Django之 Models组件

本节内容

• 路由系统
• models模型
• admin 
• views视图
• template模板

引子

讲django的models之前， 先来想一想， 让你通过django操作数据库，你怎么做？ 做苦思冥想，可能会这样写。

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import pymysql     def index(request):     # 创建连接     conn = pymysql.connect(host='127.0.0.1', port=3306, user='root', passwd='alex123', db='luffy_dev')     # 创建游标     cursor = conn.cursor()       cursor.execute("select username,email,mobile from web_account")     data_set = cursor.fetchall()       cursor.close()     conn.close()       return HttpResponse(data_set)

很方便就实现了从数据库里取数据，事实上，很多人确实就是这么做的。但这样做会带来2个问题

• SQL注入危险，因为有的时候你操作数据库的语句不是写死在代码里的，而是通过前端传参数拼接的，这就给黑客有了可趁之机，通过拼接参数实现sql注入。
• 语句跟代码揉在一起了，增加后续维护成本

那怎么办呢？ORM提供了新思路。

什么是ORM呢？

对象关系映射(Object Relational Mapping)，它的实质就是将关系数据（库）中的业务数据用对象的形式表示出来，并通过面向对象（Object-Oriented）的方式将这些对象组织起来，实现系统业务逻辑的过程。

在ORM过程中最重要的概念是映射（Mapping），通过这种映射可以使业务对象与数据库分离。从面向对象来说，数据库不应该和业务逻辑绑定到一起，ORM则起到这样的分离作用，使数据库层透明，开发人员真正的面向对象。

上面的解释有点蒙蔽对不？其实你只需要抓住2个关键词， “映射” 和 “对象”，就能知道orm是什么干什么的了。

• 映射(Mapping) —— 把表结构映射成类
• 对象 —— 像操作类对象一样，操作数据库里的数据

映射

看下面的图，就是直观的例子，把右边的表结构映射成了左边的类

 Sql语句到对象

ORM可以使你不用再写原生SQL, 而是像操作对象一样就可以实现对表里数据的增删改查

好棒棒，妈妈再也不用逼你写原生sql啦！

但是不要开心太早，ORM确实提高了开发效率，并且降低了数据操作与代码之间的耦合，不过有利就有弊，我们总结一下orm的优缺点。

优点：

1. 实现了代码与数据操作的解耦合
2. 不需自己写原生sql, 提高开发效率
3. 防止SQL注入, 通过对象操作的方式，默认就是防止sql注入的。

缺点：

1. 牺牲性能， 对象到原生SQL势必会有转换消耗，对性能有一定的影响 
2. 复杂语句力不从心， 一些复杂的sql语句，用orm对象操作的方式很难实现，就还得用原生sql

讲Django为什么说ORM? 哈，  好啦，是时候该引出主角啦，因为Django的models基于架构ORM实现的。

Models模型

Django 的models把数据库表结构映射成了一个个的类， 表里的每个字段就是类的属性。我们都知道数据库有很多字段类型，int,float,char等， Django的models类针对不同的字段也设置了不同的类属性。

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AutoField         #An IntegerField that automatically increments according to available IDs BigAutoField      #A 64-bit integer, guaranteed to fit numbers from 1 to 9223372036854775807. BigIntegerField   #-9223372036854775808 to 9223372036854775807 BinaryField       #A field to store raw binary data. It only supports bytes assignment BooleanField    CharField DateField         #e.g 2019-04-27 DateTimeField     #e.g 2019-04-27 17:53:21 DecimalField      DurationField     #storing periods of time ,e.g [DD] [HH:[MM:]]ss[.uuuuuu]" EmailField FileField         #存储文件 FloatField ImageField        #Inherits all attributes and methods from FileField, but also validates that the uploaded object is a valid image. IntegerField GenericIPAddressField #IP地址，支持ipv4 NullBooleanField      #Like a BooleanField, but allows NULL as one of the options PositiveIntegerField  #Like an IntegerField, but must be either positive or zero (0). Values from 0 to 2147483647 PositiveSmallIntegerField #only allows positive  values from 0 to 32767 SlugField # A slug is a short label for something, containing only letters, numbers, underscores or hyphens. SmallIntegerField TextField   #A large text field. TimeField   #A time, represented in Python by a datetime.time instance. URLField UUIDField   #A field for storing universally unique identifiers. Uses Python’s UUID class.

