Веб-интерфейсы средствами Python: детальный обзор

Расширенные примеры веб-интерфейсов на Python

1. FastAPI с загрузкой файлов и валидацией через Pydantic

Пример обработки загруженного CSV файла с последующим выводом статистики.

from fastapi import FastAPI, UploadFile, File, Form
from fastapi.responses import HTMLResponse
from pydantic import BaseModel
import pandas as pd
import io

app = FastAPI()

@app.get("/upload", response_class=HTMLResponse)
async def upload_form():
    return """
    <form action="/upload" method="post" enctype="multipart/form-data">
      <input type="file" name="file" accept=".csv">
      <button>Загрузить</button>
    </form>
    """

@app.post("/upload")
async def handle_upload(file: UploadFile = File(...)):
    contents = await file.read()
    df = pd.read_csv(io.BytesIO(contents))
    return {
        "columns": list(df.columns),
        "row_count": len(df),
        "first_rows": df.head().to_dict(orient="records")
    }

Результат: при загрузке csv-файла возвращается JSON с названиями столбцов, количеством строк и первыми пятью записями. Интерфейс доступен по адресу /upload.

2. Streamlit с кэшированием и многостраничным приложением

Использование @st.cache_data для ускорения загрузки данных и создание многостраничного приложения через файловую структуру.

import streamlit as st
import pandas as pd
import time

# Кэширование загрузки
@st.cache_data
def load_data():
    time.sleep(2)
    return pd.DataFrame({"x": range(10), "y": range(10, 20)})

st.title("Главная страница")
data = load_data()
st.write(data)

# Боковая панель для навигации
page = st.sidebar.selectbox("Страница", ["Главная", "О нас"])
if page == "О нас":
    st.write("Это демонстрационное приложение.")

После первого запуска загрузка данных занимает 2 секунды, последующие вызовы происходят мгновенно. В боковой панели можно переключаться между страницами.

3. Dash дашборд с интерактивными фильтрами и двумя графиками

Приложение отображает разброс (scatter) и гистограмму, обновляющиеся при выборе признака из выпадающего списка.

import dash
from dash import dcc, html
from dash.dependencies import Input, Output
import plotly.express as px
import pandas as pd

df = px.data.iris()

app = dash.Dash(__name__)

app.layout = html.Div([
    dcc.Dropdown(
        id="x_col",
        options=[{"label": i, "value": i} for i in df.columns[:-1]],
        value="sepal_length"
    ),
    dcc.Graph(id="scatter"),
    dcc.Graph(id="hist")
])

@app.callback(
    [Output("scatter", "figure"), Output("hist", "figure")],
    [Input("x_col", "value")]
)
def update_graphs(x_col):
    scatter = px.scatter(df, x=x_col, y="petal_length", color="species")
    hist = px.histogram(df, x=x_col, color="species", barmode="overlay")
    return scatter, hist

if __name__ == "__main__":
    app.run_server(debug=True, port=8050)

При выборе признака в выпадающем списке оба графика автоматически перерисовываются, отображая соответствующие данные из набора Iris.

4. Gradio с несколькими входами и выходами

Интерфейс, принимающий число и текст, и возвращающий таблицу и изображение.

import gradio as gr
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt

def process(n, label):
    df = pd.DataFrame({"value": range(n), "label": [label]*n})
    fig, ax = plt.subplots()
    ax.plot(df["value"])
    ax.set_title(label)
    return df, fig

iface = gr.Interface(
    fn=process,
    inputs=[gr.Number(), gr.Textbox()],
    outputs=[gr.Dataframe(), gr.Plot()]
)
iface.launch()

Пользователь вводит число (например, 5) и текст (например, "Тест"), в ответ получает таблицу с 5 строками и график с заголовком "Тест".

5. Flask с использованием Flask-WTF для форм и CSRF-защиты

Установка: pip install Flask-WTF. Пример формы с текстовым полем и кнопкой, с отображением результата и защитой от CSRF.

from flask import Flask, render_template_string, redirect, url_for
from flask_wtf import FlaskForm
from wtforms import StringField, SubmitField
from wtforms.validators import DataRequired

app = Flask(__name__)
app.config['SECRET_KEY'] = 'you-will-never-guess'

class MyForm(FlaskForm):
    name = StringField('Ваше имя', validators=[DataRequired()])
    submit = SubmitField('Отправить')

HTML = """
<form method="post">
  {{ form.hidden_tag() }}
  {{ form.name.label }}<br>
  {{ form.name(size=20) }}<br>
  {{ form.submit }}
</form>
{% if name %}<p>Привет, {{ name }}!</p>{% endif %}
"""

@app.route("/", methods=["GET", "POST"])
def index():
    form = MyForm()
    name = None
    if form.validate_on_submit():
        name = form.name.data
    return render_template_string(HTML, form=form, name=name)

if __name__ == "__main__":
    app.run(debug=True)

Форма отображается с полем ввода и кнопкой. После отправки валидных данных выводится приветствие. CSRF-токен автоматически вставляется в скрытое поле.