Pushed version number in setup.py for 2.3.1 release.
[jinja2.git] / docs / api.rst
1 API
2 ===
3
4 .. module:: jinja2
5     :synopsis: public Jinja2 API
6
7 This document describes the API to Jinja2 and not the template language.  It
8 will be most useful as reference to those implementing the template interface
9 to the application and not those who are creating Jinja2 templates.
10
11 Basics
12 ------
13
14 Jinja2 uses a central object called the template :class:`Environment`.
15 Instances of this class are used to store the configuration, global objects
16 and are used to load templates from the file system or other locations.
17 Even if you are creating templates from strings by using the constructor of
18 :class:`Template` class, an environment is created automatically for you,
19 albeit a shared one.
20
21 Most applications will create one :class:`Environment` object on application
22 initialization and use that to load templates.  In some cases it's however
23 useful to have multiple environments side by side, if different configurations
24 are in use.
25
26 The simplest way to configure Jinja2 to load templates for your application
27 looks roughly like this::
28
29     from jinja2 import Environment, PackageLoader
30     env = Environment(loader=PackageLoader('yourapplication', 'templates'))
31
32 This will create a template environment with the default settings and a
33 loader that looks up the templates in the `templates` folder inside the
34 `yourapplication` python package.  Different loaders are available
35 and you can also write your own if you want to load templates from a
36 database or other resources.
37
38 To load a template from this environment you just have to call the
39 :meth:`get_template` method which then returns the loaded :class:`Template`::
40
41     template = env.get_template('mytemplate.html')
42
43 To render it with some variables, just call the :meth:`render` method::
44
45     print template.render(the='variables', go='here')
46
47 Using a template loader rather then passing strings to :class:`Template`
48 or :meth:`Environment.from_string` has multiple advantages.  Besides being
49 a lot easier to use it also enables template inheritance.
50
51
52 Unicode
53 -------
54
55 Jinja2 is using Unicode internally which means that you have to pass Unicode
56 objects to the render function or bytestrings that only consist of ASCII
57 characters.  Additionally newlines are normalized to one end of line
58 sequence which is per default UNIX style (``\n``).
59
60 Python 2.x supports two ways of representing string objects.  One is the
61 `str` type and the other is the `unicode` type, both of which extend a type
62 called `basestring`.  Unfortunately the default is `str` which should not
63 be used to store text based information unless only ASCII characters are
64 used.  With Python 2.6 it is possible to make `unicode` the default on a per
65 module level and with Python 3 it will be the default.
66
67 To explicitly use a Unicode string you have to prefix the string literal
68 with a `u`: ``u'Hänsel und Gretel sagen Hallo'``.  That way Python will
69 store the string as Unicode by decoding the string with the character
70 encoding from the current Python module.  If no encoding is specified this
71 defaults to 'ASCII' which means that you can't use any non ASCII identifier.
72
73 To set a better module encoding add the following comment to the first or
74 second line of the Python module using the Unicode literal::
75
76     # -*- coding: utf-8 -*-
77
78 We recommend utf-8 as Encoding for Python modules and templates as it's
79 possible to represent every Unicode character in utf-8 and because it's
80 backwards compatible to ASCII.  For Jinja2 the default encoding of templates
81 is assumed to be utf-8.
82
83 It is not possible to use Jinja2 to process non-Unicode data.  The reason
84 for this is that Jinja2 uses Unicode already on the language level.  For
85 example Jinja2 treats the non-breaking space as valid whitespace inside
86 expressions which requires knowledge of the encoding or operating on an
87 Unicode string.
88
89 For more details about Unicode in Python have a look at the excellent
90 `Unicode documentation`_.
