C$50 金融

实现一个网站，用户可以在其中”买入”和”卖出”股票，如下所示。

”C$50

背景

如果你还不完全理解买入和卖出股票（即公司股份）的含义，请前往此处阅读教程。

你将要实现 C$50 金融，一个可以通过它管理股票投资组合的 Web 应用。这个工具不仅能让你查看真实股票的价格和投资组合的价值，还能让你通过查询股票价格来买入（好吧，”买入”）和卖出（好吧，”卖出”）股票。

确实，有一些工具（其中一个叫 IEX）可以让你通过 API（应用程序编程接口）使用类似 https://api.iex.cloud/v1/data/core/quote/nflx?token=API_KEY 的 URL 来下载股票报价。请注意 Netflix 的股票代码（NFLX）是如何嵌入在这个 URL 中的；这就是 IEX 知道要返回谁的数据的方式。这个链接实际上不会返回任何数据，因为 IEX 要求你使用 API 密钥，但如果它有效，你会看到像下面这样的 JSON（JavaScript Object Notation）格式的响应：

{
  "avgTotalVolume":6787785,
  "calculationPrice":"tops",
  "change":1.46,
  "changePercent":0.00336,
  "close":null,
  "closeSource":"official",
  "closeTime":null,
  "companyName":"Netflix Inc.",
  "currency":"USD",
  "delayedPrice":null,
  "delayedPriceTime":null,
  "extendedChange":null,
  "extendedChangePercent":null,
  "extendedPrice":null,
  "extendedPriceTime":null,
  "high":null,
  "highSource":"IEX real time price",
  "highTime":1699626600947,
  "iexAskPrice":460.87,
  "iexAskSize":123,
  "iexBidPrice":435,
  "iexBidSize":100,
  "iexClose":436.61,
  "iexCloseTime":1699626704609,
  "iexLastUpdated":1699626704609,
  "iexMarketPercent":0.00864679844447232,
  "iexOpen":437.37,
  "iexOpenTime":1699626600859,
  "iexRealtimePrice":436.61,
  "iexRealtimeSize":5,
  "iexVolume":965,
  "lastTradeTime":1699626704609,
  "latestPrice":436.61,
  "latestSource":"IEX real time price",
  "latestTime":"9:31:44 AM",
  "latestUpdate":1699626704609,
  "latestVolume":null,
  "low":null,
  "lowSource":"IEX real time price",
  "lowTime":1699626634509,
  "marketCap":192892118443,
  "oddLotDelayedPrice":null,
  "oddLotDelayedPriceTime":null,
  "open":null,
  "openTime":null,
  "openSource":"official",
  "peRatio":43.57,
  "previousClose":435.15,
  "previousVolume":2735507,
  "primaryExchange":"NASDAQ",
  "symbol":"NFLX",
  "volume":null,
  "week52High":485,
  "week52Low":271.56,
  "ytdChange":0.4790450244167119,
  "isUSMarketOpen":true
}