除了普通的表字段，针对外键也有映射

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ForeignKey  # 外键关联 ManyToManyField  #多对多   OneToOneField  # 1对1

　　

好啦，接下来就用django的orm来设计一个博客表。

需求

1. 每个用户有自己的账户信息
2. 用户可以发文章
3. 文章可以打多个标签

根据需求，我们设计3张表

注意Article表和Tag表是属于多对多关系，什么是多对多？即一个文章有多个标签，一个标签又可以属于多个文章。 

比如上图的Article表中id为3的文章 ，它的标签是4,26, 即投资、大文娱、社交， 你看“投资”这个标签同时还属于文章2。 这就是多对多关系 ， 即many to many . 

那这种多对多的关系如何在表中存储呢？难道真的像上图中一样，在Article表中加个tags字段，关联Tag表里的多条数据，通过逗号区分？

这倒确实是个解决办法。但是也有问题，一个字段里存多条纪录的id,就没办法做查询优化了。比如不能做索引等。

所以若想实现多对多关系的高效存储+查询优化，可以在Article and Tag表之间再搞出一张表。

这样是不是就实现了多对多关联？

yes, 没错， django也是这么做的， django 有个专门的字段，叫ManyToManyField, 就是用来实现多对多关联的，它会自动生成一个如上图一样的第3张表来存储多对多关系。

正式的表结构

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from django.db import models   # Create your models here.     class Account(models.Model):     username = models.CharField(max_length=64,unique=True)     email = models.EmailField()     password = models.CharField(max_length=128)     register_date = models.DateTimeField("注册日期",auto_now_add=True)     signature = models.CharField(verbose_name="签名",max_length=128,blank=True,null=True)     class Article(models.Model):     """文章表"""     title = models.CharField(max_length=255,unique=True)     content = models.TextField("文章内容")     account = models.ForeignKey("Account",verbose_name="作者",on_delete=models.CASCADE)     tags = models.ManyToManyField("Tag",blank=True)     pub_date = models.DateTimeField()     read_count = models.IntegerField(default=0)     class Tag(models.Model):     """文章标签表"""     name = models.CharField(max_length=64,unique=True)     date = models.DateTimeField(auto_now_add=True)

　　

我们发现，每个字段其实都是一个独立的对象，一张表其实是很多类的组合。

上面好多字段里还跟了些参数，我们来看以下常用的：

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null        #If True, Django will store empty values as NULL in the database. Default is False. blank       #If True, the field is allowed to be blank. Default is False.   db_column   #The name of the database column to use for this field. If this isn’t given, Django will use the field’s name. db_index    #If True, a database index will be created for this field. default     #The default value for the field. This can be a value or a callable object. If callable it will be called every time a new object is created. editable    # django admin中用，后面讲 help_text   # django admin中用，后面讲 primary_key # If True, this field is the primary key for the model. unique      #If True, this field must be unique throughout the table unique_for_date    #Set this to the name of a DateField or DateTimeField to require that this field be unique for the value of the date field. For example, if you have a field title that has unique_for_date="pub_date", then Django wouldn’t allow the entry of two records with the same title and pub_date.   unique_for_month   #Like unique_for_date, but requires the field to be unique with respect to the month. unique_for_year    verbose_name    #A human-readable name for the field. If the verbose name isn’t given, Django will automatically create it using the field’s attribute name

还有几个特殊的字段属性需要单独介绍下

choices

An iterable (e.g., a list or tuple) consisting itself of iterables of exactly two items (e.g. [(A, B), (A, B) ...]) to use as choices for this field.

The first element in each tuple is the actual value to be set on the model, and the second element is the human-readable name.