91
92 Another important thing is how Jinja2 is handling string literals in
93 templates.  A naive implementation would be using Unicode strings for
94 all string literals but it turned out in the past that this is problematic
95 as some libraries are typechecking against `str` explicitly.  For example
96 `datetime.strftime` does not accept Unicode arguments.  To not break it
97 completely Jinja2 is returning `str` for strings that fit into ASCII and
98 for everything else `unicode`:
99
100 >>> m = Template(u"{% set a, b = 'foo', 'föö' %}").module
101 >>> m.a
102 'foo'
103 >>> m.b
104 u'f\xf6\xf6'
105
106
107 .. _Unicode documentation: http://docs.python.org/dev/howto/unicode.html
108
109 High Level API
110 --------------
111
112 The high-level API is the API you will use in the application to load and
113 render Jinja2 templates.  The :ref:`low-level-api` on the other side is only
114 useful if you want to dig deeper into Jinja2 or :ref:`develop extensions
115 <jinja-extensions>`.
116
117 .. autoclass:: Environment([options])
118     :members: from_string, get_template, select_template,
119               get_or_select_template, join_path, extend, compile_expression
120
121     .. attribute:: shared
122
123         If a template was created by using the :class:`Template` constructor
124         an environment is created automatically.  These environments are
125         created as shared environments which means that multiple templates
126         may have the same anonymous environment.  For all shared environments
127         this attribute is `True`, else `False`.
128
129     .. attribute:: sandboxed
130
131         If the environment is sandboxed this attribute is `True`.  For the
132         sandbox mode have a look at the documentation for the
133         :class:`~jinja2.sandbox.SandboxedEnvironment`.
134
135     .. attribute:: filters
136
137         A dict of filters for this environment.  As long as no template was
138         loaded it's safe to add new filters or remove old.  For custom filters
139         see :ref:`writing-filters`.  For valid filter names have a look at
140         :ref:`identifier-naming`.
141
142     .. attribute:: tests
143
144         A dict of test functions for this environment.  As long as no
145         template was loaded it's safe to modify this dict.  For custom tests
146         see :ref:`writing-tests`.  For valid test names have a look at
147         :ref:`identifier-naming`.
148
149     .. attribute:: globals
150
151         A dict of global variables.  These variables are always available
152         in a template.  As long as no template was loaded it's safe
153         to modify this dict.  For more details see :ref:`global-namespace`.
154         For valid object names have a look at :ref:`identifier-naming`.
155
156     .. automethod:: overlay([options])
157
158     .. method:: undefined([hint, obj, name, exc])
159
160         Creates a new :class:`Undefined` object for `name`.  This is useful
161         for filters or functions that may return undefined objects for
162         some operations.  All parameters except of `hint` should be provided
163         as keyword parameters for better readability.  The `hint` is used as
164         error message for the exception if provided, otherwise the error
165         message will be generated from `obj` and `name` automatically.  The exception
166         provided as `exc` is raised if something with the generated undefined
167         object is done that the undefined object does not allow.  The default
168         exception is :exc:`UndefinedError`.  If a `hint` is provided the
169         `name` may be ommited.
170
171         The most common way to create an undefined object is by providing
172         a name only::
173
174             return environment.undefined(name='some_name')
175
176         This means that the name `some_name` is not defined.  If the name
177         was from an attribute of an object it makes sense to tell the
178         undefined object the holder object to improve the error message::
179
180             if not hasattr(obj, 'attr'):
181                 return environment.undefined(obj=obj, name='attr')
182
183         For a more complex example you can provide a hint.  For example
184         the :func:`first` filter creates an undefined object that way::
185
186             return environment.undefined('no first item, sequence was empty')            
187
188         If it the `name` or `obj` is known (for example because an attribute
189         was accessed) it shold be passed to the undefined object, even if
190         a custom `hint` is provided.  This gives undefined objects the
191         possibility to enhance the error message.
192
193 .. autoclass:: Template
194     :members: module, make_module
195
196     .. attribute:: globals
197
198         The dict with the globals of that template.  It's unsafe to modify
199         this dict as it may be shared with other templates or the environment
200         that loaded the template.
