【Dash搭建可视化网站】项目6：利用Dash callback高级特性实现货币汇率计算

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项目6：利用Dash callback高级特性实现货币汇率计算

之前的项目3,4,5使用的callback都是一对一的数据流向关系，项目6要实现的就是一个输入多个输出的关系，并且尝试进行网页的美化操作。以一个货币汇率计算的小工具为例：用户输入一个值，自动转换出其它三个国家/地区的货币金额。

6.1 基础功能实现

[1] 新建一个py文件，搭建Dash框架，代码如下。xxx中就是待完善的部分。

import dash
from dash import html
from dash import dcc
from dash import dependencies
from dash.dependencies import Output,Input

app = dash.Dash()

app.layout = html.Div(children=[
    xxx
])

app.run_server(debug=True)

[2] 构建输入和输出流向实体。一个输入文本框，三个输出内容。

app.layout = html.Div(children=[
    dcc.Input(value=0,id='ipt'),
    html.Div(['JPY',html.Span('---',id='JPY')]),  
    html.Div(['USD',html.Span('---',id='USD')]),
    html.Div(['GBP',html.Span('---',id='GBP')])
])

[3] 简化代码。对于三个输出的内容，发现存在着大量重复，最直接的反应就是进行函数的封装，代码如下。

def item(name):
    return html.Div([name,html.Span('---',id=name)])
    
app.layout = html.Div(children=[
    dcc.Input(value=0,id='ipt'),
    item('JPY'),
    item('USD'),
    item('GBP')
])

[4] 构建数据输入和输出处理规则。注意是一对三，callback中就是对应的为一个输入三个输出，此外还要留意的就是赋值的参数。即便一个输入，对应的参数赋值是给inputs，但是就是有多个输出，赋值对应的参数也只是output。输入和输出都是放在列表中。

@app.callback(
    output = [Output(),Output(),Output()],
    inputs = [Input()]
)
def rule(rmb):
    return (
        '',
        '',
        ''
    )

接着完善上述代码中要填写的信息，流向实体中输入的id信息和传递的值分别是ipt和value，而对应输出的id信息和传递的值分别是各种货币名称及children（Div中返回的基本就是children），故代码完善如下。

@app.callback(
    output = [Output('JPY','children'),Output('USD','children'),Output('GBP','children')],
    inputs = [Input('ipt','value')]
)
def rule(rmb):
    return (
        f'{rmb*15.0}',
        f'{rmb*0.14}',
        f'{rmb*0.11}'
    )

直接保存后运行，刷新网址：http://127.0.0.1:8050/，输出结果如下。提示最后传递的数据没有办法进行相乘，需要对输出的数据类型进行判别后转化为数值，再进行操作。
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[5] Bug调试。可以在return前面的一行加上print(type(rmb))语句，然后再次保存程序后运行，刷新网址：http://127.0.0.1:8050/，输出结果如下。
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注意左侧的输出结果，首先网址打开后返回的是默认值0，数据类型为int整型，然后按退格键把0删除后，就是空值，这里按照是字符串数据类型，然后再输入12，两个数值都被当做了str字符串。可以在这里进行数据类型的判断以及空值的处理，但是有简单的方式就是在构建输入框的时候设定数据类型为数值型，进一步处理空值。

dcc.Input(value=0,id='ipt',type='number')
def rule(rmb):
    rmb = rmb if rmb is not None else 0
    return (
        f'{rmb*15.0}',
        f'{rmb*0.14}',
        f'{rmb*0.11}'
    )

修改完毕保存后运行，刷新网址：http://127.0.0.1:8050/，输出结果如下。解决了bug，而且输入框中由于限定了数值类型，其它字母什么都没有办法输入，相当于增加了容错，最后也可以正常的实现货币汇率的计算。
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可以打开网页下方的调试按钮，查看一下callback的情况，对应的输入和输出就和设计的一模一样。
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6.2 利用bootstrap组件美化货币汇率计算工具

前面的内容已经实现了基本的货币转化的逻辑输出，剩下的内容就是对内容进行美化处理。这部分两个核心知识点：(1)如何安装/加载Dash bootstrap components, (2)组件的使用技巧。

[1] 安装Dash bootstrap components。打开命令行执行安装语句：pip install dash-bootstrap-components。官网所在地址：http://dash-bootstrap-components.opensource.faculty.ai/。
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关于bootstrap，其实就是在web开发届相当老牌的一个框架，官网网址：https://getbootstrap.com/docs/4.6/getting-started/introduction/。利用里面已经成熟的框架可以快速的搭建网站。而dash-bootstrap-components模块基本上把bootstrap里面的80%的components组件都给封装进去，直接使用python的语法就能实现网站的搭建。

