python web框架Django——ORM

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

    • GoodsInfo.objects.filter(pk=1)->select * from goodinfo where id=1

  • 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mysqlclient包

pip install mysqlclient (2.2.6)

• 在mysql中创建数据库

create databases shopping;

• 打开settings.py文件，修改DATABASES项

DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.mysql',
        'NAME': 'test2',# use 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',
    }
}# 注意：键全大写

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 python manage.py makemigrations

4. 执行迁移生成表 python manage.py migrate

5. 使用模型类进行crud操作(python manage.py shell)

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 name__xxxx

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（物理删除是管理员做的事情），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 varchar(255)

• 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

    • on_delete

    • CASCADE:这就是默认的选项，级联删除，你需要显性指定它。

    • PROTECT: 保护模式，如果采用该选项，删除的时候，会抛出ProtectedError错误。

    • SET_NULL: 置空模式，删除的时候，外键字段被设置为空，前提就是blank=True, null=True,定义该字段的时候，允许为空。

    • SET_DEFAULT: 置默认值，删除的时候，外键字段设置为默认值，所以定义外键的时候注意加上一个默认值。

    • SET(): 自定义一个值，该值当然只能是对应的实体了*

  • 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

类型对象：type.goodsinfo_set

• 用一或者多访问一：对象.模型类小写

商品对象：good.type

• 访问id：对象.属性_id

good.type_id/good.type.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 TypeInfo(models.Model):
    ...
    class Meta():
        ordering = ['id']

• 字符串前加-表示倒序，不加-表示正序

class TypeInfo(models.Model):
    ...
    class Meta():
        ordering = ['-id']

• 排序会增加数据库的开销

类的属性

• objects：是Manager(django定义好的类，负责与数据库交互)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 TypeInfo(models.Model):
    ...
    types = 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

• 管理器是模型类的属性，用于将对象与数据表进行映射，ORM

• 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 GoodsInfoManager(models.Manager):
    def get_queryset(self):
        return super(GoodsInfoManager, self).get_queryset().filter(isDelete=False)
class GoodsInfo(models.Model):
    ...
    goods = GoodsInfoManager()

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，

• 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 GoodsInfoManager(models.Manager):
    def create_good(self, title, pub_date):
        good = self.model()
        good.gname = title
        good.gpub_date = pub_date
        good.gnumber=0
        good.isDelete = False
        return good
​
class GoodInfo(models.Model):
    ...
    goods = GoodsInfoManager()
调用：good=GoodsInfo.goods.create_book("abc",datetime(1980,1,1))
保存：good.save()

• 可以调用self.create()创建并保存对象，不需要再手动save()

class GoodsInfoManager(models.Manager):
    def create_good(self, name, pub_date):
        good = self.create(gname = name,gpub_date = pub_date,isDelete = False)
        return good
​
class GoodsInfo(models.Model):
    ...
    goods = GoodsInfoManager()
调用：good=Book.goods.create_good("abc",datetime(1980,1,1))
查看：good.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 (obj)：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

模型查询简介

• 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[0:4]

• 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()->返回所有数据 select * from tbname

  • filter()

    • GoodsInfo.objects.filter(pk__gt=2, gnumber__lte=100)->select * from tbname where id=2 and gnumber>100
      

       

    • GoodsInfo.objects.filter(pk>2).filter(gnumber>100)

  • exclude()

    • GoodsInfo.objects.exclude(pk=2)

  • order_by()

    • GoodsInfo.objects.filter(isDelete=False).order_by('-id')

  • values()：一个对象构成一个字典，然后构成一个列表返回

    • [
          {'id': 2, 'gname': '碧根果', 'gprice': 10, 'gnumber': 99,      'gdetail': '好吃不上火', 'isDelete': False, 'gtype_id': 2}
      ]

• 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])
​
​
querylist=Entry.objects.all()
for i in querylist[0:5]:
    pass
for i in querylist[2:4]:
    pass

• 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

filter(gname__contains='果')->where gname like '%果%'
exclude(gname__contains='果')->where gname not like '%果%'

• startswith、endswith：以value开头或结尾，大小写敏感

exclude(gname__endswith='果')

• isnull、isnotnull：是否为null

filter(gname__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(gpub_date__year=1980)
filter(gpub_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(goodsinfo_ _gdetail_ _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('gpub_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(gnumber__gte=F('goutnum'))

• django支持对F()对象使用算数运算

list.filter(gnumber__gte=F('goutnum') * 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('goodsinfo__isDelete'))

• 对于date/time字段，可与timedelta()进行运算

list.filter(gpub_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(gnumber_ _gt=10)
list.filter(Q(pk_ _lt=6) | Q(gnumber_ _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