201
202     .. attribute:: name
203
204         The loading name of the template.  If the template was loaded from a
205         string this is `None`.
206
207     .. attribute:: filename
208
209         The filename of the template on the file system if it was loaded from
210         there.  Otherwise this is `None`.
211
212     .. automethod:: render([context])
213
214     .. automethod:: generate([context])
215
216     .. automethod:: stream([context])
217
218
219 .. autoclass:: jinja2.environment.TemplateStream()
220     :members: disable_buffering, enable_buffering, dump
221
222
223 .. _identifier-naming:
224
225 Notes on Identifiers
226 --------------------
227
228 Jinja2 uses the regular Python 2.x naming rules.  Valid identifiers have to
229 match ``[a-zA-Z_][a-zA-Z0-9_]*``.  As a matter of fact non ASCII characters
230 are currently not allowed.  This limitation will probably go away as soon as
231 unicode identifiers are fully specified for Python 3.
232
233 Filters and tests are looked up in separate namespaces and have slightly
234 modified identifier syntax.  Filters and tests may contain dots to group
235 filters and tests by topic.  For example it's perfectly valid to add a
236 function into the filter dict and call it `to.unicode`.  The regular
237 expression for filter and test identifiers is
238 ``[a-zA-Z_][a-zA-Z0-9_]*(\.[a-zA-Z_][a-zA-Z0-9_]*)*```.
239
240
241 Undefined Types
242 ---------------
243
244 These classes can be used as undefined types.  The :class:`Environment`
245 constructor takes an `undefined` parameter that can be one of those classes
246 or a custom subclass of :class:`Undefined`.  Whenever the template engine is
247 unable to look up a name or access an attribute one of those objects is
248 created and returned.  Some operations on undefined values are then allowed,
249 others fail.
250
251 The closest to regular Python behavior is the `StrictUndefined` which
252 disallows all operations beside testing if it's an undefined object.
253
254 .. autoclass:: jinja2.Undefined()
255
256     .. attribute:: _undefined_hint
257
258         Either `None` or an unicode string with the error message for
259         the undefined object.
260
261     .. attribute:: _undefined_obj
262
263         Either `None` or the owner object that caused the undefined object
264         to be created (for example because an attribute does not exist).
265
266     .. attribute:: _undefined_name
267
268         The name for the undefined variable / attribute or just `None`
269         if no such information exists.
270
271     .. attribute:: _undefined_exception
272
273         The exception that the undefined object wants to raise.  This
274         is usually one of :exc:`UndefinedError` or :exc:`SecurityError`.
275
276     .. method:: _fail_with_undefined_error(\*args, \**kwargs)
277
278         When called with any arguments this method raises
279         :attr:`_undefined_exception` with an error message generated
280         from the undefined hints stored on the undefined object.
281
282 .. autoclass:: jinja2.DebugUndefined()
283
284 .. autoclass:: jinja2.StrictUndefined()
285
286 Undefined objects are created by calling :attr:`undefined`.
287
288 .. admonition:: Implementation
289
290     :class:`Undefined` objects are implemented by overriding the special
291     `__underscore__` methods.  For example the default :class:`Undefined`
292     class implements `__unicode__` in a way that it returns an empty
293     string, however `__int__` and others still fail with an exception.  To
294     allow conversion to int by returning ``0`` you can implement your own::
295
296         class NullUndefined(Undefined):
297             def __int__(self):
298                 return 0
299             def __float__(self):
300                 return 0.0
301
302     To disallow a method, just override it and raise
303     :attr:`~Undefined._undefined_exception`.  Because this is a very common
304     idom in undefined objects there is the helper method
305     :meth:`~Undefined._fail_with_undefined_error` that does the error raising
306     automatically.  Here a class that works like the regular :class:`Undefined`
307     but chokes on iteration::
308
309         class NonIterableUndefined(Undefined):
310             __iter__ = Undefined._fail_with_undefined_error
311
312
313 The Context
314 -----------
315
316 .. autoclass:: jinja2.runtime.Context()
317     :members: resolve, get_exported, get_all
318
319     .. attribute:: parent
320
321         A dict of read only, global variables the template looks up.  These
322         can either come from another :class:`Context`, from the
323         :attr:`Environment.globals` or :attr:`Template.globals` or points
324         to a dict created by combining the globals with the variables
325         passed to the render function.  It must not be altered.