[2] 加载bootstrap中的css样式。首先将css样式引入到当前的项目环境中，可以采用官方给的示例，使用代码的方式进行操作。

import dash_bootstrap_components as dbc
app = dash.Dash(
    external_stylesheets=[dbc.themes.BOOTSTRAP]
)

其实更好的方式：就是把对应的网址的bootstrap.min.css直接下载到项目中的assets文件夹下，就可以实现自动加载。css样式可选网址：https://cdnjs.com/。比如选择twitter-bootstrap的css样式。
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搜索结果第一个点击进去后，跳转页面，复制红框中的样式。
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打开浏览器在地址栏中粘贴刚刚的内容，回车后在页面中鼠标右键，选择另存为到assets文件夹中即可。
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[3] 创建组件。打开dash-bootstrap-components官网所在地址：http://dash-bootstrap-components.opensource.faculty.ai/。找到想要创建的类型组件，比如这里把三种货币的输出结果以listgroup的形式展示出来，官方给的示例代码如下。
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按照提示，在py文件中添加相应的代码，然后把list_group添加到app.layout中，代码如下。

import dash
from dash import html
from dash import dcc
from dash.dependencies import Input,Output
import dash_bootstrap_components as dbc

app = dash.Dash()

list_group = dbc.ListGroup(
    [
        dbc.ListGroupItem("Item 1"),
        dbc.ListGroupItem("Item 2"),
        dbc.ListGroupItem("Item 3"),
    ]
) 

app.layout = html.Div([list_group])

@app.callback(
    output = [Output('JPY','children'),Output('USD','children'),Output('GBP','children')],
    inputs = [Input('ipt','value')]
)
def rule(rmb):
    rmb = rmb if rmb is not None else 0
    return (
        f'{rmb*15.0}',
        f'{rmb*0.14}',
        f'{rmb*0.11}'
    )

app.run_server(debug=True)

修改完毕保存后运行，刷新网址：http://127.0.0.1:8050/，输出结果如下。实现了内容的添加，但是没有和要表达的信息进行联动，也就是没有指定id信息，所以报了4个错都是id not found。
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[4] 修改默认组件中的内容。把input和output中的数据添加到组件中，形成完整的信息流。具体的内容就是一个输入三个输出。模仿6.1中步骤[2]和[3]中的代码，先尝试进行内容的输入输出，搭建好框架。

app.layout = html.Div(children=[
    dbc.ListGroup([
        dbc.Input(value=0,id='ipt',type='number'),
        dbc.ListGroupItem(['JPY: ',html.Span('--',id='JPY')]),
        dbc.ListGroupItem(['USD: ',html.Span('--',id='USD')]),
        dbc.ListGroupItem(['GBP: ',html.Span('--',id='GBP')]),
    ])
])

修改完毕保存后运行，刷新网址：http://127.0.0.1:8050/，输出结果如下。可以基本上实现要求，接下来就可以进行页面美化的操作以及代码简化。
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[5] 代码简化与页面美化设计。先对重复的代码进行函数的封装，为了更清晰地展示前面三个字符代表的含义，可以添加对应的图像辅助理解，顺便巩固之前项目1中图片添加的知识点。

def item(name,img_path):
    return dbc.ListGroupItem([
        name,
        html.Img(src=img_path),
        html.Span('--',id=name)
    ])

app.layout = html.Div(children=[
    dbc.ListGroup([
        dbc.Input(value=0,id='ipt',type='number'),
        item('JPY','./assets/jp.png'),
        item('USD','./assets/usa.png'),
        item('GBP','./assets/uk.png'),
    ])
])

def rule(rmb):
    rmb = rmb if rmb is not None else 0
    return (
        f'{rmb*15.0} ￥',
        f'{rmb*0.14} $',
        f'{rmb*0.11} ￡',
    )

修改完毕保存后运行，刷新网址：http://127.0.0.1:8050/，输出结果如下。要显示的信息都显示出来了，接下来就是调整一下位置。
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比如将国旗调整到对应货币简称字母的下面，换算的金额和对应的符号调整到右边。如果不指定标签直接给出添加的数据信息，比如这里的name，就是直接和下面的图片属于同一行，当指定了H5标签后就实现了自动换行。此外对应数据布置的问题，可以使用className进行设置，float本意就是飘、浮动的意思，所以float-right就是相当于是右对齐的感觉。

def item(name,img_path):
    return dbc.ListGroupItem([
        html.H5(name),
        html.Img(src=img_path),
        html.H5('--',id=name,className='float-right')
    ])