请注意，在大括号之间，有一个由逗号分隔的键值对列表，每个键和值之间用冒号分隔。我们将对我们自己的股票数据库 API 做非常类似的事情。

现在让我们把注意力转向获取这个问题的分发代码！

入门

接下来执行

wget https://cdn.cs50.net/2026/x/psets/9/finance.zip

从而将一个名为 finance.zip 的 ZIP 文件下载到你的 codespace 中。

然后执行

unzip finance.zip

来创建一个名为 finance 的文件夹。你不再需要这个 ZIP 文件了，所以可以执行

rm finance.zip

并在提示符下回复 “y” 然后按 Enter 键来删除你下载的 ZIP 文件。

现在输入

cd finance

然后按 Enter 键进入（即打开）该目录。你的提示符现在应该类似于下面这样。

finance/ $

单独执行 ls，你应该会看到一些文件和文件夹：

app.py  finance.db  helpers.py  requirements.txt  static/  templates/

如果你遇到任何问题，请再次按照这些相同的步骤操作，看看能否确定哪里出错了！

运行

启动 Flask 的内置 Web 服务器（在 finance/ 目录内）：

$ flask run

访问 flask 输出的 URL 来查看运行中的分发代码。不过你现在还无法登录或注册！

在 finance/ 目录内，运行 sqlite3 finance.db 来用 sqlite3 打开 finance.db。如果你在 SQLite 提示符中运行 .schema，会注意到 finance.db 自带一个名为 users 的表。查看它的结构（即模式）。请注意，默认情况下，新用户将获得 $10,000 的现金。但是如果你运行 SELECT * FROM users;，里面（暂时！）还没有任何用户（即行）可以浏览。

另一种查看 finance.db 的方法是使用一个名为 phpLiteAdmin 的程序。在你的 codespace 文件浏览器中点击 finance.db，然后点击文本”Please visit the following link to authorize GitHub Preview”下方显示的链接。你应该会看到关于数据库本身的信息，以及一个表 users，就像你在 sqlite3 提示符中用 .schema 看到的一样。

理解代码

`app.py`

打开 app.py。文件顶部有一堆导入语句，其中包括 CS50 的 SQL 模块和一些辅助函数。稍后会详细介绍它们。

在配置 Flask 之后，请注意这个文件禁用了响应的缓存（前提是你处于调试模式，在 code50 codespace 中默认如此），以免你对某个文件做了更改但浏览器没有注意到。接下来请注意它如何用自定义的”过滤器” usd 来配置 Jinja，这是一个（定义在 helpers.py 中的）函数，可以更容易地将值格式化为美元（USD）。然后它进一步配置 Flask 将会话（sessions）存储到本地文件系统（即磁盘），而不是存储在（数字签名的）cookie 中，后者是 Flask 的默认设置。接着文件配置 CS50 的 SQL 模块来使用 finance.db。

之后有一大堆路由，其中只有两个是完全实现的：login 和 logout。先阅读 login 的实现。请注意它如何使用 db.execute（来自 CS50 的库）来查询 finance.db。还要注意它如何使用 check_password_hash 来比较用户密码的哈希值。还要注意 login 如何通过将用户的 user_id（一个 INTEGER）存储在 session 中来”记住”用户已登录。这样，这个文件中的任何路由都可以检查哪个用户（如果有的话）已登录。最后，请注意一旦用户成功登录，login 会重定向到 ”/”，将用户带到他们的首页。与此同时，注意 logout 仅仅是清空 session，从而有效地将用户登出。

请注意大多数路由如何用 @login_required（一个也定义在 helpers.py 中的函数）来”装饰”。这个装饰器确保，如果用户尝试访问这些路由中的任何一个，他或她将首先被重定向到 login 以便登录。

还要注意大多数路由都支持 GET 和 POST。即便如此，它们中的大多数（目前！）只是返回一个”道歉”，因为它们还没有实现。

`helpers.py`

接下来看一下 helpers.py。啊，这里有 apology 的实现。请注意它最终如何渲染一个模板 apology.html。它还在自身内部定义了另一个函数 escape，用来替换道歉信息中的特殊字符。通过将 escape 定义在 apology 内部，我们将其作用域限定在后者之内；没有其他函数能够（或需要）调用它。

文件中接下来是 login_required。如果这个有点难懂，不用担心，但如果你曾经好奇一个函数如何返回另一个函数，这里就是一个示例！

之后是 lookup，一个函数，给定一个 symbol（例如 NFLX），返回一家公司的股票报价，形式为一个包含三个键的 dict：name，其值为一个 str；price，其值为一个 float；以及 symbol，其值为一个 str，即经过规范化（大写）的股票代码，无论该代码传入 lookup 时是如何大小写的。请注意这些价格不是”实时”价格，但会随时间变化，就像现实世界一样！

