Django系列（四）：多表操作

1、创建模型

例：我们来假定下面这些概念，字段和关系

　　作者模型：一个作者有姓名和年龄。

　　作者详细模型：把作者的详情放到详情表，包含生日，手机号，家庭住址等信息。作者详情模型和作者模型之间是一对一（one-to-one）的关系。

　　出版社模型：出版社有名称，所在城市以及email。

　　书籍模型： 书籍有书名和出版日期，一本书可能会有多个作者，一个作者也可以写多本书，所以作者和书籍的关系就是多对多(many-to-many)的关联关系; 一本书只应该由一个出版社出版，所以出版社和书籍是一对多(one-to-many)的关系。

       模型建立如下代码： 

from django.db import models


# Create your models here.
class Author(models.Model):
    nid = models.AutoField(primary_key=True)
    name = models.CharField(max_length=32)
    age = models.IntegerField()
    # 与AuthorDetail建立一对一的关系，author表自动加authorDetail_id字段
    authorDetail = models.OneToOneField(to="AuthorDetail", on_delete=models.CASCADE)


class AuthorDetail(models.Model):
    nid = models.AutoField(primary_key=True)
    birthday = models.DateField()
    telephone = models.CharField(max_length=32)
    addr = models.CharField(max_length=64)


class Publish(models.Model):
    nid = models.AutoField(primary_key=True)
    name = models.CharField(max_length=32)
    city = models.CharField(max_length=32)
    email = models.EmailField()


class Book(models.Model):
    nid = models.AutoField(primary_key=True)
    title = models.CharField(max_length=32)
    publishDate = models.DateField()
    price = models.DecimalField(max_digits=5, decimal_places=2)
    # 与Publish建立一对多的关系,外键字段必须建立在多的一方，生成publish_id
    publish = models.ForeignKey(to="Publish", to_field="nid", on_delete=models.CASCADE)
    # 与Author表建立多对多的关系,ManyToManyField可以建在两个模型中的任意一个，自动创建第三张表book_authors，且第三张表有book_id和author_id字段
    authors = models.ManyToManyField(to='Author', )

 注意事项：

　　　　1）表的名称myapp_modelName，是根据模型中的元数据自动生成的，也可以覆写为别的名称；　　

　　　　2）id 字段是自动添加的；

　　　　3）对于外键字段，Django 会在字段名上添加"_id" 来创建数据库中的列名；

　　　　4）这个例子中的CREATE TABLE SQL 语句使用PostgreSQL 语法格式，要注意的是Django 会根据settings 中指定的数据库类型来使用相应的SQL 语句；

　　　　5）定义好模型之后，你需要告诉Django使用这些模型。你要做的就是修改配置文件中的INSTALL_APPSZ中设置，在其中添加models.py所在应用的名称；

　　　　6）外键字段 ForeignKey 有一个参数null=True的设置(它允许外键接受空值 NULL)，你可以赋给它空值 None；

2、添加表记录

(1)、一对一

    from book.models import Author,AuthorDetail

    tel='110'
    addr='北京'
    name='felix'
    age=18
    birthday='2018-10-10'

    # 先添加作者详细信息
    authorDetail_obj = AuthorDetail.objects.create(telephone=tel, addr=addr,birthday=birthday)
    # 再添加作者，因为他依赖AuthorDetail表
    Author.objects.create(
        name=name,
        age=age,
        authorDetail=authorDetail_obj)

 （2）、一对多（给关联字段天机记录）

    from book.models import Publish, Book

    publish_obj = Publish.objects.create(nid=1,name='felix',city='杭州')
    book_obj = Book.objects.create(
        title="python从入门到放弃",
        publishDate="2012-12-12",
        price=100,
        publish_id=1,  # 字段值赋给字段名
        publish=publish_obj)  # 对象赋值对象

