Flask-WTFはWTFormsの操作を簡略化するためのサードパーティーライブラリです。WTFormsの主な機能には、ユーザー入力データの検証とテンプレートのレンダリングがあります。その他の機能としては、CSRF保護やファイルアップロードなどがあります。インストール手順は以下の通りです：

pip3 install flask-wtf

ユーザー認証サンプル

1. ログイン画面

ユーザーがログインする際には、ユーザー名とパスワードについて複数の形式検証を行う必要があります。例えば：

ユーザー名は空であってはならない；ユーザー名の長さは6文字以上であること； パスワードは空であってはならない；パスワードの長さは12文字以上であること；パスワードにはアルファベット、数字、特殊文字を含む必要がある（カスタム正規表現）；

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
from flask import Flask, render_template, request, redirect
from wtforms import Form
from wtforms.fields import simple
from wtforms import validators
from wtforms import widgets

app = Flask(__name__, template_folder='templates')

app.debug = True


class LoginForm(Form):
    # フィールド（内部に正規表現を含む）
    name = simple.StringField(
        label='ユーザー名',
        validators=[
            validators.DataRequired(message='ユーザー名は必須です。'),
            validators.Length(min=6, max=18, message='ユーザー名の長さは%(min)d文字以上%(max)d文字以下にしてください。')
        ],
        widget=widgets.TextInput(), # ページ表示用のコンポーネント
        render_kw={'class': 'form-control'}

    )
    # フィールド（内部に正規表現を含む）
    pwd = simple.PasswordField(
        label='パスワード',
        validators=[
            validators.DataRequired(message='パスワードは必須です。'),
            validators.Length(min=8, message='パスワードは%(min)d文字以上にしてください。'),
            validators.Regexp(regex="^(?=.*[a-z])(?=.*[A-Z])(?=.*\d)(?=.*[$@$!%*?&])[A-Za-z\d$@$!%*?&]{8,}",
                              message='パスワードは最低8文字、大文字1つ、小文字1つ、数字1つ、特殊文字1つを含んでいなければなりません。')

        ],
        widget=widgets.PasswordInput(),
        render_kw={'class': 'form-control'}
    )



@app.route('/login', methods=['GET', 'POST'])
def login():
    if request.method == 'GET':
        form = LoginForm()
        return render_template('login.html', form=form)
    else:
        form = LoginForm(formdata=request.form)
        if form.validate():
            print('ユーザー入力値が正当性検証を通過しました。送信された値：', form.data)
        else:
            print(form.errors)
        return render_template('login.html', form=form)

if __name__ == '__main__':
    app.run()

app.py```

<p>{{form.pwd.label}} {{form.pwd}} {{form.pwd.errors[0] }}</p>
<input type="submit" value="送信">

templates/login.html2. ユーザー登録

登録ページでは、ユーザー名、パスワード、パスワード確認、性別、趣味などを入力してもらいます。

from flask import Flask, render_template, request, redirect
from wtforms import Form
from wtforms.fields import core
from wtforms.fields import html5
from wtforms.fields import simple
from wtforms import validators
from wtforms import widgets

app = Flask(__name__, template_folder='templates')
app.debug = True



class RegisterForm(Form):
    name = simple.StringField(
        label='ユーザー名',
        validators=[
            validators.DataRequired()
        ],
        widget=widgets.TextInput(),
        render_kw={'class': 'form-control'},
        default='alex'
    )

    pwd = simple.PasswordField(
        label='パスワード',
        validators=[
            validators.DataRequired(message='パスワードは必須です。')
        ],
        widget=widgets.PasswordInput(),
        render_kw={'class': 'form-control'}
    )

    pwd_confirm = simple.PasswordField(
        label='パスワード確認',
        validators=[
            validators.DataRequired(message='パスワード確認は必須です。'),
            validators.EqualTo('pwd', message="パスワードが一致しません。")
        ],
        widget=widgets.PasswordInput(),
        render_kw={'class': 'form-control'}
    )

    email = html5.EmailField(
        label='メールアドレス',
        validators=[
            validators.DataRequired(message='メールアドレスは必須です。'),
            validators.Email(message='メールアドレスの形式が違います。')
        ],
        widget=widgets.TextInput(input_type='email'),
        render_kw={'class': 'form-control'}
    )

    gender = core.RadioField(
        label='性別',
        choices=(
            (1, '男性'),
            (2, '女性'),
        ),
        coerce=int # 「1」 「2」
     )
    city = core.SelectField(
        label='都市',
        choices=(
            ('bj', '北京'),
            ('sh', '上海'),
        )
    )

    hobby = core.SelectMultipleField(
        label='趣味',
        choices=(
            (1, 'バスケットボール'),
            (2, 'サッカー'),
        ),
        coerce=int
    )

    favor = core.SelectMultipleField(
        label='好み',
        choices=(
            (1, 'バスケットボール'),
            (2, 'サッカー'),
        ),
        widget=widgets.ListWidget(prefix_label=False),
        option_widget=widgets.CheckboxInput(),
        coerce=int,
        default=[1, 2]
    )

    def __init__(self, *args, **kwargs):
        super(RegisterForm, self).__init__(*args, **kwargs)
        self.favor.choices = ((1, 'バスケットボール'), (2, 'サッカー'), (3, 'バドミントン'))

    def validate_pwd_confirm(self, field):
        """
        pwd_confirmフィールドのカスタム検証ルール。例：pwdフィールドとの一致確認
        :param field:
        :return:
        """
        # 初期化時、self.dataにはすべての値が含まれる

        if field.data != self.data['pwd']:
            # raise validators.ValidationError("パスワードが一致しません") # 次の検証を継続
            raise validators.StopValidation("パスワードが一致しません")  # 検証を停止