326
327     .. attribute:: vars
328
329         The template local variables.  This list contains environment and
330         context functions from the :attr:`parent` scope as well as local
331         modifications and exported variables from the template.  The template
332         will modify this dict during template evaluation but filters and
333         context functions are not allowed to modify it.
334
335     .. attribute:: environment
336
337         The environment that loaded the template.
338
339     .. attribute:: exported_vars
340
341         This set contains all the names the template exports.  The values for
342         the names are in the :attr:`vars` dict.  In order to get a copy of the
343         exported variables as dict, :meth:`get_exported` can be used.
344
345     .. attribute:: name
346
347         The load name of the template owning this context.
348
349     .. attribute:: blocks
350
351         A dict with the current mapping of blocks in the template.  The keys
352         in this dict are the names of the blocks, and the values a list of
353         blocks registered.  The last item in each list is the current active
354         block (latest in the inheritance chain).
355
356     .. automethod:: jinja2.runtime.Context.call(callable, \*args, \**kwargs)
357
358
359 .. admonition:: Implementation
360
361     Context is immutable for the same reason Python's frame locals are
362     immutable inside functions.  Both Jinja2 and Python are not using the
363     context / frame locals as data storage for variables but only as primary
364     data source.
365
366     When a template accesses a variable the template does not define, Jinja2
367     looks up the variable in the context, after that the variable is treated
368     as if it was defined in the template.
369
370
371 .. _loaders:
372
373 Loaders
374 -------
375
376 Loaders are responsible for loading templates from a resource such as the
377 file system.  The environment will keep the compiled modules in memory like
378 Python's `sys.modules`.  Unlike `sys.modules` however this cache is limited in
379 size by default and templates are automatically reloaded.
380 All loaders are subclasses of :class:`BaseLoader`.  If you want to create your
381 own loader, subclass :class:`BaseLoader` and override `get_source`.
382
383 .. autoclass:: jinja2.BaseLoader
384     :members: get_source, load
385
386 Here a list of the builtin loaders Jinja2 provides:
387
388 .. autoclass:: jinja2.FileSystemLoader
389
390 .. autoclass:: jinja2.PackageLoader
391
392 .. autoclass:: jinja2.DictLoader
393
394 .. autoclass:: jinja2.FunctionLoader
395
396 .. autoclass:: jinja2.PrefixLoader
397
398 .. autoclass:: jinja2.ChoiceLoader
399
400
401 .. _bytecode-cache:
402
403 Bytecode Cache
404 --------------
405
406 Jinja 2.1 and higher support external bytecode caching.  Bytecode caches make
407 it possible to store the generated bytecode on the file system or a different
408 location to avoid parsing the templates on first use.
409
410 This is especially useful if you have a web application that is initialized on
411 the first request and Jinja compiles many templates at once which slows down
412 the application.
413
414 To use a bytecode cache, instanciate it and pass it to the :class:`Environment`.
415
416 .. autoclass:: jinja2.BytecodeCache
417     :members: load_bytecode, dump_bytecode, clear
418
419 .. autoclass:: jinja2.bccache.Bucket
420     :members: write_bytecode, load_bytecode, bytecode_from_string,
421               bytecode_to_string, reset
422
423     .. attribute:: environment
424
425         The :class:`Environment` that created the bucket.
426
427     .. attribute:: key
428
429         The unique cache key for this bucket
430
431     .. attribute:: code
432
433         The bytecode if it's loaded, otherwise `None`.
434
435
436 Builtin bytecode caches:
437
438 .. autoclass:: jinja2.FileSystemBytecodeCache
439
440 .. autoclass:: jinja2.MemcachedBytecodeCache
441
442
443 Utilities
444 ---------
445
446 These helper functions and classes are useful if you add custom filters or
447 functions to a Jinja2 environment.