（3）、多对多（核心是给第三张关系表添加记录）

from book.models import Book, Author
    # book_obj为当前生成的书籍对象
    book_obj = Book.objects.create(
        title="追风筝的人",
        price=200,
        publishDate="2012-11-12",
        publish_id=1)
    # 查询出为书籍绑定的作者对象
    felix = Author.objects.filter(name="felix").first()  # 若felix在Author表主键是2
    haha = Author.objects.filter(name="haha").first()  # 若haha在Author表主键是1
    # 因Book表与Author表绑定多对多关系,即向关系表book_authors中添加纪录
    book_obj.authors.add(felix, haha)  # 将某些特定的 model 对象添加到被关联对象集合

多对多关系的其他常用API

    book_obj.authors.remove()  # 将某个特定的对象从被关联对象集合中去除
    # book_obj.authors.remove(*[])
    book_obj.authors.clear()  # 清空被关联对象集合
    book_obj.authors.set()  # 先清空再设置

例如：

    from book.models import Author, Book
    felix_obj = Author.objects.filter(name="felix").first()
    book = Book.objects.filter(nid=2).first()
    # 解除nid为2的书籍与作者felix的关系， 
    book.authors.remove(felix_obj)  # 即删除第三张表中书籍是2，作者是felix的记录
    # 假设已知felix的id为1 ，则可以直接根据id解除关系
    book.authors.remove(1)  # 即删除第三张表中book_id是2，author_id是1的记录

    # 删除nid=2的书籍的所有作者记录
    book.authors.clear()  # 删除book_id为2的所有记录，不管author_id为多少

    # 只为nid=2的作者绑定一个id为1的作者
    book.authors.set(1)  # 相当于先解除，即clear()，再绑定，即add(1)

3、查询表记录

（1）、正向查询和反向查询

由关联字段所在的表去查询非关联字段所在的表，就是正向查询，反之为反向查询。例如：

　　 ① 一对多关系，“多”的一方创建关联字段并通过ForeignKey方法建立关联关系，即关联字段所在的表（ForeignKey方法所在的表）去查询另一个表时为正向查询；反之为反向查询。

　　 ② 多对多关系，任一方创建关联字段并通过ManyToMany方法建立关联关系，即关联字段所在的表（ManyToMany方法所在的表）去查询另一个表时为正向查询；反之为反向查询。

　　 ③ 一对一关系，任一方通过创建关联字段并通过OneToOne方法建立关联关系，即关联字段所在的表（OneToOne方法所在的表）去查询另一个表时为正向查询；反之为反向查询。

（2）、基于对象跨表查询（会被翻译成sql子查询）

a、一对多查询（Publish表和Book表，且Book表为关联字段所在的表）

    from book.models import Book,Publish
    # 1、正向查询（按字段：publish）（多查一）
    # 查询主键为1的书籍的出版社所在城市
    book_obj = Book.objects.filter(pk=1).first()
    publish_obj = book_obj.publish  # 主键为1的书籍对象关联的出版社对象
    print(publish_obj.city)
    
    # 2、反向查询（按表名：book_set）（一查多）
    # 查询苹果出版社出版的所有书籍名称
    publish = Publish.objects.get(name="哈哈出版社")
    book_list = publish.book_set.all()  # 与哈哈出版社关联的所有书籍对象集合（QuerySet类型）
    for book_obj in book_list:
        print(book_obj.title)

b、多对多查询（Author与Book）

    from book.models import Book,Author
    # 1、正向查询（按字段：authors）
    # 查询金瓶眉这本书所有作者的名字以及手机号
    book_obj = Book.objects.filter(title="python从入门到放弃")[0]
    print('book_obj',book_obj.authors)
    authors_list = book_obj.authors.all()
    for author_obj in authors_list:
        print(author_obj.name, author_obj.authorDetail.telephone)

