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Django ORM使用

ORM简介

  • MVC框架中包括一个重要的部分,就是ORM,它实现了数据模型与数据库的解耦,即数据模型的设计不需要依赖于特定的数据库,通过简单的配置就可以轻松更换数据库
  • ORM是“对象-关系-映射”的简称,主要任务是:
    • 根据对象的类型生成表结构
    • 将对象、列表的操作,转换为sql语句
    • 将sql查询到的结果转换为对象、列表
  • 这极大的减轻了开发人员的工作量,不需要面对因数据库变更而导致的无效劳动
  • Django中的模型包含存储数据的字段和约束,对应着数据库中唯一的表

使用MySql数据库

  • 在虚拟环境中安装mysql包
pip install mysql-python
  • 在mysql中创建数据库
create databases test2 charset=utf8
  • 打开settings.py文件,修改DATABASES项
DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.mysql',
        'NAME': 'test2',
        'USER': '用户名',
        'PASSWORD': '密码',
        'HOST': '数据库服务器ip,本地可以使用localhost',
        'PORT': '端口,默认为3306',
    }
}

开发流程

  1. 在models.py中定义模型类,要求继承自models.Model
  2. 把应用加入settings.py文件的installed_app项
  3. 生成迁移文件
  4. 执行迁移生成表
  5. 使用模型类进行crud操作

使用数据库生成模型类

python manage.py inspectdb > booktest/models.py

定义模型

  • 在模型中定义属性,会生成表中的字段
  • django根据属性的类型确定以下信息:
    • 当前选择的数据库支持字段的类型
    • 渲染管理表单时使用的默认html控件
    • 在管理站点最低限度的验证
  • django会为表增加自动增长的主键列,每个模型只能有一个主键列,如果使用选项设置某属性为主键列后,则django不会再生成默认的主键列
  • 属性命名限制
    • 不能是python的保留关键字
    • 由于django的查询方式,不允许使用连续的下划线

定义属性

  • 定义属性时,需要字段类型
  • 字段类型被定义在django.db.models.fields目录下,为了方便使用,被导入到django.db.models中
  • 使用方式
    1. 导入from django.db import models
    2. 通过models.Field创建字段类型的对象,赋值给属性
  • 对于重要数据都做逻辑删除,不做物理删除,实现方法是定义isDelete属性,类型为BooleanField,默认值为False

字段类型

  • AutoField:一个根据实际ID自动增长的IntegerField,通常不指定
    • 如果不指定,一个主键字段将自动添加到模型中
  • BooleanField:true/false 字段,此字段的默认表单控制是CheckboxInput
  • NullBooleanField:支持null、true、false三种值
  • CharField(max_length=字符长度):字符串,默认的表单样式是 TextInput
  • TextField:大文本字段,一般超过4000使用,默认的表单控件是Textarea
  • IntegerField:整数
  • DecimalField(max_digits=None, decimal_places=None):使用python的Decimal实例表示的十进制浮点数
    • DecimalField.max_digits:位数总数
    • DecimalField.decimal_places:小数点后的数字位数
  • FloatField:用Python的float实例来表示的浮点数
  • DateField[auto_now=False, auto_now_add=False]):使用Python的datetime.date实例表示的日期
    • 参数DateField.auto_now:每次保存对象时,自动设置该字段为当前时间,用于”最后一次修改”的时间戳,它总是使用当前日期,默认为false
    • 参数DateField.auto_now_add:当对象第一次被创建时自动设置当前时间,用于创建的时间戳,它总是使用当前日期,默认为false
    • 该字段默认对应的表单控件是一个TextInput. 在管理员站点添加了一个JavaScript写的日历控件,和一个“Today”的快捷按钮,包含了一个额外的invalid_date错误消息键
    • auto_now_add, auto_now, and default 这些设置是相互排斥的,他们之间的任何组合将会发生错误的结果
  • TimeField:使用Python的datetime.time实例表示的时间,参数同DateField
  • DateTimeField:使用Python的datetime.datetime实例表示的日期和时间,参数同DateField
  • FileField:一个上传文件的字段
  • ImageField:继承了FileField的所有属性和方法,但对上传的对象进行校验,确保它是个有效的image

字段选项

  • 通过字段选项,可以实现对字段的约束
  • 在字段对象时通过关键字参数指定
  • null:如果为True,Django 将空值以NULL 存储到数据库中,默认值是 False
  • blank:如果为True,则该字段允许为空白,默认值是 False
  • 对比:null是数据库范畴的概念,blank是表单验证证范畴的
  • db_column:字段的名称,如果未指定,则使用属性的名称
  • db_index:若值为 True, 则在表中会为此字段创建索引
  • default:默认值
  • primary_key:若为 True, 则该字段会成为模型的主键字段
  • unique:如果为 True, 这个字段在表中必须有唯一值