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class Student(models.Model):     YEAR_IN_SCHOOL_CHOICES = (         ('FR', 'Freshman'),         ('SO', 'Sophomore'),         ('JR', 'Junior'),         ('SR', 'Senior'),     )     year_in_school = models.CharField(         max_length=2,         choices=YEAR_IN_SCHOOL_CHOICES,         default=FRESHMAN,     )

ForeignKey.on_delete

当一条记录关联的外键纪录被删除时，django 也会根据外键关联限制的配置来决定如何处理当前这条纪录。举例，如果你有个可以为null的外键关联,并且你想在本纪录关联的数据被删除时，把当前纪录的关联字段设为null,那就配置如下

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user = models.ForeignKey(     User,     on_delete=models.SET_NULL,     blank=True,     null=True, )

这个on_delete就是决定在关联对象被删除时，如何处理当前纪录的，常用的参数如下：

• CASCADE——Cascade deletes. Django emulates the behavior of the SQL constraint ON DELETE CASCADE and also deletes the object containing the ForeignKey.
• PROTECT——Prevent deletion of the referenced object by raising ProtectedError, a subclass of django.db.IntegrityError.
• SET_NULL——Set the ForeignKey null; this is only possible if null is True.
• SET_DEFAULT——Set the ForeignKey to its default value; a default for the ForeignKey must be set.

配置Django数据库连接信息

Django支持多种数据库，Sqlite、Mysql、Oracle、PostgreSQL，默认的是小型文件数据库Sqlite

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DATABASES = {     'default': {         'ENGINE': 'django.db.backends.sqlite3',         'NAME': os.path.join(BASE_DIR, 'db.sqlite3'),     } }

咱们是干大事的人，怎么也得用个Mysql呀， 改成mysql 也so easy.

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DATABASES = {     'default': {         'ENGINE': 'django.db.backends.mysql',         'NAME': 'my_db',         'USER': 'mydatabaseuser',         'PASSWORD': 'mypassword',         'HOST': '127.0.0.1',         'PORT': '3306',     } }

不过注意，python3 连接mysql的得使用pymysql,MysqlDB模块300年没更新了，但django默认调用的还是MySQLdb, so pymysql有个功能可以让django以为是用了MySQLdb. 即在项目目录下的__init__.py中加上句代码就好

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import pymysql   pymysql.install_as_MySQLdb()

不加的话，一会连接数据时会报错噢 。

同步数据库　　

你在ORM定义的表结构如何同步到真实的数据库里呢？ 只需2条命令。但django只能帮你自动创建表，数据库本身还是得你自己来。

1	create database my_db charset utf8;

　　

好了，可以同步了，说好只需2步。

1. 生成同步文件, django自带一个专门的工具叫migrations, 负责把你的orm表转成实际的表结构，它不旦可以帮自动创建表，对表结构的修改，比如增删改字段、改字段属性等也都能自动同步。只需通过下面神奇的命令。

1	python manage.py makemigrations

 不出意外的话，会显示类似以下信息

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$ python manage.py makemigrations Migrations for 'app01':   app01/migrations/0001_initial.py     - Create model Account     - Create model Article     - Create model Tag     - Add field tags to article

此时你会发现，你的app下的migrations目录里多了一个0001_initial.py的文件 ，这个文件就是因为你这条命令而创建的，migrations工具就会根据这个文件来创建数据库里的表。

2. 同步到数据

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$ python manage.py migrate Operations to perform:   Apply all migrations: admin, app01, auth, contenttypes, sessions Running migrations:   Applying contenttypes.0001_initial... OK   Applying auth.0001_initial... OK   Applying admin.0001_initial... OK   Applying admin.0002_logentry_remove_auto_add... OK   Applying app01.0001_initial... OK   Applying contenttypes.0002_remove_content_type_name... OK   Applying auth.0002_alter_permission_name_max_length... OK   Applying auth.0003_alter_user_email_max_length... OK   Applying auth.0004_alter_user_username_opts... OK   Applying auth.0005_alter_user_last_login_null... OK   Applying auth.0006_require_contenttypes_0002... OK   Applying auth.0007_alter_validators_add_error_messages... OK   Applying auth.0008_alter_user_username_max_length... OK   Applying auth.0009_alter_user_last_name_max_length... OK   Applying sessions.0001_initial... OK (venv_django2) Alexs-MacBook-Pro:mysite alex$

此时登录你的数据库，会发现创建了好多张表

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mysql> show tables; +----------------------------+ | Tables_in_luffy_dev2       | +----------------------------+ | app01_account              |  #对应Account表 | app01_article              |  #对应Article表 | app01_article_tags         |  #自动创建的Article to Tag的多对多关联表 | app01_tag                  |  #对应Tag表 | auth_group                 |  #下面这些，都是django 自带的表，这个是自动用户系统的组 | auth_group_permissions     |  #自带的组与权限的多对多关联表 | auth_permission            |  #自带权限表 | auth_user                  |  #用户表 | auth_user_groups           | | auth_user_user_permissions | | django_admin_log           |  #现在你的无法理解   | django_content_type        |  #现在你的无法理解 | django_migrations          |  #纪录migartions工具同步纪录的表 | django_session             |  #现在你的无法理解 +----------------------------+ 14 rows in set (0.00 sec)