    # 2、反向查询（按表名：book_set）
    # 查询felix写的所有书籍的名字
    author_obj = Author.objects.get(name="felix")
    book_list = author_obj.book_set.all()  # 与felix作者相关的所有书籍
    for book_obj in book_list:
        print(book_obj.title)

c、一对一查询（Author与AuthorDetail）

    from book.models import Author,AuthorDetail
    # 1、正向查询（按字段：authorDetail）
    felix=Author.objects.filter(name='felix').first()
    print(felix.authorDetail.telephone)

    # 2、反向查询（按表名：author）
    authorDetail_list = AuthorDetail.objects.filter(addr="北京")
    for obj in authorDetail_list:
        print(obj.author.name)

注意：你可以通过在ForeignKey()和ManyToManyField()的定义中设置 related_name 的值来覆写“表名_set”的名称。例如，如果 Book表中做以下更改：

    publish = models.ForeignKey(Publish, related_name='bookList', on_delete=models.CASCADE)

使用：

    # 查询人民出版社出版过的所有书籍
    publish=Publish.objects.get(name="人民出版社")
    book_list=publish.bookList.all()    # 与人民出版社关联的所有书籍对象集合

4、补充

（1）、ForeignKey(to="Publish", to_field="nid", on_delete=models.CASCADE)方法参数解释

to="Publish"：表示跟Publish表建立一对多关系，也可以直接写成"Publish"（需要带引号，不带引号则models.py中建立表时有顺序要求，即关联表Publish在前边）；
to_field="nid"：跟关联表（这里是Publish表）的哪个字段建立联系，此参数不写则默认跟主键字段建立联系；
on_delete=models.CASCADE：级联删除（即同步删除，同步更新），Django1.11版本默认就是级联删除，可不写，但2版本要求必须写，否则报错；

5、多表查询

（1）、基于双下划线的跨表查询

Django 还提供了一种直观而高效的方式在查询(lookups)中表示关联关系，它能自动确认 SQL JOIN 联系。要做跨关系查询，就使用两个下划线来链接模型(model)间关联字段的名称，直到最终链接到你想要的model 为止。

语法：正向查询按字段，反向查询按表名小写，用来告诉ORM引擎join哪张表。

a、一对多查询

实例一：查询哈哈出版社出版过的所有书籍的名字与价格

    from book.models import Book, Publish
    # 正向查询 按字段：publish
    result = Book.objects.filter(publish__name='哈哈出版社').values_list('title', 'price')
    print('result',result)
    # 反向查询 按表名小写：book
    result2 = Publish.objects.filter('哈哈出版社').values_list('book__title', 'book__price')
    print('result2',result2)

实例二：查询python从入门到放弃这本书的出版社的名字和邮箱

    # 正向查询
    Book.objects.filter(title="python").values("publish__name", "publish__email")

    # 反向查询
    Publish.objects.filter(book__title="python").values("name", "email")

b、多对多查询

实例一：查询felix出过的所有书籍的名字

    # 正向查询 按字段：authors:
    queryResult = Book.objects.filter(authors__name="felix").values_list("title")
    # 反向查询 按表名小写：book
    queryResult = Author.objects.filter(name="felix").values_list("book__title", "book__price")

实例二：查询python从入门到放弃这本书的作者的年龄

    # 正向查询
    Book.objects.filter(title="python").values("author__age")
    # 反向查询
    Author.objects.filter(book__title="python").values("age")

c、一对一查询

实例一：查询felix的手机号

    # 正向查询 按字段：authorDetail
    ret = Author.objects.filter(name="felix").values("authorDetail__telephone")
    # 反向查询 按表名小写：author
    ret = AuthorDetail.objects.filter(author__name="felix").values("telephone")

