第6天：数据库配置与模型

•  数据库配置
•  Django模型类定义
•  字段类型与选项
•  模型迁移
•  Django交互环境
•  增
•  删
•  改
•  基本查询
•  过滤查询
•  F对象
•  Q对象
•  排序
•  聚合
•  关联查询
•  查询集QuerySet
•  自定义模型管理器

数据库配置

ORM Object relational mapping 对象关系映射,把类和数据库表对应，把对象和表记录对应，通过类和对象操作数据库表中的数据，而不需要编写SQL语句

1、使用MySQL数据库首先需要安装驱动程序

pip install PyMySQL

2、在Django的工程同名子目录的__init__.py中添加如下语句，作用是让Django的ORM能以mysqldb的方式来调用PyMySQL

from pymysql import install_as_MySQLdb

install_as_MySQLdb()

3、编辑settings.py，修改DATABASE配置信息

DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.mysql',
        'HOST': '127.0.0.1',#主机 
        'PORT': 3306,       #端口
        'USER': 'root',     #数据库用户名
        'PASSWORD': 'root', #数据库用户密码
        'NAME': 'demo'   #数据名字
    }
}

4、在MySQL中创建数据库

create database demo default charset=utf8;

Django模型类的定义

• 模型类被定义到‘应用/models.py文件中’
• 模型类必须继承Model类，位于包django.db.models中

创建应用book,在models.py文件中定义模型

from django.db import models


class Book(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=20, verbose_name='名称')
    pub_date = models.DateField(verbose_name='发布日期')
    read_num = models.IntegerField(default=0, verbose_name='阅读量')
    comment_num = models.IntegerField(default=0, verbose_name='评论量')
    is_delete = models.BooleanField(default=False, verbose_name='逻辑删除')

    class Meta:
        db_table = 'book'   #指明数据库表名
        verbose_name = '图书'  #在admin站点中显示的名称
        verbose_name_plural = verbose_name #显示复数的名称

    def __str__(self):
        """定义每个数据对象的显示信息"""
        return self.title


class Hero(models.Model):
    GENDER_CHOICES = (
        (0, 'male'),
        (1, 'female')
    )
    name = models.CharField(max_length=20, verbose_name='名称')
    gender = models.SmallIntegerField(choices=GENDER_CHOICES, default=0, verbose_name='性别')
    comment = models.CharField(max_length=200, null=True, verbose_name='描述信息')
    book = models.ForeignKey(Book, on_delete=models.CASCADE, verbose_name='图书') #CASCADE级联，删除主表数据时连同一起删除外键表中的数据
    is_delete = models.BooleanField(default=False, verbose_name='逻辑删除')

    class Meta:
        db_table = 'hero'
        verbose_name = '英雄'
        verbose_name_plural = verbose_name

    def __str__(self):
        return self.name

 关于主键

• 主键：primary key，简写 pk
• 不需要主动定义，django会自动生成自增长的主键，属性名叫 id,
• 如果开发者自己定义了主键，则django不会再生成默认的主键

字段类型与选项

类型	说明
AutoField	自动增长的IntegerField，通常不用指定，不指定时Django会自动创建名为id的自动增长属性
BooleanField	布尔字段，值为True或False
NullBooleanField	支持Null、True、False三种值
CharField	字符串，必须指定：max_length，表示最大字符个数
TextField	大文本字段，一般超过4000个字符时使用
IntegerField	整数
DecimalField	十进制浮点数，用python中的Decimal实例来表示 必须指定： max_digits总位数，decimal_places小数位数。
FloatField	浮点数
DateField	日期  1） 参数auto_now表示每次修改保存对象时，自动设置该字段为当前时间，用于保存"最后一次修改"时间，默认为False；  2） 参数auto_now_add表示当对象第一次被创建时自动设置保存当前时间，用于保存"创建时间"时间，默认为值为False;  3） 参数auto_now_add和auto_now是相互排斥的，不能同时用到一个属性中
TimeField	时间，参数同DateField
DateTimeField	日期时间，参数同DateField
FileField	上传文件字段
ImageField	继承于FileField，对上传的内容进行校验，确保是有效的图片