文件中最后是 usd，一个简短函数，简单地将一个 float 格式化为美元（例如，1234.56 格式化为 $1,234.56）。

`requirements.txt`

接下来快速看一下 requirements.txt。该文件只是列出了这个应用所依赖的包。

`static/`

也看一下 static/，里面是 styles.css。那里是一些初始的 CSS。欢迎你根据自己的需要来修改它。

`templates/`

现在看看 templates/。在 login.html 中，实质就是一个 HTML 表单，用 Bootstrap 美化了。而在 apology.html 中，是一个道歉的模板。回想一下，helpers.py 中的 apology 接受两个参数：message，它作为 bottom 的值传递给 render_template，以及可选的 code，它作为 top 的值传递给 render_template。请注意在 apology.html 中这些值最终是如何使用的！而这就是为什么 0:-)

最后是 layout.html。它比平时大了一点，但这主要是因为带有一个同样基于 Bootstrap 的、精美的、移动友好的”导航栏”（navigation bar）。请注意它如何定义了一个块 main，模板（包括 apology.html 和 login.html）将放入其中。它还包括对 Flask 的消息闪现的支持，以便你可以将消息从一个路由传递给另一个路由供用户查看。

规格说明

`注册`

完成 注册 的实现，使其允许用户通过表单注册账户。

要求用户输入用户名，实现为一个 name 为 username 的文本字段。如果用户的输入为空或用户名已存在，则渲染一个道歉页面。
- 注意，如果你尝试 INSERT 一个重复的用户名，cs50.SQL.execute 会引发一个 ValueError 异常，因为我们在 users.username 上创建了一个 UNIQUE INDEX。因此，请务必使用 try 和 except 来判断用户名是否已存在。
要求用户输入密码，实现为一个 name 为 password 的文本字段，然后再输入一次同样的密码，实现为一个 name 为 confirmation 的文本字段。如果任一输入为空或密码不匹配，则渲染一个道歉页面。
通过 POST 将用户输入提交到 /注册。
INSERT 新用户到 users 中，存储用户密码的哈希值，而不是密码本身。使用 generate_password_hash 对用户密码进行哈希处理。你可能需要创建一个新模板（例如 注册.html），它和 login.html 非常类似。

一旦你正确实现了 注册，你就能够注册账户并登录（因为 login 和 logout 已经能正常工作了）！而且你应该能够通过 phpLiteAdmin 或 sqlite3 看到你的行。

`quote`

完成 quote 的实现，使其允许用户查找股票的当前价格。

要求用户输入股票代码，实现为一个 name 为 symbol 的文本字段。
通过 POST 将用户输入提交到 /quote。
你可能需要创建两个新模板（例如 quote.html 和 quoted.html）。当用户通过 GET 访问 /quote 时，渲染其中一个模板，该模板内应包含一个通过 POST 提交到 /quote 的 HTML 表单。在响应 POST 时，quote 可以渲染第二个模板，在其中嵌入 lookup 的一个或多个值。

`buy`

完成 buy 的实现，使其允许用户买入股票。

要求用户输入股票代码，实现为一个 name 为 symbol 的文本字段。如果输入为空或代码不存在（根据 lookup 的返回值），则渲染一个道歉页面。
要求用户输入股票数量，实现为一个 name 为 shares 的文本字段。如果输入不是正整数，则渲染一个道歉页面。
通过 POST 将用户输入提交到 /buy。
完成后，将用户重定向到首页。
你可能需要调用 lookup 来查找股票的当前价格。
你可能需要 SELECT 用户当前在 users 中有多少现金。
向 finance.db 中添加一个或多个新表，用来跟踪购买记录。存储足够的信息，以便你知道谁在何时以什么价格买了什么。
- 使用适当的 SQLite 类型。
- 在应该唯一的任何字段上定义 UNIQUE 索引。
- 在你将要搜索的任何字段上定义（非 UNIQUE）索引（如通过 SELECT 配合 WHERE 进行搜索）。
如果用户无法以当前价格负担该数量的股票，则渲染一个道歉页面，而不完成购买。
你不必担心竞争条件（或使用事务）。