448
449 .. autofunction:: jinja2.environmentfilter
450
451 .. autofunction:: jinja2.contextfilter
452
453 .. autofunction:: jinja2.environmentfunction
454
455 .. autofunction:: jinja2.contextfunction
456
457 .. function:: escape(s)
458
459     Convert the characters ``&``, ``<``, ``>``, ``'``, and ``"`` in string `s`
460     to HTML-safe sequences.  Use this if you need to display text that might
461     contain such characters in HTML.  This function will not escaped objects
462     that do have an HTML representation such as already escaped data.
463
464     The return value is a :class:`Markup` string.
465
466 .. autofunction:: jinja2.clear_caches
467
468 .. autofunction:: jinja2.is_undefined
469
470 .. autoclass:: jinja2.Markup([string])
471     :members: escape, unescape, striptags
472
473 .. admonition:: Note
474
475     The Jinja2 :class:`Markup` class is compatible with at least Pylons and
476     Genshi.  It's expected that more template engines and framework will pick
477     up the `__html__` concept soon.
478
479
480 Exceptions
481 ----------
482
483 .. autoexception:: jinja2.TemplateError
484
485 .. autoexception:: jinja2.UndefinedError
486
487 .. autoexception:: jinja2.TemplateNotFound
488
489 .. autoexception:: jinja2.TemplatesNotFound
490
491 .. autoexception:: jinja2.TemplateSyntaxError
492
493     .. attribute:: message
494
495         The error message as utf-8 bytestring.
496
497     .. attribute:: lineno
498
499         The line number where the error occurred
500
501     .. attribute:: name
502
503         The load name for the template as unicode string.
504
505     .. attribute:: filename
506
507         The filename that loaded the template as bytestring in the encoding
508         of the file system (most likely utf-8 or mbcs on Windows systems).
509
510     The reason why the filename and error message are bytestrings and not
511     unicode strings is that Python 2.x is not using unicode for exceptions
512     and tracebacks as well as the compiler.  This will change with Python 3.
513
514 .. autoexception:: jinja2.TemplateAssertionError
515
516
517 .. _writing-filters:
518
519 Custom Filters
520 --------------
521
522 Custom filters are just regular Python functions that take the left side of
523 the filter as first argument and the the arguments passed to the filter as
524 extra arguments or keyword arguments.
525
526 For example in the filter ``{{ 42|myfilter(23) }}`` the function would be
527 called with ``myfilter(42, 23)``.  Here for example a simple filter that can
528 be applied to datetime objects to format them::
529
530     def datetimeformat(value, format='%H:%M / %d-%m-%Y'):
531         return value.strftime(format)
532
533 You can register it on the template environment by updating the
534 :attr:`~Environment.filters` dict on the environment::
535
536     environment.filters['datetimeformat'] = datetimeformat
537
538 Inside the template it can then be used as follows:
539
540 .. sourcecode:: jinja
541
542     written on: {{ article.pub_date|datetimeformat }}
543     publication date: {{ article.pub_date|datetimeformat('%d-%m-%Y') }}
544
545 Filters can also be passed the current template context or environment.  This
546 is useful if a filter wants to return an undefined value or check the current
547 :attr:`~Environment.autoescape` setting.  For this purpose two decorators
548 exist: :func:`environmentfilter` and :func:`contextfilter`.