选项	默认值	描述	是否要迁移修改表结构
null	False	True表示表字段允许为空	是
unique	False	True表示表字段不能重复	是
db_column	属性名称	表字段名称	是
primary_key	False	True表示字段设置为了主键，一般作为AutoField的选项使用	是
default	-	默认值	否
blank	False	在django管理后台新增或编辑一条表数据时，该字段是否允许为空； null是数据库范畴的概念，blank是表单验证范畴的	否
choices	-	在django管理后台新增或编辑一条表数据时，该字段显示为下拉框，默认为编辑框	否

• choices： 性别属性使用了choices选项后，在录入一条数据时，会以下拉框显示

• blank：blank属性默认值为false, 表示录入一条数据时，当前字段必须填写，不能为空，否则js端js校验不通过，例如：下图的comment员工备注信息字段。

外键

• ForeignKey： 一对多，将 关联属性 定义在多的一端中
• ManyToManyField： 多对多，将 关联属性 定义任意一方中
• OneToOneField： 一对一，将 关联属性 定义在任意一方中

模型迁移

定义完模型类以后，我们需要把模型生成到数据库里面去

python manage.py mikemigrations
python manage.py migrate

Django交互环境

在Django交互环境中，可以直接执行django项目代码，类似ipython交换环境

通过shell命令进入Django交换环境

insert into book(name,pub_date,read_num,comment_num,is_delete) 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',28,18,0),
('雪山飞狐','1987-11-11',58,24,0);

insert into hero(name,gender,book_id,comment,is_delete) 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);

增

现在我们可以在Django交互环境测试数据库操作，首先我们来对数据库进行增加操作,有两种方式

1)模型类对象.save()

from book.models import Book, Hero
from datetime import date


book = Book(
  title='西游记',
  pu_date=date(1988,1,1),
  read_num=10,
  comment_num=10
)

book.save

2)通过模型类.objects.creare()保存

from book.models import Book, Hero 

b = Book.objects.get(title='西游记')

Hero.objects.create(
  name='沙悟净',
  gender=0,
  book=book
)

或者
Hero.objects.create(
  name='沙悟净',
  gender=0,
  book_id=book.id
)

删

删除记录有两种方式

1)模型类对象.delete()

book = Book.objects.get(id=1)
book.delete()

2)模型类.filter(条件).delete()

Book.objects.filter(id=1).delete()

注意事项： on_delete选项

• 默认值为models.CASCADE，当删除图书时，会删除相关联的英雄
• 如果不想删除关联数据，可设置on_delete为 PROTECT

改

修改记录有以下两种方式

1)模型类对象.save()

h = Hero.objects.get(name='沙悟净')
h.name = '沙僧'
h.save()

2)模型类.filter()条件.update(属性1=值1， 属性2=值2， ...)

Hero.objetcs.filter(name='猪八戒').update(name='猪悟能')

基本查询

get 查询单一结果，如果不存在或抛出模型类.DoesNotExist异常，通过存在多条记录会抛出MultipleObjectsReturned异常

#查询id为3的图书
In [7]: Book.objects.get(id=3)
Out[7]: <Book: 笑傲江湖>

#查询id为100的图书，该图书其实不存在
In [8]: Book.objects.get(id=100)
---------------------------------------------------------------------------
DoesNotExist                              Traceback (most recent call last)
...