一旦你正确实现了 buy，你应该能够通过 phpLiteAdmin 或 sqlite3 在你的新表中看到用户的购买记录。

`index`

完成 index 的实现，使其显示一个 HTML 表格，汇总当前登录用户所拥有的股票、持有的股票数量、每只股票的当前价格以及每项持仓的总价值（即股票数量乘以价格）。同时显示用户当前的现金余额和总资产（即股票总价值加上现金）。

你可能需要执行多个 SELECT。根据你如何实现你的表，你可能会对 GROUP BY、HAVING、SUM 和/或 WHERE 感兴趣。
你可能需要为每只股票调用 lookup。

`sell`

完成 sell 的实现，使其允许用户卖出股票（他或她拥有的股票）。

要求用户输入股票代码，实现为一个 select 菜单，其 name 为 symbol。如果用户未能选择股票或（以某种方式，在提交后）用户不拥有该股票的任何份额，则渲染一个道歉页面。
要求用户输入股票数量，实现为一个 name 为 shares 的文本字段。如果输入不是正整数或用户不拥有该股票那么多份额，则渲染一个道歉页面。
通过 POST 将用户输入提交到 /sell。
完成后，将用户重定向到首页。
你不必担心竞争条件（或使用事务）。

`history`

完成 history 的实现，使其显示一个 HTML 表格，汇总用户所有的历史交易，逐行列出每一次买入和每一次卖出。

对于每一行，清楚地表明是买入还是卖出，并包括股票代码、（购买或出售）价格、买入或卖出的股票数量以及交易发生的日期和时间。
你可能需要修改你为 buy 创建的表或用额外的表来补充它。尽量最小化冗余。

个性化功能

至少实现一个你选择的个性化功能：

允许用户更改他们的密码。
允许用户向他们的账户添加额外现金。
允许用户直接通过 index 页面本身买入更多股票或卖出他们已经拥有的股票，而无需手动输入股票代码。
实现其他同等范围的功能。

讲解视频

测试

请务必手动测试你的 Web 应用，例如：

注册一个新用户，并验证他们的投资组合页面加载了正确的信息，
使用有效的股票代码请求报价，
多次购买一只股票，验证投资组合显示正确的总数，
卖出全部或部分股票，再次验证投资组合，以及
验证你的历史页面显示当前登录用户的所有交易记录。

还要测试一些意外使用情况，例如：

在只需要数字的表单中输入字母字符串，
在只需要正数的表单中输入零或负数，
在只需要整数的表单中输入浮点值，
尝试花费比用户拥有更多的现金，
尝试卖出比用户拥有更多的股票，
输入无效的股票代码，以及
在 SQL 查询中包含像 ' 和 ; 这样有潜在危险的字符。

你还可以通过点击每个页面页脚的 I ♥ VALIDATOR 按钮来检查你的 HTML 的有效性，该按钮会将你的 HTML POST 到 validator.w3.org。