关系

  • 关系的类型包括
    • ForeignKey:一对多,将字段定义在多的端中
    • ManyToManyField:多对多,将字段定义在两端中
    • OneToOneField:一对一,将字段定义在任意一端中
  • 可以维护递归的关联关系,使用’self’指定,详见“自关联”
  • 用一访问多:对象.模型类小写_set
bookinfo.heroinfo_set
  • 用一访问一:对象.模型类小写
heroinfo.bookinfo
  • 访问id:对象.属性_id
heroinfo.book_id

元选项

  • 在模型类中定义类Meta,用于设置元信息
  • 元信息db_table:定义数据表名称,推荐使用小写字母,数据表的默认名称
<app_name>_<model_name>
  • ordering:对象的默认排序字段,获取对象的列表时使用,接收属性构成的列表
class BookInfo(models.Model):
    ...
    class Meta():
        ordering = ['id']
  • 字符串前加-表示倒序,不加-表示正序
class BookInfo(models.Model):
    ...
    class Meta():
        ordering = ['-id']
  • 排序会增加数据库的开销

示例演示

  • 创建test2项目,并创建booktest应用,使用mysql数据库
  • 定义图书模型
class BookInfo(models.Model):
    btitle = models.CharField(max_length=20)
    bpub_date = models.DateTimeField()
    bread = models.IntegerField(default=0)
    bcommet = models.IntegerField(default=0)
    isDelete = models.BooleanField(default=False)
  • 英雄模型
class HeroInfo(models.Model):
    hname = models.CharField(max_length=20)
    hgender = models.BooleanField(default=True)
    isDelete = models.BooleanField(default=False)
    hcontent = models.CharField(max_length=100)
    hbook = models.ForeignKey('BookInfo')
  • 定义index、detail视图
  • index.html、detail.html模板
  • 配置url,能够完成图书及英雄的展示

测试数据

  • 模型BookInfo的测试数据
insert into booktest_bookinfo(btitle,bpub_date,bread,bcommet,isDelete) values
('射雕英雄传','1980-5-1',12,34,0),
('天龙八部','1986-7-24',36,40,0),
('笑傲江湖','1995-12-24',20,80,0),
('雪山飞狐','1987-11-11',58,24,0)
  • 模型HeroInfo的测试数据
insert into booktest_heroinfo(hname,hgender,hbook_id,hcontent,isDelete) values
('郭靖',1,1,'降龙十八掌',0),
('黄蓉',0,1,'打狗棍法',0),
('黄药师',1,1,'弹指神通',0),
('欧阳锋',1,1,'蛤蟆功',0),
('梅超风',0,1,'九阴白骨爪',0),
('乔峰',1,2,'降龙十八掌',0),
('段誉',1,2,'六脉神剑',0),
('虚竹',1,2,'天山六阳掌',0),
('王语嫣',0,2,'神仙姐姐',0),
('令狐冲',1,3,'独孤九剑',0),
('任盈盈',0,3,'弹琴',0),
('岳不群',1,3,'华山剑法',0),
('东方不败',0,3,'葵花宝典',0),
('胡斐',1,4,'胡家刀法',0),
('苗若兰',0,4,'黄衣',0),
('程灵素',0,4,'医术',0),
('袁紫衣',0,4,'六合拳',0)

类的属性

  • objects:是Manager类型的对象,用于与数据库进行交互
  • 当定义模型类时没有指定管理器,则Django会为模型类提供一个名为objects的管理器
  • 支持明确指定模型类的管理器
class BookInfo(models.Model):
    ...
    books = models.Manager()
  • 当为模型类指定管理器后,django不再为模型类生成名为objects的默认管理器

管理器Manager

  • 管理器是Django的模型进行数据库的查询操作的接口,Django应用的每个模型都拥有至少一个管理器
  • 自定义管理器类主要用于两种情况
  • 情况一:向管理器类中添加额外的方法:见下面“创建对象”中的方式二
  • 情况二:修改管理器返回的原始查询集:重写get_queryset()方法
class BookInfoManager(models.Manager):
    def get_queryset(self):
        return super(BookInfoManager, self).get_queryset().filter(isDelete=False)
class BookInfo(models.Model):
    ...
    books = BookInfoManager()

