some more documentation updates and minor code cleanups. Additionally True and true...
[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 string 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 my `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
93 .. _Unicode documentation: http://docs.python.org/dev/howto/unicode.html
94
95 High Level API
96 --------------
97
98 The high-level API is the API you will use in the application to load and
99 render Jinja2 templates.  The :ref:`low-level-api` on the other side is only
100 useful if you want to dig deeper into Jinja2 or :ref:`develop extensions
101 <jinja-extensions>`.
102
103 .. autoclass:: Environment([options])
104     :members: from_string, get_template, join_path, extend
105
106     .. attribute:: shared
107
108         If a template was created by using the :class:`Template` constructor
109         an environment is created automatically.  These environments are
110         created as shared environments which means that multiple templates
111         may have the same anonymous environment.  For all shared environments
112         this attribute is `True`, else `False`.
113
114     .. attribute:: sandboxed
115
116         If the environment is sandboxed this attribute is `True`.  For the
117         sandbox mode have a look at the documentation for the
118         :class:`~jinja2.sandbox.SandboxedEnvironment`.
119
120     .. attribute:: filters
121
122         A dict of filters for this environment.  As long as no template was
123         loaded it's safe to add new filters or remove old.  For custom filters
124         see :ref:`writing-filters`.  For valid filter names have a look at
125         :ref:`identifier-naming`.
126
127     .. attribute:: tests
128
129         A dict of test functions for this environment.  As long as no
130         template was loaded it's safe to modify this dict.  For custom tests
131         see :ref:`writing-tests`.  For valid test names have a look at
132         :ref:`identifier-naming`.
133
134     .. attribute:: globals
135
136         A dict of global variables.  These variables are always available
137         in a template.  As long as no template was loaded it's safe
138         to modify this dict.  For more details see :ref:`global-namespace`.
139         For valid object names have a look at :ref:`identifier-naming`.
140
141     .. automethod:: overlay([options])
142
143     .. method:: undefined([hint,] [obj,] name[, exc])
144
145         Creates a new :class:`Undefined` object for `name`.  This is useful
146         for filters or functions that may return undefined objects for
147         some operations.  All parameters except of `hint` should be provided
148         as keyword parameters for better readability.  The `hint` is used as
149         error message for the exception if provided, otherwise the error
150         message generated from `obj` and `name` automatically.  The exception
151         provided as `exc` is raised if something with the generated undefined
152         object is done that the undefined object does not allow.  The default
153         exception is :exc:`UndefinedError`.  If a `hint` is provided the
154         `name` may be ommited.
155
156         The most common way to create an undefined object is by providing
157         a name only::
158
159             return environment.undefined(name='some_name')
160
161         This means that the name `some_name` is not defined.  If the name
162         was from an attribute of an object it makes sense to tell the
163         undefined object the holder object to improve the error message::
164
165             if not hasattr(obj, 'attr'):
166                 return environment.undefined(obj=obj, name='attr')
167
168         For a more complex example you can provide a hint.  For example
169         the :func:`first` filter creates an undefined object that way::
170
171             return environment.undefined('no first item, sequence was empty')            
172
173         If it the `name` or `obj` is known (for example because an attribute
174         was accessed) it shold be passed to the undefined object, even if
175         a custom `hint` is provided.  This gives undefined objects the
176         possibility to enhance the error message.
177
178 .. autoclass:: Template
179     :members: module, make_module
180
181     .. attribute:: globals
182
183         The dict with the globals of that template.  It's unsafe to modify
184         this dict as it may be shared with other templates or the environment
185         that loaded the template.
186
187     .. attribute:: name
188
189         The loading name of the template.  If the template was loaded from a
190         string this is `None`.
191
192     .. attribute:: filename
193
194         The filename of the template on the file system if it was loaded from
195         there.  Otherwise this is `None`.
196
197     .. automethod:: render([context])
198
199     .. automethod:: generate([context])
200
201     .. automethod:: stream([context])
202
203
204 .. autoclass:: jinja2.environment.TemplateStream()
205     :members: disable_buffering, enable_buffering
206
207
208 .. _identifier-naming:
209
210 Notes on Identifiers
211 --------------------
212
213 Jinja2 uses the regular Python 2.x naming rules.  Valid identifiers have to
214 match ``[a-zA-Z_][a-zA-Z0-9_]*``.  As a matter of fact non ASCII characters
215 are currently not allowed.  This limitation will probably go away as soon as
216 unicode identifiers are fully specified for Python 3.