549
550 Here a small example filter that breaks a text into HTML line breaks and
551 paragraphs and marks the return value as safe HTML string if autoescaping is
552 enabled::
553
554     import re
555     from jinja2 import environmentfilter, Markup, escape
556
557     _paragraph_re = re.compile(r'(?:\r\n|\r|\n){2,}')
558
559     @environmentfilter
560     def nl2br(environment, value):
561         result = u'\n\n'.join(u'<p>%s</p>' % p.replace('\n', '<br>\n')
562                               for p in _paragraph_re.split(escape(value)))
563         if environment.autoescape:
564             result = Markup(result)
565         return result
566
567 Context filters work the same just that the first argument is the current
568 active :class:`Context` rather then the environment.
569
570
571 .. _writing-tests:
572
573 Custom Tests
574 ------------
575
576 Tests work like filters just that there is no way for a test to get access
577 to the environment or context and that they can't be chained.  The return
578 value of a test should be `True` or `False`.  The purpose of a test is to
579 give the template designers the possibility to perform type and conformability
580 checks.
581
582 Here a simple test that checks if a variable is a prime number::
583
584     import math
585
586     def is_prime(n):
587         if n == 2:
588             return True
589         for i in xrange(2, int(math.ceil(math.sqrt(n))) + 1):
590             if n % i == 0:
591                 return False
592         return True
593         
594
595 You can register it on the template environment by updating the
596 :attr:`~Environment.tests` dict on the environment::
597
598     environment.tests['prime'] = is_prime
599
600 A template designer can then use the test like this:
601
602 .. sourcecode:: jinja
603
604     {% if 42 is prime %}
605         42 is a prime number
606     {% else %}
607         42 is not a prime number
608     {% endif %}
609
610
611 .. _global-namespace:
612
613 The Global Namespace
614 --------------------
615
616 Variables stored in the :attr:`Environment.globals` dict are special as they
617 are available for imported templates too, even if they are imported without
618 context.  This is the place where you can put variables and functions
619 that should be available all the time.  Additionally :attr:`Template.globals`
620 exist that are variables available to a specific template that are available
621 to all :meth:`~Template.render` calls.
622
623
624 .. _low-level-api:
625
626 Low Level API
627 -------------
628
629 The low level API exposes functionality that can be useful to understand some
630 implementation details, debugging purposes or advanced :ref:`extension
631 <jinja-extensions>` techniques.  Unless you know exactly what you are doing we
632 don't recommend using any of those.
633
634 .. automethod:: Environment.lex
635
636 .. automethod:: Environment.parse
637
638 .. automethod:: Environment.preprocess
639
640 .. automethod:: Template.new_context
641
642 .. method:: Template.root_render_func(context)
643
644     This is the low level render function.  It's passed a :class:`Context`
645     that has to be created by :meth:`new_context` of the same template or
646     a compatible template.  This render function is generated by the
647     compiler from the template code and returns a generator that yields
648     unicode strings.
649
650     If an exception in the template code happens the template engine will
651     not rewrite the exception but pass through the original one.  As a
652     matter of fact this function should only be called from within a
653     :meth:`render` / :meth:`generate` / :meth:`stream` call.
654
655 .. attribute:: Template.blocks
656
657     A dict of block render functions.  Each of these functions works exactly
658     like the :meth:`root_render_func` with the same limitations.
659
660 .. attribute:: Template.is_up_to_date
661
662     This attribute is `False` if there is a newer version of the template
663     available, otherwise `True`.
664
665 .. admonition:: Note
666
667     The low-level API is fragile.  Future Jinja2 versions will try not to
668     change it in a backwards incompatible way but modifications in the Jinja2
669     core may shine through.  For example if Jinja2 introduces a new AST node
670     in later versions that may be returned by :meth:`~Environment.parse`.
671
672 The Meta API
673 ------------
674
675 .. versionadded:: 2.2
676
677 The meta API returns some information about abstract syntax trees that
678 could help applications to implement more advanced template concepts.  All
679 the functions of the meta API operate on an abstract syntax tree as
680 returned by the :meth:`Environment.parse` method.
681
682 .. autofunction:: jinja2.meta.find_undeclared_variables
683
684 .. autofunction:: jinja2.meta.find_referenced_templates