本书从FastAPI框架的基础知识和相关的Python编程概念开始讲解。然后，您将了解该框架的所有方面知识，包括其强大的依赖注入系统，以及如何使用它与数据库通信、实现身份验证和集成机器学习模型等。之后，您将学习与测试和部署相关的最佳实践，以运行高质量和健壮的应用程序。最后，您还将学习Python数据科学软件包的应用生态系统。随着学习的深入，您将学习如何使用FastAPI在Python中构建数据科学应用程序。本书还演示了如何开发快速高效的机器学习预测后端，并对其进行测试，以获得最佳性能。最后，您将看到如何使用WebSocket和Web浏览器作为客户端实现人脸实时检测。 本书面向对FastAPI及其生态系统感兴趣的数据科学家和软件开发人员，并以此构建数据科学应用程序。读者需要具备数据科学和机器学习概念的基本知识，以及了解如何在Python中应用它们。

第一部分 Python和FastAPI概述
第1章 Python开发环境设置
1.1 技术要求
1.2 使用pyenv安装Python发行版
1.3 创建Python虚拟环境
1.4 使用pip安装Python包
1.5 安装HTTPie命令行实用程序
1.6 总结
第2章 Python编程特性
2.1 技术要求
2.2 Python编程基础
2.2.1 运行Python脚本
2.2.2 缩进问题
2.2.3 使用内置的类型
2.2.4 使用数据结构：列表、元组、字典和集合
2.2.5 执行布尔逻辑并检查是否存在
2.2.6 程序控制流
2.2.7 定义函数
2.2.8 编写及使用包和模块
2.3 列表解析和生成器
2.3.1 列表解析
2.3.2 生成器
2.4 编写面向对象的程序
2.4.1 定义类
2.4.2 实现魔法函数
2.4.3 重用逻辑并使用继承避免重复
2.5 使用mypy进行类型提示和类型检查
2.5.1 开始
2.5.2 typing模块
2.5.3 可调用的类型函数签名
2.5.4 Ang和cast
2.6 异步I/O
2.7 总结
第3章 使用FastAPI开发RESTful API
3.1 技术要求
3.2 创建第一个端点并在本地运行
3.3 处理请求参数
3.3.1 路径参数
3.3.2 查询参数
3.3.3 主体数据
3.3.4 表单数据和文件上传
3.3.5 Header和Cookie
3.3.6 请求对象
3.4 自定义响应
3.4.1 路径操作参数
3.4.2 响应参数
3.4.3 引发HTTP错误
3.4.4 构建自定义响应
3.5 使用多个路由器构建一个更大的项目
3.6 总结
第4章 在FastAPI中管理Pydantic数据模型
4.1 技术要求
4.2 使用Pydantic定义模型及字段类型
4.2.1 标准字段类型
4.2.2 可选字段和默认值
4.2.3 字段验证
4.2.4 动态默认值
4.2.5 使用Pydantic类型验证邮件地址和URL
4.3 使用类继承创建模型变量
4.4 使用Pydantic添加自定义数据验证
4.4.1 在字段级别上应用验证
4.4.2 在对象级别上应用验证
4.4.3 在Pydantic解析之前应用验证
4.5 使用Pydantic对象
4.5.1 将对象转换为字典
4.5.2 从子类对象创建实例
4.5.3 使用部分实例更新一个实例
4.6 总结
第5章 FastAPI中的依赖注入
5.1 技术要求
5.2 什么是依赖注入
5.3 创建和使用函数依赖项
5.4 创建和使用具有类的参数化依赖项
5.5 在路径、路由器和全局级别使用依赖项
5.5.1 在路径装饰器上使用依赖项
5.5.2 在整个路由器上使用依赖项
5.5.3 对整个应用程序使用依赖项
5.6 总结
第二部分 使用FastAPI构建和部署完整的Web后端
第6章 数据库和异步ORM
6.1 技术要求
6.2 关系数据库和NoSQL数据库
6.2.1 关系数据库
6.2.2 NoSQL数据库
6.2.3 选择最佳数据库
6.3 使用SQLAlchemy与SQL数据库通信
6.3.1 创建表架构
6.3.2 连接到数据库
6.3.3 进行插入查询
6.3.4 进行选择查询
6.3.5 进行更新和删除查询
6.3.6 添加关系
6.3.7 用Alembic建立数据库迁移系统
6.4 使用Tortoise ORM与SQL数据库通信
6.4.1 创建数据库模型
6.4.2 设置Tortoise引擎
6.4.3 创建对象
6.4.4 获取和过滤对象
6.4.5 更新和删除对象
6.4.6 添加关系
6.4.7 用Aerich建立数据库迁移系统
6.5 使用Motor与MongoDB数据库通信
6.5.1 创建与MongoDB ID兼容的模型
6.5.2 连接到数据库
6.5.3 插入文档
6.5.4 获取文件
6.5.5 更新和删除文档
6.5.6 嵌套文档
6.6 总结
第7章 FastAPI中的管理认证与安全性
7.1 技术要求
7.2 FastAPI中的安全依赖关系
7.3 在数据库中安全地存储用户及其密码
7.3.1 创建模型和表
7.3.2 哈希密码
7.3.3 实施注册路线
7.4 检索用户并生成访问令牌
7.4.1 实现数据库访问令牌（accesstoken）
7.4.2 实现登录端点
7.5 使用访问令牌保护端点
7.6 配置CORS并防止CSRF攻击
7.6.1 在FastAPI中进行配置CORS
7.6.2 实现double-submit Cookie以防止CSRF攻击
7.7 总结
第8章 在FastAPI中为双向交互通信定义WebSocket
8.1 技术要求
8.2 了解使用WebSocket进行双向通信的原理
8.3 使用FastAPI创建WebSocket
8.3.1 处理并发性
8.3.2 使用依赖项
8.4 处理多个webSocket连接和广播消息
8.5 总结
第9章 使用pytest和HTTPX异步测试API
9.1 技术要求