217
218 Filters and tests are looked up in separate namespaces and have slightly
219 modified identifier syntax.  Filters and tests may contain dots to group
220 filters and tests by topic.  For example it's perfectly valid to add a
221 function into the filter dict and call it `to.unicode`.  The regular
222 expression for filter and test identifiers is
223 ``[a-zA-Z_][a-zA-Z0-9_]*(\.[a-zA-Z_][a-zA-Z0-9_]*)*```.
224
225
226 Undefined Types
227 ---------------
228
229 These classes can be used as undefined types.  The :class:`Environment`
230 constructor takes an `undefined` parameter that can be one of those classes
231 or a custom subclass of :class:`Undefined`.  Whenever the template engine is
232 unable to look up a name or access an attribute one of those objects is
233 created and returned.  Some operations on undefined values are then allowed,
234 others fail.
235
236 The closest to regular Python behavior is the `StrictUndefined` which
237 disallows all operations beside testing if it's an undefined object.
238
239 .. autoclass:: jinja2.runtime.Undefined()
240
241     .. attribute:: _undefined_hint
242
243         Either `None` or an unicode string with the error message for
244         the undefined object.
245
246     .. attribute:: _undefined_obj
247
248         Either `None` or the owner object that caused the undefined object
249         to be created (for example because an attribute does not exist).
250
251     .. attribute:: _undefined_name
252
253         The name for the undefined variable / attribute or just `None`
254         if no such information exists.
255
256     .. attribute:: _undefined_exception
257
258         The exception that the undefined object wants to raise.  This
259         is usually one of :exc:`UndefinedError` or :exc:`SecurityError`.
260
261     .. method:: _fail_with_undefined_error(\*args, \**kwargs)
262
263         When called with any arguments this method raises
264         :attr:`_undefined_exception` with an error message generated
265         from the undefined hints stored on the undefined object.
266
267 .. autoclass:: jinja2.runtime.DebugUndefined()
268
269 .. autoclass:: jinja2.runtime.StrictUndefined()
270
271 Undefined objects are created by calling :attr:`undefined`.
272
273 .. admonition:: Implementation
274
275     :class:`Undefined` objects are implemented by overriding the special
276     `__underscore__` methods.  For example the default :class:`Undefined`
277     class implements `__unicode__` in a way that it returns an empty
278     string, however `__int__` and others still fail with an exception.  To
279     allow conversion to int by returning ``0`` you can implement your own::
280
281         class NullUndefined(Undefined):
282             def __int__(self):
283                 return 0
284             def __float__(self):
285                 return 0.0
286
287     To disallow a method, just override it and raise
288     :attr:`_undefined_exception`.  Because this is a very common idom in
289     undefined objects there is the helper method
290     :meth:`_fail_with_undefined_error`.  That does that automatically.  Here
291     a class that works like the regular :class:`UndefinedError` but chokes
292     on iteration::
293
294         class NonIterableUndefined(Undefined):
295             __iter__ = Undefined._fail_with_undefined_error
296
297
298 The Context
299 -----------
300
301 .. autoclass:: jinja2.runtime.Context()
302     :members: resolve, get_exported, get_all
303
304     .. attribute:: parent
305
306         A dict of read only, global variables the template looks up.  These
307         can either come from another :class:`Context`, from the
308         :attr:`Environment.globals` or :attr:`Template.globals` or points
309         to a dict created by combining the globals with the variables
310         passed to the render function.  It must not be altered.
311
312     .. attribute:: vars
313
314         The template local variables.  This list contains environment and
315         context functions from the :attr:`parent` scope as well as local
316         modifications and exported variables from the template.  The template
317         will modify this dict during template evaluation but filters and
318         context functions are not allowed to modify it.
319
320     .. attribute:: environment
321
322         The environment that loaded the template.
323
324     .. attribute:: exported_vars
325
326         This set contains all the names the template exports.  The values for
327         the names are in the :attr:`vars` dict.  In order to get a copy of the
328         exported variables as dict, :meth:`get_exported` can be used.
329
330     .. attribute:: name
331
332         The load name of the template owning this context.
333
334     .. attribute:: blocks
335
336         A dict with the current mapping of blocks in the template.  The keys
337         in this dict are the names of the blocks, and the values a list of
338         blocks registered.  The last item in each list is the current active
339         block (latest in the inheritance chain).
