Streamlit 多页面应用设计指南：构建模块化数据分析平台

引言

在开发数据分析网页应用时，我们常常面临一个难题：如何在一个项目中优雅地管理多个子应用，同时保证代码的可读性与维护性。单一的长文件不仅难以管理，而且在IDE中操作时容易出现性能问题。
通过Streamlit库，能够实现快速搭建模块化的数据分析应用，以应对复杂的数据分析需求。

困扰与需求

在制作数据分析网页的过程中，我曾遇到以下困扰：

• 页面限制与逻辑关联：为了提高用户体验，我们需要将功能相关的部分组织在一起，形成逻辑清晰的多个页面。
• 代码管理难题：将所有功能塞入一个文件会导致代码冗长，降低开发效率和代码质量。
• IDE性能问题：大型文件在VSCode等编辑器中加载和代码分析时，可能会遭遇卡顿问题。
  基于以上困扰，我们的目标是：

1. 实现多应用展示：利用Streamlit构建具有多个界面的网页应用，每个界面专注于不同的数据分析任务。
2. 子应用独立开发：确保每个子应用的代码逻辑清晰，独立于其他应用，便于开发和后续维护。
3. 算法与框架分离：将算法实现和框架结构分开存储，以促进代码的复用和扩展性。

设计与实施策略

为了达成上述目标，我们可以采取以下设计策略：

模块化编码

• 建立子应用模块：为每个子应用创建独立的.py文件，如weather_city.py和weather_country.py，每个文件专注于一个特定的分析任务。
• 定义app()函数：在每个子应用模块中，定义一个app()函数，该函数封装了整个子应用的逻辑流程和Streamlit界面元素。

构建页面路由

• 使用字典映射：创建一个字典PAGES，其键是页面名称，值是对应子应用模块的引用。
• 实现页面选择：在主应用文件中，使用Streamlit的sidebar和selectbox组件，让用户选择要查看的页面。

分离算法与框架

• 算法与业务逻辑分离：将复杂的算法和数据处理逻辑封装在单独的模块或类中，与Streamlit的UI逻辑解耦。
• 框架结构清晰：保持主应用文件简洁，仅负责页面路由和基本的布局设置，具体功能实现在子应用模块中。

应用框架

框架包括一个主程序和很多子程序，子程序用__init__.py 作为一个包，让主程序能够很好的调用。

代码示例

mian_weathers

主程序, 这里用的下拉框来选择，也可以用 radio 方法。

import streamlit as st
from pages import weather_city, weather_contry
# 创建一个字典来映射页面标题到页面函数
PAGES = {
    "公共雨量站": weather_city,
    "区内气象站": weather_contry,
}
def main():
    st.sidebar.title('导航') 
    selected_page = st.sidebar.selectbox("选择页面", list(PAGES.keys()))
    # 根据用户选择的页面调用相应的函数
    page = PAGES[selected_page]  
    page.app() 

weather_contry

相当于 page 1，注意子程序所在的 pages 文件夹需要有__init__.py 文件。

# pages/weather_contry.py
import streamlit as st
def app():
    st.title('区内气象站')
    # 页面的具体内容
    st.header('这是页面2的内容')
    st.text('这是页面2的示例文本。')
    st.checkbox('这是一个复选框')
if __name__ == "__main__":
    app()

weather_city

相当于 page 2

# pages/weather_city.py
import streamlit as st
def app():
    st.title('公共雨量站')
    # 页面的具体内容
    st.header('这是页面1的内容')
    st.text('这是一个示例文本，用于演示页面1的功能。')
    st.button('点击我！')     
if __name__ == "__main__":
    app()

注意子程序所在的 pages 文件夹需要有__init__. Py 文件，让所有的子程序被视为一个包，这样主程序才能 import。该文件可以为空，也可以增加一些属性。示例如下。

"""
This is the package documentation string.
It describes what the package does and how to use it.
"""
__author__ = "Your Name"
__version__ = "1.0"

结果预览

运行结果如下。

结论

通过采用模块化的设计思路，我们可以有效地管理和扩展Streamlit应用，使其既能满足复杂的数据分析需求，又能保持代码的整洁与高效。这种策略不仅提升了开发体验，还为未来的功能迭代奠定了坚实的基础。

BY

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