修改完毕保存后运行，刷新网址：http://127.0.0.1:8050/，输出结果如下。
请添加图片描述
[6] 头部信息的显示。还是参考官方的代码及输出样式，只需要添加一个active参数既可以完成。

app.layout = html.Div(children=[
    dbc.ListGroup([
        dbc.ListGroupItem(children=[
            html.H1("汇率计算器-简单版"),
            html.P('write something here'),
            dbc.Input(value=0,id='ipt',type='number'),
        ],active=True),
        item('JPY','./assets/jp.png'),
        item('USD','./assets/usa.png'),
        item('GBP','./assets/uk.png'),
    ])
])

但是这里面仍有需要留意的地方，将dbc.Input组件包装在dbc.ListGroupItem下面，里面是可以再添加html中的信息内容，比如这里的H1和P标签对应的信息。还有就是官网中给出的children只是单个的字符串数据，这里实际上可以添加多个元素，用列表传递。
请添加图片描述
修改完毕保存后运行，刷新网址：http://127.0.0.1:8050/，输出结果如下。
请添加图片描述
[7] 解决居中问题。只需要将原来的布局由html.Div修改为dbc.Container即可，由于默认是水平居中，所以对于组件的上方距离需要人为手动的进行调整，这个参数就是stlye中的padding，需要注意style不要添加位置错误。

app.layout = dbc.Container(children=[
    dbc.ListGroup([
        dbc.ListGroupItem(children=[
            html.H1("汇率计算器-简单版"),
            html.P('write something here'),
            dbc.Input(value=0,id='ipt',type='number'),
        ],active=True),
        item('JPY','./assets/jp.png'),
        item('USD','./assets/usa.png'),
        item('GBP','./assets/uk.png'),
    ],style={'padding':'3rem'})
])

修改完毕保存后运行，刷新网址：http://127.0.0.1:8050/，输出结果如下。
请添加图片描述
[8] 简单的UI设计，比如添加一个阴影效果。这种设计需要在官网中的Utilities中查找。除此之外还有很多可以自定义的小设计都可以在Utilities下进行查找。官网地址：https://getbootstrap.com/docs/4.6/utilities/shadows/。
请添加图片描述
具体在代码中的操作如下。就是对整个dbc.ListGroup进行属性的添加，注意添加的位置。

app.layout = dbc.Container(children=[
    dbc.ListGroup([
        dbc.ListGroupItem(children=[
            html.H1("汇率计算器-简单版"),
            html.P('write something here'),
            dbc.Input(value=0,id='ipt',type='number'),
        ],active=True),
        item('JPY','./assets/jp.png'),
        item('USD','./assets/usa.png'),
        item('GBP','./assets/uk.png'),
    ],style={'padding':'3rem'},className='shadow')  #只修改了这里
])

修改完毕保存后运行，刷新网址：http://127.0.0.1:8050/，输出结果如下。
请添加图片描述
仔细一点可以发现这里的阴影貌似并不是我们想要的效果，应该加在里面的内容部分，错误就出在了style的样式的添加，这里的style加在了dbc.ListGroup中，表示相对于dbc.Container来说的一个padding距离，而实际上应该是dbc.Container相对于整个html的padding距离，调整一下style的位置后代码如下。

app.layout = dbc.Container(children=[
    dbc.ListGroup([
        dbc.ListGroupItem(children=[
            html.H1("汇率计算器-简单版"),
            html.P('write something here'),
            dbc.Input(value=0,id='ipt',type='number'),
        ],active=True),
        item('JPY','./assets/jp.png'),
        item('USD','./assets/usa.png'),
        item('GBP','./assets/uk.png'),
    ],className='shadow')
],style={'padding':'3rem'})  #style添加在dbc.Container中

修改完毕保存后运行，刷新网址：http://127.0.0.1:8050/，输出结果如下。很完美达到目的效果。
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至此整个项目6，利用Dash callback高级特性实现货币汇率计算全部过程就介绍完毕。核心知识点包含：callback一个输出对应多个输出的设计，Dash bootstrap components组件的使用，以及如何利用bootstrap实现页面的美化。