实例二：查询手机号以110开头的作者的名字

    # 正向查询
    Author.objects.filter(authorDetail__telephone__startswith="110").values("name")
    # 反向查询
    AuthorDetail.objects.filter(telephone__startswith="110").values("author__name")

d、连续跨表查询

实例一：查询哈哈出版社出版过的所有书籍的名字以及作者的姓名

    # 正向查询
    queryResult=Book.objects.filter(publish__name="人民出版社").values_list("title","authors__name")
    # 反向查询
    queryResult=Publish.objects.filter(name="人民出版社").values_list("book__title","book__authors__age","book__authors__name")

实例二：手机号以151开头的作者出版过的所有书籍名称以及出版社名称

    # 方式1：
    queryResult=Book.objects.filter(authors__authorDetail__telephone__startswith="151").values_list("title","publish__name")
    # 方式2：
    ret=Author.objects.filter(authorDetail__telephone__startswith="151").values("book__title","book__publish__name")

e、related_name相关

反向查询时，如果定义了related_name ，则用related_name的值替换表名，例如：

publish = ForeignKey(Blog, related_name='bookList')

实例一：查询哈哈出版社出版过的所有书籍的名字与价格（一对多）

# 反向查询 不再按表名：book，而是related_name的值bookList

queryResult=Publish.objects.filter(name="人民出版社").values_list("bookList__title","bookList__price")

 6、聚合查询

语法：aggregate(*args, **kwargs)

       示例一：计算所有图书的平均价格

    from django.db.models import Avg    # 首先导入聚合函数Avg
    ret = Book.objects.all().aggregate(Avg('price'))
    print(ret)  # 结果为：{'price__avg': 34.35}

       aggregate()是QuerySet 的一个终止子句，意思是说，它返回一个包含一些键值对的字典。键的名称是聚合值的标识符，值是计算出来的聚合值。键的名称是按照字段和聚合函数的名称自动生成出来的。如果你想要为聚合值指定一个名称，可以向聚合子句提供它。并且all()方法也可以不写，默认查询所有，如下示例：

    ret = Book.objects.aggregate(average_price=Avg('price'))
    print(ret)  # 结果为：{'average_price': 34.35}

       如果你希望生成不止一个聚合函数，你可以向aggregate()子句中添加另一个参数。所以，如果你也想知道所有图书价格的最大值和最小值，可以这样查询：

    from django.db.models import Avg, Max, Min  # 导入聚合函数
    ret = Book.objects.aggregate(Avg('price'), Max('price'), Min('price'))
    print(ret)
    # 结果为：{'price__avg': 34.35, 'price__max': Decimal('81.20'), 'price__min': Decimal('12.99')}

7、分组查询

a、单表分组查询

实例一：查询每一个部门名称以及对应的员工数，员工表如下：

emp表：
    id  name  age   salary    dep
    1   felix  12    2000     销售部
    2   haha  22    3000     人事部
    3   hehe   22    5000     人事部
    
    SQL语句：select dep,Count(*) from emp group by dep;
    ORM：emp.objects.values("dep").annotate(c=Count("id")

b、多表分组查询

实例一：查询每一个部门名称以及对应的员工数，表如下：

emp表：
     id  name  age   salary   dep_id
    1   felix   12   2000       1
    2   haha  22   3000       2
    3   hehe   22   5000       2

dep表：
     id   name 
     1    销售部
     2    人事部

emp－dep：
     id  name  age   salary   dep_id   id   name 
     1   felix   12   2000       1      1    销售部
     2   haha  22   3000       2      2    人事部
     3   hehe   22   5000       2      2    人事部

    SQL语句：select dep.name,Count(*) from emp left join dep on emp.dep_id=dep.id group by dep.id;

    ORM：dep.objetcs.values("id").annotate(c=Count("emp")).values("name","c")