#查询is_delete为false的图书,有多条
In [9]: Book.objects.get(is_delete=0)
---------------------------------------------------------------------------
MultipleObjectsReturned                   Traceback (most recent call last)

all 查询多个结果

In [6]: Book.objects.all()
Out[6]: <QuerySet [<Book: 射雕英雄传>, <Book: 天龙八部>, <Book: 笑傲江湖>, <Book: 雪山飞狐>, <Book: 西游记>]>

count 查询结果数量

In [10]: Hero.objects.count()
Out[10]: 20

过滤查询

•  调用filter方法：模型类.objects.filter(模型属性名__条件名=值）
•  返回包含查询结果数据的QuerySet对象

1)判等: exact

In [11]: Book.objects.filter(id__exact=1)
Out[11]: <QuerySet [<Book: 射雕英雄传>]>

可简写为
In [12]: Book.objects.filter(id=1)
Out[12]: <QuerySet [<Book: 射雕英雄传>]>

2)模糊查询： contains / endswith / startswith

In [13]: Hero.objects.filter(name__contains='不')
Out[13]: <QuerySet [<Hero: 岳不群>, <Hero: 东方不败>]>

In [14]: Hero.objects.filter(name__startswith='黄')
Out[14]: <QuerySet [<Hero: 黄蓉>, <Hero: 黄药师>]>

• 上面查询都是区分大小写的，如果不想区分大小写，只需要加个i,如 iexact、icontains、iendstartswith、istartswith
• 如何想查询包含%的字符，%不需要转义

3)空查询： isnull

In [17]: Book.objects.filter(title__isnull=False)
Out[17]: <QuerySet [<Book: 射雕英雄传>, <Book: 天龙八部>, <Book: 笑傲江湖>, <Book: 雪山飞狐>, <Book: 西游记>]>

4)范围查询： in

In [20]: Book.objects.filter(id__in=[1,3,5])
Out[20]: <QuerySet [<Book: 射雕英雄传>, <Book: 笑傲江湖>, <Book: 西游记>]>

5)比较查询： gt、lt、gte、lte

In [21]: Book.objects.filter(read_num__gt=20)
Out[21]: <QuerySet [<Book: 天龙八部>, <Book: 雪山飞狐>]>

6)日期查询： year、month、day、week_day、hour、minute、second

In [22]: Book.objects.filter(pub_date__year=1980)                                                                                                               
Out[22]: <QuerySet [<Book: 射雕英雄传>]>

In [23]: Book.objects.filter(pub_date__gt=date(1980,1,1))
Out[23]: <QuerySet [<Book: 射雕英雄传>, <Book: 西游记>]>

F对象

之前查询都是对象的属性与常量值比较，两个属性怎么比较？这就需要用到F对象

需要导包： from django.db.models import F

语法： F(属性名)

In [25]: from django.db.models import F

In [26]: Book.objects.filter(read_num__gte=F('comment_num'))
Out[26]: <QuerySet [<Book: 雪山飞狐>, <Book: 西游记>]>

可以在F对象上使用算数运算

In [27]: from django.db.models import F

In [28]: Book.objects.filter(read_num__gt=F('comment_num') * 2)
Out[28]: <QuerySet [<Book: 雪山飞狐>]>

Q对象

作用： 对查询条件进行与 或 非(& | ~)的逻辑操作

需要导包： from django.db.models import Q

与： Q(查询条件1) & Q(查询条件2)

In [29]: from django.db.models import Q

In [30]: Hero.objects.filter(Q(id__gt=2) & Q(name__contains='黄'))
Out[30]: <QuerySet [<Hero: 黄药师>]>

可以简写为
In [31]: Hero.objects.filter(id__gt=2, name__contains='黄')
Out[31]: <QuerySet [<Hero: 黄药师>]>

或： Q(查询条件1) | Q(查询条件2)

In [34]: Hero.objects.filter(Q(id__lt=2) | Q(name__contains='不'))
Out[34]: <QuerySet [<Hero: 郭靖>, <Hero: 岳不群>, <Hero: 东方不败>]>

非： ~Q(查询条件)

Hero.objects.filter(~Q(id=3))

 排序

作用： 对查询结果进行排序，默认为升序

用法：

• 升序： 模型类.objects.order_by('属性名')
• 降序： 模型类.objects.order_by('-属性名')

In [37]: Book.objects.all().order_by('-id')
Out[37]: <QuerySet [<Book: 西游记>, <Book: 雪山飞狐>, <Book: 笑傲江湖>, <Book: 天龙八部>, <Book: 射雕英雄传>]>