创建对象

  • 当创建对象时,django不会对数据库进行读写操作
  • 调用save()方法才与数据库交互,将对象保存到数据库中
  • 使用关键字参数构造模型对象很麻烦,推荐使用下面的两种之式
  • 说明: _init _方法已经在基类models.Model中使用,在自定义模型中无法使用,
  • 方式一:在模型类中增加一个类方法
class BookInfo(models.Model):
    ...
    @classmethod
    def create(cls, title, pub_date):
        book = cls(btitle=title, bpub_date=pub_date)
        book.bread=0
        book.bcommet=0
        book.isDelete = False
        return book
引入时间包:from datetime import *
调用:book=BookInfo.create("hello",datetime(1980,10,11));
保存:book.save()
  • 方式二:在自定义管理器中添加一个方法
  • 在管理器的方法中,可以通过self.model来得到它所属的模型类
class BookInfoManager(models.Manager):
    def create_book(self, title, pub_date):
        book = self.model()
        book.btitle = title
        book.bpub_date = pub_date
        book.bread=0
        book.bcommet=0
        book.isDelete = False
        return book

class BookInfo(models.Model):
    ...
    books = BookInfoManager()
调用:book=BookInfo.books.create_book("abc",datetime(1980,1,1))
保存:book.save()
  • 在方式二中,可以调用self.create()创建并保存对象,不需要再手动save()
class BookInfoManager(models.Manager):
    def create_book(self, title, pub_date):
        book = self.create(btitle = title,bpub_date = pub_date,bread=0,bcommet=0,isDelete = False)
        return book

class BookInfo(models.Model):
    ...
    books = BookInfoManager()
调用:book=Book.books.create_book("abc",datetime(1980,1,1))
查看:book.pk

实例的属性

  • DoesNotExist:在进行单个查询时,模型的对象不存在时会引发此异常,结合try/except使用

实例的方法

  • str (self):重写object方法,此方法在将对象转换成字符串时会被调用
  • save():将模型对象保存到数据表中
  • delete():将模型对象从数据表中删除

模型查询

  • 查询集表示从数据库中获取的对象集合
  • 查询集可以含有零个、一个或多个过滤器
  • 过滤器基于所给的参数限制查询的结果
  • 从Sql的角度,查询集和select语句等价,过滤器像where和limit子句
  • 接下来主要讨论如下知识点
    • 查询集
    • 字段查询:比较运算符,F对象,Q对象

查询集

  • 在管理器上调用过滤器方法会返回查询集
  • 查询集经过过滤器筛选后返回新的查询集,因此可以写成链式过滤
  • 惰性执行:创建查询集不会带来任何数据库的访问,直到调用数据时,才会访问数据库
  • 何时对查询集求值:迭代,序列化,与if合用
  • 返回查询集的方法,称为过滤器
    • all()
    • filter()
    • exclude()
    • order_by()
    • values():一个对象构成一个字典,然后构成一个列表返回
  • 写法:
filter(键1=值1,键2=值2)
等价于
filter(键1=值1).filter(键2=值2)
  • 返回单个值的方法
    • get():返回单个满足条件的对象
      • 如果未找到会引发”模型类.DoesNotExist”异常
      • 如果多条被返回,会引发”模型类.MultipleObjectsReturned”异常
    • count():返回当前查询的总条数
    • first():返回第一个对象
    • last():返回最后一个对象
    • exists():判断查询集中是否有数据,如果有则返回True

限制查询集

  • 查询集返回列表,可以使用下标的方式进行限制,等同于sql中的limit和offset子句
  • 注意:不支持负数索引
  • 使用下标后返回一个新的查询集,不会立即执行查询
  • 如果获取一个对象,直接使用[0],等同于[0:1].get(),但是如果没有数据,[0]引发IndexError异常,[0:1].get()引发DoesNotExist异常

查询集的缓存

  • 每个查询集都包含一个缓存来最小化对数据库的访问
  • 在新建的查询集中,缓存为空,首次对查询集求值时,会发生数据库查询,django会将查询的结果存在查询集的缓存中,并返回请求的结果,接下来对查询集求值将重用缓存的结果
  • 情况一:这构成了两个查询集,无法重用缓存,每次查询都会与数据库进行一次交互,增加了数据库的负载
print([e.title for e in Entry.objects.all()])
print([e.title for e in Entry.objects.all()])
  • 情况二:两次循环使用同一个查询集,第二次使用缓存中的数据
querylist=Entry.objects.all()
print([e.title for e in querylist])
print([e.title for e in querylist])
  • 何时查询集不会被缓存:当只对查询集的部分进行求值时会检查缓存,但是如果这部分不在缓存中,那么接下来查询返回的记录将不会被缓存,这意味着使用索引来限制查询集将不会填充缓存,如果这部分数据已经被缓存,则直接使用缓存中的数据