340
341     .. automethod:: jinja2.runtime.Context.call(callable, \*args, \**kwargs)
342
343
344 .. admonition:: Implementation
345
346     Context is immutable for the same reason Python's frame locals are
347     immutable inside functions.  Both Jinja2 and Python are not using the
348     context / frame locals as data storage for variables but only as primary
349     data source.
350
351     When a template accesses a variable the template does not define, Jinja2
352     looks up the variable in the context, after that the variable is treated
353     as if it was defined in the template.
354
355
356 .. _loaders:
357
358 Loaders
359 -------
360
361 Loaders are responsible for loading templates from a resource such as the
362 file system.  The environment will keep the compiled modules in memory like
363 Python's `sys.modules`.  Unlike `sys.modules` however this cache is limited in
364 size by default and templates are automatically reloaded.
365 All loaders are subclasses of :class:`BaseLoader`.  If you want to create your
366 own loader, subclass :class:`BaseLoader` and override `get_source`.
367
368 .. autoclass:: jinja2.loaders.BaseLoader
369     :members: get_source, load
370
371 Here a list of the builtin loaders Jinja2 provides:
372
373 .. autoclass:: jinja2.loaders.FileSystemLoader
374
375 .. autoclass:: jinja2.loaders.PackageLoader
376
377 .. autoclass:: jinja2.loaders.DictLoader
378
379 .. autoclass:: jinja2.loaders.FunctionLoader
380
381 .. autoclass:: jinja2.loaders.PrefixLoader
382
383 .. autoclass:: jinja2.loaders.ChoiceLoader
384
385
386 Utilities
387 ---------
388
389 These helper functions and classes are useful if you add custom filters or
390 functions to a Jinja2 environment.
391
392 .. autofunction:: jinja2.filters.environmentfilter
393
394 .. autofunction:: jinja2.filters.contextfilter
395
396 .. autofunction:: jinja2.utils.environmentfunction
397
398 .. autofunction:: jinja2.utils.contextfunction
399
400 .. function:: escape(s)
401
402     Convert the characters ``&``, ``<``, ``>``, ``'``, and ``"`` in string `s`
403     to HTML-safe sequences.  Use this if you need to display text that might
404     contain such characters in HTML.  This function will not escaped objects
405     that do have an HTML representation such as already escaped data.
406
407     The return value is a :class:`Markup` string.
408
409 .. autofunction:: jinja2.utils.clear_caches
410
411 .. autofunction:: jinja2.utils.is_undefined
412
413 .. autoclass:: jinja2.utils.Markup
414
415
416 Exceptions
417 ----------
418
419 .. autoexception:: jinja2.exceptions.TemplateError
420
421 .. autoexception:: jinja2.exceptions.UndefinedError
422
423 .. autoexception:: jinja2.exceptions.TemplateNotFound
424
425 .. autoexception:: jinja2.exceptions.TemplateSyntaxError
426
427     .. attribute:: message
428
429         The error message as utf-8 bytestring.
430
431     .. attribute:: lineno
432
433         The line number where the error occurred
434
435     .. attribute:: name
436
437         The load name for the template as unicode string.
438
439     .. attribute:: filename
440
441         The filename that loaded the template as bytestring in the encoding
442         of the file system (most likely utf-8 or mbcs on Windows systems).
443
444     The reason why the filename and error message are bytestrings and not
445     unicode strings is that Python 2.x is not using unicode for exceptions
446     and tracebacks as well as the compiler.  This will change with Python 3.
447
448 .. autoexception:: jinja2.exceptions.TemplateAssertionError
449
450
451 .. _writing-filters:
452
453 Custom Filters
454 --------------
455
456 Custom filters are just regular Python functions that take the left side of
457 the filter as first argument and the the arguments passed to the filter as
458 extra arguments or keyword arguments.