@app.route('/register', methods=['GET', 'POST'])
def register():
    if request.method == 'GET':
        form = RegisterForm(data={'gender': 2,'hobby':[1,]}) # 初期値設定
        return render_template('register.html', form=form)
    else:
        form = RegisterForm(formdata=request.form)
        if form.validate():
            print('ユーザー入力値が正当性検証を通過しました。送信された値：', form.data)
        else:
            print(form.errors)
        return render_template('register.html', form=form)



if __name__ == '__main__':
    app.run()

app01.py```

templates/register.htmlソースコード解析

処理フロー図

クラス作成プロセスの分析

class LoginForm(Form):
    # フィールド（内部に正規表現を含む）
    name = simple.StringField(
        label='ユーザー名',
        validators=[
            validators.DataRequired(message='ユーザー名は必須です。'),
            validators.Length(min=6, max=18, message='ユーザー名の長さは%(min)d文字以上%(max)d文字以下にしてください。')
        ],
        widget=widgets.TextInput(), # ページ表示用のコンポーネント
        render_kw={'class': 'form-control'}
    )

LoginFormはFormを継承しています

class Form(with_metaclass(FormMeta, BaseForm)):
    """
    宣言型フォームベースクラス。Formサブクラスでフィールドをクラス属性として定義できるようにし、
    BaseFormの基本動作を拡張します。

    さらに、フォームおよびインスタンスの入力データは構築時に取得され、process()メソッドに渡されます。
    """
    Meta = DefaultMeta

def with_metaclass(meta, base=object):
    return meta("NewBase", (base,), {})

with_metaclassはFormMeta（typeを継承）を通じて動的にクラスを作成し、この際にFormMetaの__init__メソッドが実行されます。

class FormMeta(type):<br></br>　　# clsはLoginFormクラス<br></br>
    def __init__(cls, name, bases, attrs):
        type.__init__(cls, name, bases, attrs)
        cls._unbound_fields = None
        cls._wtforms_meta = None

上記のクラス作成により、独自クラスに2つの属性が追加されます。

LoginForm._unbound_fields = None
LoginForm._wtforms_meta = None　　

LoginFormのフィールドnameの追跡

name = simple.StringField(
        label='ユーザー名',
        validators=[
            validators.DataRequired(message='ユーザー名は必須です。'),
            validators.Length(min=6, max=18, message='ユーザー名の長さは%(min)d文字以上%(max)d文字以下にしてください。')
        ],
        widget=widgets.TextInput(), # ページ表示用のコンポーネント
        render_kw={'class': 'form-control'}
    )

nameはオブジェクトであることがわかります。まずは__new__メソッドを追跡します。

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if '_form' in kwargs and '_name' in kwargs:
            return super(Field, cls).__new__(cls)
        else:
            return UnboundField(cls, *args, **kwargs)

上記のソースコードから、属性に_formと_nameが含まれていないため、UnboundField(cls, *args, **kwargs)オブジェクトが返されることを確認できます。

class UnboundField(object):
    _formfield = True
    creation_counter = 0

    def __init__(self, field_class, *args, **kwargs):
        UnboundField.creation_counter += 1
        self.field_class = field_class
        self.args = args
        self.kwargs = kwargs
        self.creation_counter = UnboundField.creation_counter

結果

LoginForm.name = UnboundField(simple.StringField, StringFieldのすべての引数)LoginForm.pwd = UnboundField(simple.PasswordField, PasswordFieldのすべての引数)

HTMLの自動生成

フロントエンドでLoginForm.nameを呼び出すとinputボックスがどのように生成されるかを確認します。LoginFormのnameはオブジェクトであることがわかります。

class StringField(Field):
    """
    このフィールドは複雑なフィールドの基底であり、``<input type="text">``を表します。
    """
    widget = widgets.TextInput()

    def process_formdata(self, valuelist):
        if valuelist:
            self.data = valuelist[0]
        elif self.data is None:
            self.data = ''

    def _value(self):
        return text_type(self.data) if self.data is not None else ''

LoginForm.nameを実行すると内部の__str__メソッドが呼び出されます。

    def __str__(self):
        """
        フィールドのHTML表現を返します。より強力なレンダリングについては、`__call__`メソッドを参照してください。
        """
        return self()　　

返り値は自分自身であり、__call__メソッドが呼び出されます。

    def __call__(self, **kwargs):
        return self.meta.render_field(self, kwargs)

render_fieldメソッドは以下の通りです。

    def render_field(self, field, render_kw):
        """
        render_fieldはウィジェットレンダリング方法のカスタマイズを可能にします。

        デフォルトの実装では ``field.widget(field, **render_kw)`` を呼び出します。
        """
        other_kw = getattr(field, 'render_kw', None)
        if other_kw is not None:
            render_kw = dict(other_kw, **render_kw)
        return field.widget(field, **render_kw)

widgetはオブジェクトであり、内部の__call__メソッドが呼び出されます。

class StringField(Field):
    """
    このフィールドは複雑なフィールドの基底であり、``<input type="text">``を表します。
    """
    widget = widgets.TextInput()

TextInputオブジェクト

class TextInput(Input):
    """
    単一行テキスト入力のレンダリング。
    """
    input_type = 'text'

その__call__メソッドは以下の通りです。

    def __call__(self, field, **kwargs):
        kwargs.setdefault('id', field.id)
        kwargs.setdefault('type', self.input_type)
        if 'value' not in kwargs:
            kwargs['value'] = field._value()
        if 'required' not in kwargs and 'required' in getattr(field, 'flags', []):
            kwargs['required'] = True
        return HTMLString('<input %s>' % self.html_params(name=field.name, **kwargs))