字段查询

  • 实现where子名,作为方法filter()、exclude()、get()的参数
  • 语法:属性名称__比较运算符=值
  • 表示两个下划线,左侧是属性名称,右侧是比较类型
  • 对于外键,使用“属性名_id”表示外键的原始值
  • 转义:like语句中使用了%与,匹配数据中的%与,在过滤器中直接写,例如:filter(title__contains=”%”)=>where title like ‘%\%%’,表示查找标题中包含%的

比较运算符

  • exact:表示判等,大小写敏感;如果没有写“ 比较运算符”,表示判等
filter(isDelete=False)
  • contains:是否包含,大小写敏感
exclude(btitle__contains='传')
  • startswith、endswith:以value开头或结尾,大小写敏感
exclude(btitle__endswith='传')
  • isnull、isnotnull:是否为null
filter(btitle__isnull=False)
  • 在前面加个i表示不区分大小写,如iexact、icontains、istarswith、iendswith
  • in:是否包含在范围内
filter(pk__in=[1, 2, 3, 4, 5])
  • gt、gte、lt、lte:大于、大于等于、小于、小于等于
filter(id__gt=3)
  • year、month、day、week_day、hour、minute、second:对日期间类型的属性进行运算
filter(bpub_date__year=1980)
filter(bpub_date__gt=date(1980, 12, 31))
  • 跨关联关系的查询:处理join查询
    • 语法:模型类名 <属性名> <比较>
    • 注:可以没有__<比较>部分,表示等于,结果同inner join
    • 可返向使用,即在关联的两个模型中都可以使用
filter(heroinfo_ _hcontent_ _contains='八')
  • 查询的快捷方式:pk,pk表示primary key,默认的主键是id
filter(pk__lt=6)

聚合函数

  • 使用aggregate()函数返回聚合函数的值
  • 函数:Avg,Count,Max,Min,Sum
from django.db.models import Max
maxDate = list.aggregate(Max('bpub_date'))
  • count的一般用法:
count = list.count()

F对象

  • 可以使用模型的字段A与字段B进行比较,如果A写在了等号的左边,则B出现在等号的右边,需要通过F对象构造
list.filter(bread__gte=F('bcommet'))
  • django支持对F()对象使用算数运算
list.filter(bread__gte=F('bcommet') * 2)
  • F()对象中还可以写作“模型类__列名”进行关联查询
list.filter(isDelete=F('heroinfo__isDelete'))
  • 对于date/time字段,可与timedelta()进行运算
list.filter(bpub_date__lt=F('bpub_date') + timedelta(days=1))

Q对象

  • 过滤器的方法中关键字参数查询,会合并为And进行
  • 需要进行or查询,使用Q()对象
  • Q对象(django.db.models.Q)用于封装一组关键字参数,这些关键字参数与“比较运算符”中的相同
from django.db.models import Q
list.filter(Q(pk_ _lt=6))
  • Q对象可以使用&(and)、|(or)操作符组合起来
  • 当操作符应用在两个Q对象时,会产生一个新的Q对象
list.filter(pk_ _lt=6).filter(bcommet_ _gt=10)
list.filter(Q(pk_ _lt=6) | Q(bcommet_ _gt=10))
  • 使用~(not)操作符在Q对象前表示取反
list.filter(~Q(pk__lt=6))
  • 可以使用&|~结合括号进行分组,构造做生意复杂的Q对象
  • 过滤器函数可以传递一个或多个Q对象作为位置参数,如果有多个Q对象,这些参数的逻辑为and
  • 过滤器函数可以混合使用Q对象和关键字参数,所有参数都将and在一起,Q对象必须位于关键字参数的前面

自连接

  • 对于地区信息,属于一对多关系,使用一张表,存储所有的信息
  • 类似的表结构还应用于分类信息,可以实现无限级分类
  • 新建模型AreaInfo,生成迁移
class AreaInfo(models.Model):
    atitle = models.CharField(max_length=20)
    aParent = models.ForeignKey('self', null=True, blank=True)
  • 访问关联对象
上级对象:area.aParent
下级对象:area.areainfo_set.all()
  • 加入测试数据(在workbench中,参见“省市区mysql.txt”)
  • 在booktest/views.py中定义视图area
from models import AreaInfo
def area(request):
    area = AreaInfo.objects.get(pk=130100)
    return render(request, 'booktest/area.html', {'area': area})
  • 定义模板area.html
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>地区</title>
</head>
<body>
当前地区:{{area.atitle}}
<hr/>
上级地区:{{area.aParent.atitle}}
<hr/>
下级地区:
<ul>
    { %for a in area.areainfo_set.all%}
    <li>{{a.atitle}}</li>
    { %endfor%}
</ul>
</body>
</html>
  • 在booktest/urls.py中配置一个新的urlconf
urlpatterns = [
    url(r'^area/$', views.area, name='area')
]
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