阶段3（上）：Python/asyncio/FastAPI 专题的课程、企业场景、面试题和可运行示例
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id: python.fastapi.routing-validation
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title: 路由和参数校验：路径 / 查询 / 请求体、pydantic 模型、响应模型
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type: lesson
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domain: python
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stack: [fastapi]
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tags: [路由, pydantic, 参数校验, 响应模型, OpenAPI]
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level: basic
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prerequisites: [python.python.typing-errors-testing]
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est_hours: 2
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related: [python.fastapi.deps-auth-errors, backend.gin.routing-binding, python.fastapi.interview]
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week: [4]
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order: 1
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# 路由和参数校验：路径 / 查询 / 请求体、pydantic 模型、响应模型
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## 解释说明
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- **参数来源由类型和位置决定**：路径里出现的参数 → 路径参数；简单类型（int、str）→ 查询参数；pydantic 模型 → JSON 请求体；`Header()`、`Cookie()` 显式声明。
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- **校验**：`Field(ge=1, le=100, min_length=1, pattern=...)`、`Query(...)`、`Path(...)`；`Literal` 限定枚举值；校验失败自动返回 **422**，带出错字段和原因。
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- **响应模型**：返回类型标注或 `response_model=`，会过滤掉模型之外的字段——防止把密码哈希等内部字段返回出去。
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- **自动文档**：启动后访问 `/docs`（Swagger UI），前端联调直接用。
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- **`async def` 还是 `def`**：路由里调用的都是异步库 → `async def`；调用同步阻塞库 → 普通 `def`（FastAPI 会放到线程池执行）。**不要在 `async def` 里调用阻塞函数。**
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- **APIRouter**：按模块拆分路由，`app.include_router(router, prefix="/v1/docs")`。
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和 Gin 对照：`c.Param` ↔ 路径参数，`c.Query` ↔ 查询参数，`ShouldBindJSON` + `binding` 标签 ↔ pydantic 模型 + `Field`。
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## 案例
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知识库的文档接口：创建文档（标题 1~200 字、标签最多 10 个、可见范围只能是 `private / team / public`）、按 ID 查询、分页列表（页码 ≥ 1，每页 1~100）。用户传了 `"visibility": "everyone"`，FastAPI 自动返回 422 和具体字段，不用手写校验代码。
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## 代码示例
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```python
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from datetime import datetime, timezone
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from typing import Annotated, Literal
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from fastapi import APIRouter, FastAPI, HTTPException, Path, Query
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from fastapi.testclient import TestClient
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from pydantic import BaseModel, Field
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class DocCreate(BaseModel):
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title: str = Field(min_length=1, max_length=200)
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content: str = Field(min_length=1)
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tags: list[str] = Field(default_factory=list, max_length=10)
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visibility: Literal["private", "team", "public"] = "team"
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class DocOut(BaseModel): # 响应模型：只暴露这些字段
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id: int
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title: str
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tags: list[str]
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visibility: str
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created_at: datetime
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class Page(BaseModel):
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items: list[DocOut]
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total: int
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router = APIRouter(prefix="/v1/docs", tags=["文档"])
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DB: dict[int, dict] = {}
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@router.post("", status_code=201)
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async def create_doc(body: DocCreate) -> DocOut:
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doc_id = len(DB) + 1
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DB[doc_id] = {**body.model_dump(), "id": doc_id, "owner_secret": "内部字段",
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"created_at": datetime.now(timezone.utc)}
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return DocOut(**DB[doc_id]) # 只取模型里声明的字段
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@router.get("/{doc_id}")
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async def get_doc(doc_id: Annotated[int, Path(ge=1)]) -> DocOut:
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if doc_id not in DB:
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raise HTTPException(status_code=404, detail="文档不存在")
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return DocOut(**DB[doc_id])
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@router.get("")
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async def list_docs(page: Annotated[int, Query(ge=1)] = 1,
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size: Annotated[int, Query(ge=1, le=100)] = 20,
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tag: str | None = None) -> Page:
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docs = [d for d in DB.values() if tag is None or tag in d["tags"]]
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start = (page - 1) * size
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return Page(items=[DocOut(**d) for d in docs[start:start + size]], total=len(docs))
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app = FastAPI()
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app.include_router(router)
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c = TestClient(app)
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r = c.post("/v1/docs", json={"title": "年假制度", "content": "……", "tags": ["hr"]})
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print(r.status_code, r.json()["id"], "owner_secret" in r.json()) # 201 1 False
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r = c.post("/v1/docs", json={"title": "", "content": "x", "visibility": "everyone"})
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print(r.status_code, [e["loc"] for e in r.json()["detail"]]) # 422 [['body', 'title'], ['body', 'visibility']]
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print(c.get("/v1/docs", params={"size": 500}).status_code) # 422
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print(c.get("/v1/docs/99").json()) # {'detail': '文档不存在'}
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print(c.get("/v1/docs", params={"tag": "hr"}).json()["total"]) # 1
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```
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## 易错点
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- **在 `async def` 路由里调用同步数据库驱动或 `requests`**：阻塞事件循环，吞吐骤降。
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- **直接返回 ORM 对象或字典而不声明响应模型**：内部字段（密码哈希、内部备注）泄露。
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- **可变默认值**：`tags: list[str] = []` 在 pydantic 里是安全的（会复制），但养成 `default_factory` 的习惯更清晰。
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- **路由顺序**：`/docs/{doc_id}` 写在 `/docs/stats` 之前，`stats` 会被当成 doc_id 去解析，返回 422。固定路径放在前面。
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- **422 的错误格式直接给前端**：默认格式偏技术化，通常用异常处理器转换成团队统一的格式（见下一课）。
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- **pydantic v1 和 v2 写法混用**：v2 用 `model_dump()`、`model_validate()`、`field_validator`；网上很多旧教程是 v1 写法（`dict()`、`validator`）。
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## 面试常问
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见 [FastAPI 面试题](interview.md)：FastAPI 为什么快、参数校验原理、async def 和 def 的区别、响应模型的作用。
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