出。
• input(...)：打印菜单等待用户输入。
• requests.post：发送 POST 请求到后端接口。
• params：将字典转换为 URL 查询参数拼接到地址后。
• res.json()：将 JSON 格式字符串转换为 Python 字典。

注意：requests.post 返回的是 Response 对象，直接打印会显示 <Response [状态码]>。需使用 .json() 或 .text 解析内容。

2. 后端代码（FastAPI）设计思路

后端核心定位是提供数据处理接口，维护用户数据并校验业务规则。

import uvicorn
from fastapi import FastAPI, Request
import re

app = FastAPI()
user_datas = [{"username": "admin123", "password": "admin_123"}]

def judgment(username, password):
    # 条件：用户名长度>6，密码长度>=9，含数字/字母/下划线，无非法字符
    if len(username) > 6 and re.match(r'^(?=.*\d)(?=.*[a-zA-Z])(?=.*_)[a-zA-Z0-9_]{9,}$', password):
        return 1
    else:
        return 0

@app.post('/user/register')
def register(request: Request):
    username = request.query_params['username']
    password = request.query_params['password']
    for i in user_datas:
        if i['username'] == username:
            return {"result": "注册失败：用户名重复"}
    if judgment(username, password):
        user_data = {"username": username, "password": password}
        user_datas.append(user_data)
        print(user_datas)
        return {"result": f"注册成功:{username}成功注册"}
    else:
        return {"result": "注册失败：注册的用户名和密码未满足要求"}

@app.post('/user/login')
def login(request: Request):
    username = request.query_params['username']
    password = request.query_params['password']
    if judgment(username, password):
        for i in user_datas:
            if i['username'] == username and i['password'] == password:
                return {'result': f"登录成功:{username}欢迎"}
        return {"result": "登录失败：用户名或密码错误"}
    else:
        return {'result': '登录失败：用户名或密码输入不正确'}

@app.post('/user/logout')
def logout():
    return user_datas

if __name__ == '__main__':
    uvicorn.run("main:app", host="127.0.0.1", port=8000)

• import uvicorn：导入 ASGI 服务器，用于监听网络请求。
• @app.post：装饰器，定义路由路径和请求方法。
• request.query_params：获取 URL 中的查询参数。
• uvicorn.run：启动服务，绑定 IP 和端口。

3. 前后端交互底层逻辑总结

1. 协议是桥梁：前后端靠 HTTP 协议沟通，遵循 GET/POST 方法及 JSON 格式规范。
2. 数据是核心：前端传需求数据，后端返结果数据，格式统一为 JSON。
3. 校验是保障：前端减少无效请求，后端防止恶意输入。
4. 状态码是信号：200 表示成功，400 表示用户错误，500 表示后端错误。

三、完整代码展示

在 PyCharm 中创建两个 .py 文件：main.py（后端）和 test.py（前端）。

main.py (后端)

见上文'后端代码设计思路'部分。 运行流程：导入模块 -> 创建 app 实例 -> 初始化模拟数据库 -> 定义校验函数 -> 启动 Uvicorn 监听 8000 端口。

test.py (前端)

见上文'前端代码设计思路'部分。 运行流程：导入 requests -> 进入 while 循环 -> 打印菜单 -> 接收指令 -> 发送请求 -> 解析响应。

联动运行流程

1. 先启动后端文件，再启动前端文件。
2. 用户在前端输入指令（如 1 注册），前端发送 POST 请求至后端对应接口。
3. 后端接收请求，校验数据，返回 JSON 结果。
4. 前端解析 JSON 并打印结果，继续等待输入。
5. 后端持续运行直到手动停止（Ctrl+C）。

数据传递类型

• 后端：返回 Python 字典或列表，FastAPI 自动序列化为 JSON。
• 前端：使用 res.json() 将 JSON 字符串反序列化为 Python 字典或列表。