满意后，用 check50 测试你的代码，执行以下命令。

check50 cs50/problems/2026/x/finance

请注意，check50 会将你的整个程序作为一个整体进行测试。如果你在完成所有必需功能之前运行它，它可能会在那些实际上正确但依赖其他函数的函数上报告错误。

代码风格

style50 app.py

工作人员解答

欢迎你以不同的风格美化你自己的应用，但以下是工作人员解答的样子！

https://finance.cs50.net/

请随意注册一个账户并体验一番。不要使用你在其他网站上使用的密码。

查看工作人员的 HTML 和 CSS 是合理的。

提示

要将一个值格式化为美元值（美分显示到两位小数），你可以在 Jinja 模板中使用 usd 过滤器（将值打印为 {{ value | usd }} 而不是 {{ value }}）。
在 cs50.SQL 中有一个 execute 方法，其第一个参数应该是一个 SQL 的 str。如果该 str 包含需要绑定值的问题标记参数，这些值可以作为额外的命名参数提供给 execute。查看 login 的实现以获取这样一个例子。execute 的返回值如下：
- 如果 str 是一个 SELECT，那么 execute 返回一个包含零个或多个 dict 对象的 list，其中键和值分别代表表的字段和单元格。
- 如果 str 是一个 INSERT，并且数据被插入的表中包含一个自增的 PRIMARY KEY，那么 execute 返回新插入行的主键值。
- 如果 str 是一个 DELETE 或 UPDATE，那么 execute 返回由 str 删除或更新的行数。
请记住，cs50.SQL 会在你的终端窗口中记录你通过 execute 执行的任何查询（这样你可以确认它们是否符合预期）。
请务必在调用 CS50 的 execute 方法时使用问题标记绑定的参数（即 paramstyle 为 named），类似于 WHERE ?。不要使用 f-string、format 或 +（即连接），以免面临 SQL 注入攻击的风险。
如果你（且只有当你）已经熟悉 SQL，欢迎使用 SQLAlchemy Core 或 Flask-SQLAlchemy（即 SQLAlchemy ORM）来代替 cs50.SQL。
请注意，虽然你可以验证在 HTML 表单中输入的值，但精明的用户可能会绕过这些。请确保你也在服务器端验证值。同样地，如果你选择在解决方案中使用 JavaScript，请确保如果你的用户禁用了 JavaScript，你的应用程序仍然可以工作。
欢迎你向 static/ 中添加额外的静态文件。
如果在 helpers.py 中添加额外函数，请务必不要打开新的数据库连接。如果辅助函数需要使用数据库，请将其作为参数传入，而不是重新实例化连接。
在实现模板时，你可能需要查阅 Jinja 的文档。
请别人试用（并尝试触发错误）你的网站是合理的。
欢迎你修改网站的美观风格，可以通过
- bootswatch.com、
- getbootstrap.com/docs/5.1/content、
- getbootstrap.com/docs/5.1/components 和/或
- memegen.link。
你可能会发现 Flask 的文档和 Jinja 的文档很有帮助！

常见问题

ImportError: No module named ‘application’

默认情况下，flask 会在你的当前工作目录中查找名为 app.py 的文件（因为我们将环境变量 FLASK_APP 的值配置为 app.py）。如果看到此错误，很可能你是在错误的目录中运行 flask 的！

OSError: [Errno 98] Address already in use

如果在运行 flask 时看到此错误，很可能你（仍然）在另一个标签页中运行着 flask。请务必在再次启动 flask 之前，通过 ctrl-c 终止该进程。如果你没有这样的其他标签页，请执行 fuser -k 8080/tcp 来终止（仍在）监听 TCP 端口 8080 的任何进程。

如何提交

在终端中执行以下命令提交你的作业，并按提示完成操作。

submit50 cs50/problems/2026/x/finance

为什么我的提交通过了 check50，但在运行 submit50 后成绩册中显示”No results”？

在某些情况下，submit50 可能不会对作业进行评分，原因可能是 (1) 你的 app.py 文件格式不一致，和/或 (2) 有其他不必要的文件随问题集一起提交了。要解决这些问题，请在 finance 文件夹中运行 style50 app.py。解决发现的任何问题。接下来，检查你的 finance 文件夹的内容。删除无关的文件，例如 flask 会话或其他不属于你实现的问题集的文件。此外，再次运行 check50 以确保你的提交仍然能正常工作。最后，再次运行上面的 submit50 命令。你的结果将在几分钟内显示在你的成绩册中。

请注意，如果你的成绩册中 submissions 区域里的金融提交旁边有一个数字分数，那么上述流程不适用于你。很可能你还没有完全满足问题集的要求，应该依赖 check50 来寻找还有哪些工作需要完成的线索。