459
460 For example in the filter ``{{ 42|myfilter(23) }}`` the function would be
461 called with ``myfilter(42, 23)``.  Here for example a simple filter that can
462 be applied to datetime objects to format them::
463
464     def datetimeformat(value, format='%H:%M / %d-%m-%Y'):
465         return value.strftime(format)
466
467 You can register it on the template environment by updating the
468 :attr:`~Environment.filters` dict on the environment::
469
470     environment.filters['datetimeformat'] = datetimeformat
471
472 Inside the template it can then be used as follows:
473
474 .. sourcecode:: jinja
475
476     written on: {{ article.pub_date|datetimeformat }}
477     publication date: {{ article.pub_date|datetimeformat('%d-%m-%Y') }}
478
479 Filters can also be passed the current template context or environment.  This
480 is useful if a filters wants to return an undefined value or check the current
481 :attr:`~Environment.autoescape` setting.  For this purpose two decorators
482 exist: :func:`environmentfilter` and :func:`contextfilter`.
483
484 Here a small example filter that breaks a text into HTML line breaks and
485 paragraphs and marks the return value as safe HTML string if autoescaping is
486 enabled::
487
488     import re
489     from jinja2 import environmentfilter, Markup, escape
490
491     _paragraph_re = re.compile(r'(?:\r\n|\r|\n){2,}')
492
493     @environmentfilter
494     def nl2br(environment, value):
495         result = u'\n\n'.join(u'<p>%s</p>' % p.replace('\n', '<br>\n')
496                               for p in _paragraph_re.split(escape(value)))
497         if environment.autoescape:
498             result = Markup(result)
499         return result
500
501 Context filters work the same just that the first argument is the current
502 active :class:`Context` rather then the environment.
503
504
505 .. _writing-tests:
506
507 Custom Tests
508 ------------
509
510 Tests work like filters just that there is no way for a filter to get access
511 to the environment or context and that they can't be chained.  The return
512 value of a filter should be `True` or `False`.  The purpose of a filter is to
513 give the template designers the possibility to perform type and conformability
514 checks.
515
516 Here a simple filter that checks if a variable is a prime number::
517
518     import math
519
520     def is_prime(n):
521         if n == 2:
522             return True
523         for i in xrange(2, int(math.ceil(math.sqrt(n))) + 1):
524             if n % i == 0:
525                 return False
526         return True
527         
528
529 You can register it on the template environment by updating the
530 :attr:`~Environment.tests` dict on the environment::
531
532     environment.tests['prime'] = is_prime
533
534 A template designer can then use the test like this:
535
536 .. sourcecode:: jinja
537
538     {% if 42 is prime %}
539         42 is a prime number
540     {% else %}
541         42 is not a prime number
542     {% endif %}
543
544
545 .. _global-namespace:
546
547 The Global Namespace
548 --------------------
549
550 Variables stored in the :attr:`Environment.globals` dict are special as they
551 are available for imported templates too, even if they are imported without
552 context.  This is the place where you can put variables and functions
553 that should be available all the time.  Additionally :attr:`Template.globals`
554 exist that are variables available to a specific template that are available
555 to all :meth:`~Template.render` calls.
556
557
558 .. _low-level-api:
559
560 Low Level API
561 -------------
562
563 The low level API exposes functionality that can be useful to understand some
564 implementation details, debugging purposes or advanced :ref:`extension
565 <jinja-extensions>` techniques.  Unless you know exactly what you are doing we
566 don't recommend using any of those.
567
568 .. automethod:: Environment.lex
569
570 .. automethod:: Environment.parse
571
572 .. automethod:: Template.new_context
573
574 .. method:: Template.root_render_func(context)
575
576     This is the low level render function.  It's passed a :class:`Context`
577     that has to be created by :meth:`new_context` of the same template or
578     a compatible template.  This render function is generated by the
579     compiler from the template code and returns a generator that yields
580     unicode strings.
581
582     If an exception in the template code happens the template engine will
583     not rewrite the exception but pass through the original one.  As a
584     matter of fact this function should only be called from within a
585     :meth:`render` / :meth:`generate` / :meth:`stream` call.
586
587 .. attribute:: Template.blocks
588
589     A dict of block render functions.  Each of these functions works exactly
590     like the :meth:`root_render_func` with the same limitations.
591
592 .. attribute:: Template.is_up_to_date
593
594     This attribute is `False` if there is a newer version of the template
595     available, otherwise `True`.
596
597 .. admonition:: Note
598
599     The low-level API is fragile.  Future Jinja2 versions will not change it
600     in a backwards incompatible way but modifications in the Jinja core may
601     shine through.  For example if Jinja2 introduces a new AST node in later
602     versions that may be returned by :meth:`~Environment.parse`.