聚合

作用： 聚合操作，对多行查询结果中的一列进行操作，返回一个值
用法： 模型类.objects.aggregate（聚合类（'属性名'））

• 常用聚合类有：Sum, Count, Max, Min, Avg等
• 返回值是一个字典, 格式： {'属性名__聚合函数': 值}
• 使用时需要先导入聚合类： from django.db.models import Sum, Count, Max, Min, Avg

In [38]: from django.db.models import Avg

In [39]: Book.objects.aggregate(Avg('read_num'))
Out[39]: {'read_num__avg': 25.2}

关联查询

1）、由 一类对象 查询 多类对象： 一类对象.多类名小写_set.all()

In [42]: b = Book.objects.get(title='西游记')

In [43]: b.hero_set.all()
Out[43]: <QuerySet [<Hero: 孙悟空>, <Hero: 猪悟能>, <Hero: 沙僧>]>

2）、由 多类对象 查询 一类对象： 多类对象.关联属性

In [44]: h = Hero.objects.get(name='郭靖')

In [45]: h.book
Out[45]: <Book: 射雕英雄传>

 通过模型类实现上述两个案例

• 一类名.objects.filter(多类名小写__多类属性名__条件名=值)
• 多类名.objects.filter(关联属性__一类属性名__条件名=值)

In [48]: Hero.objects.filter(book__title='西游记')
Out[48]: <QuerySet [<Hero: 孙悟空>, <Hero: 猪悟能>, <Hero: 沙僧>]>

In [49]: Book.objects.filter(hero__name='郭靖')
Out[49]: <QuerySet [<Book: 射雕英雄传>]>

查询集 QuerySet

查询集，也称查询结果集、QuerySet，表示从数据库中获取的对象集合，当调用一下过滤器方法时，Django会返回查询集（而不是简单的列表）

• all()： 返回所有数据
• filter()： 返回满足条件的数据
• exclude()： 返回满足条件之外的数据
• order_by()： 对结果进行排序

对查询集可以再次调用过滤器进行过滤

Book.objects.filter(read_num__gt=30).order_by('pub_date')

查询集两大特性

1）惰性执行

创建查询集不会访问数据库，直到调用数据时，才会访问数据库，调用数据的情况包括迭代、序列化、与if合用

例如，当执行如下语句时，并未进行数据库查询，只是创建了一个查询集qs

qs = Book.objects.all()

继续执行遍历迭代操作后，才真正的进行数据库查询

for book in qs:
    print(book.title)

2）缓存

• 第一次查询数据后，Django会将查询集缓存起来，并返回请求的结果
• 再次查询相同数据时将重用缓存的结果

  from Book.models import Book

  [book.id for book in Book.objects.all()]
  [book.id for book in Book.objects.all()]

 from Book.models import Book

  list=Book.objects.all()
  [book.id for objects in list]
  [book.id for objectsin list]

限制查询集

可以对查询集进行取下标或切片操作，等同于sql中的limit和offset子句（注意，不支持负数索引）

对查询集进行切片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

qs = Book.objects.all()[0:2]

自定义模型管理器

可以自定义模型管理器，比如以下两种场景:

•  需要重写模型管理器中现有的方法
  • 需求：调用Book.objects.all()时，返回的是is_delete等于False的图书
• 封装增删改查的方法
  • 需求：在管理器类中，封装一个创建图书的方法，方便直接调用

注意：自定义后模型管理器后, Django 将不再自动生成默认的 objects

 # 在book.models.py文件添加以下代码, 自定义模型管理器
 class BookManager(Manager):

     def all(self):
         """重写all方法：只返回没有删除的部门"""
         return super().all().filter(is_delete=False)

     def create_book(self, title, pub_date):
         """封装新增图书的方法，方便调用"""

         book = Book()
         book.title = title
         book.pub_date = pub_date
         book.save()
         return book



# 自定义模型管理器
 class Book(models.Model):
     """部门类"""
     ...

     # 自定义模型管理器
     objects = BookManager()