总结：

　　 1）annotate()为调用的QuerySet中每一个对象都生成一个独立的统计值（统计方法用聚合函数）。

　　 2）跨表分组查询本质就是将关联表join成一张表，再按单表的思路进行分组查询。

c、查询实例

示例一：统计每一个出版社的最便宜的书

    publishList = Publish.objects.annotate(MinPrice=Min("book__price"))
    for publish_obj in publishList:
        print(publish_obj.name,publish_obj.MinPrice)

annotate的返回值是querySet，如果不想遍历对象，可以用上value_list()方法，如下：

    queryResult = Publish.objects.annotate(MinPrice=Min("book__price")).values_list("name","MinPrice")
　　　　 print(queryResult)

示例二：统计每一本书的作者个数

　　 ret = Book.objects.annotate(authorsNum=Count('authors__name'))

示例三：统计每一本以py开头的书籍的作者个数

    queryResult = Book.objects.filter(title__startswith="Py").annotate(num_authors=Count('authors'))

示例四：统计不止一个作者的图书

    queryResult = Book.objects.annotate(num_authors=Count('authors')).filter(num_authors__gt=1)

示例五：根据一本图书作者数量的多少对查询集 QuerySet进行排序

    queryResult = Book.objects.annotate(num_authors=Count('authors')).order_by('num_authors')

示例六：查询各个作者出的书的总价格

    # 按author表的所有字段 group by
    queryResult = Author.objects.annotate(SumPrice=Sum("book__price")).values_list("name","SumPrice")
　　　　 print(queryResult)

8、F查询

在上面所有的例子中，我们构造的过滤器都只是将字段值与某个常量做比较。如果我们要对两个字段的值做比较，那该怎么做呢？

       Django 提供 F() 来做这样的比较。F()的实例可以在查询中引用字段，来比较同一个 model 实例中两个不同字段的值。

       示例一：查询评论数大于收藏数的书籍

    from django.db.models import F   # 导入F函数
    Book.objects.filter(commnetNum__lt=F('keepNum'))

　　Django 支持 F() 对象之间以及 F() 对象和常数之间的加减乘除和取模的操作，如下：

       示例二：查询评论数大于收藏数2倍的书籍

    Book.objects.filter(commnetNum__lt=F('keepNum')*2)

       示例三：修改操作也可以使用F函数，比如将每一本书的价格提高30元

    Book.objects.all().update(price=F("price")+30)

9、Q查询

filter()等方法中的关键字参数查询都是一起进行“AND”的。如果你需要执行更复杂的查询（例如OR 语句），你可以使用Q 对象。

    from django.db.models import Q   # 导入Q函数
    Q(title__startswith='Py')    # 将要关键字查询条件放入Q方法中

　　Q 对象可以使用&和|操作符组合起来。当一个操作符在两个Q对象上使用时，它产生一个新的Q 对象。

       示例一：

    bookList=Book.objects.filter(Q(authors__name="felix")|Q(authors__name="haha"))
    # 上面等同于下面的SQL WHERE子句：
    WHERE name ="felix" OR name ="haha"

       示例二：你可以组合“&”和“|”操作符以及使用括号进行分组来编写任意复杂的Q 对象。同时，Q 对象可以使用“~”操作符取反，这允许组合正常的查询和取反(NOT) 查询：

    booklist = Book.objects.filter(Q(authors__name="felix") & ~Q(publishDate__year=2017)).values_list("title")

       示例三：查询函数可以混合使用Q 对象和关键字参数。所有提供给查询函数的参数（关键字参数或Q 对象）都将"AND”在一起。但是，如果出现Q 对象，它必须位于所有关键字参数的前面。例如：

    booklist = Book.objects.filter(Q(publishDate__year=2016) | Q(publishDate__year=2017),title__icontains="python")

10、其他

静态文件设置：

1）在项目目录下创建static文件夹；

2）项目中用到的静态资源如图片，js文件，bootstrap文件等放到static中（static中再分别创建img、js、bootstrap、css文件夹用于存放这些文件）；

3）在项目的settings.py文件中，STATIC_URL = "/static/" 下边加上如下代码：

    STATICFILES_URLS = [
        os.join.path(BASE_DIR, "static")
    ]