　　

好啦，表结构也有了，我们可以往里面插数据啦。

之前说好的是可以不用SQL语句的，一点不骗你。

用orm对表数据进行增删改查

先进入已经连接好数据库的django python环境

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(venv_django2) Alexs-MacBook-Pro:mysite alex$ python manage.py shell  Python 3.5.2 (v3.5.2:4def2a2901a5, Jun 26 2016, 10:47:25) [GCC 4.2.1 (Apple Inc. build 5666) (dot 3)] on darwin Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information. (InteractiveConsole) >>> >>> from app01 import models

　　

创建

创建数据简单的令人发指

查

filter 支持很多的过滤条件，我们来看下：

 

contains

包含，相当于sql的like条件

1	Entry.objects.get(headline__contains='Lennon')

SQL equivalent:

1	SELECT ... WHERE headline LIKE '%Lennon%';

Note this will match the headline 'Lennon honored today' but not 'lennon honored today'.

icontains  大小写不敏感　　

　　

in

In a given iterable; often a list, tuple, or queryset.

1	Entry.objects.filter(id__in=[1, 3, 4])

SQL equivalent:

1	SELECT ... WHERE id IN (1, 3, 4);

You can also use a queryset to dynamically evaluate the list of values instead of providing a list of literal values:

1 2	inner_qs = Blog.objects.filter(name__contains='Cheddar') entries = Entry.objects.filter(blog__in=inner_qs)

This queryset will be evaluated as subselect statement:

1	SELECT ... WHERE blog.id IN (SELECT id FROM ... WHERE NAME LIKE '%Cheddar%')

　　

gt

1	Entry.objects.filter(id__gt=4)

SQL equivalent:

1	SELECT ... WHERE id > 4;

gte
Greater than or equal to.

lt
Less than.

lte
Less than or equal to.

startswith
Case-sensitive starts-with.

1	Entry.objects.filter(headline__startswith='Lennon')

SQL equivalent:

1	SELECT ... WHERE headline LIKE 'Lennon%';

SQLite doesn’t support case-sensitive LIKE statements; startswith acts like istartswith for SQLite　　

istartswith
Case-insensitive starts-with.

endswith
Case-sensitive ends-with.

iendswith
Case-insensitive ends-with

　　

range
区间过渡，可对数字、日期进行过滤

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import datetime start_date = datetime.date(2005, 1, 1) end_date = datetime.date(2005, 3, 31) Entry.objects.filter(pub_date__range=(start_date, end_date))

SQL equivalent:

1	SELECT ... WHERE pub_date BETWEEN '2005-01-01' and '2005-03-31';

Warning！

Filtering a DateTimeField with dates won’t include items on the last day, because the bounds are interpreted as “0am on the given date”. If pub_date was a DateTimeField, the above expression would be turned into this SQL:

SELECT ... WHERE pub_date BETWEEN '2005-01-01 00:00:00' and '2005-03-31 00:00:00';
Generally speaking, you can’t mix dates and datetimes.　

　　

date

For datetime fields, casts the value as date. Allows chaining additional field lookups. Takes a date value.　　

1 2	Entry.objects.filter(pub_date__date=datetime.date(2005, 1, 1)) Entry.objects.filter(pub_date__date__gt=datetime.date(2005, 1, 1))

year
For date and datetime fields, an exact year match. Allows chaining additional field lookups. Takes an integer year.

1 2	Entry.objects.filter(pub_date__year=2005) Entry.objects.filter(pub_date__year__gte=2005)

SQL equivalent:

1 2	SELECT ... WHERE pub_date BETWEEN '2005-01-01' AND '2005-12-31'; SELECT ... WHERE pub_date >= '2005-01-01';

When USE_TZ is True, datetime fields are converted to the current time zone before filtering. 简单解决办法是把USE_TZ=False

month
For date and datetime fields, an exact month match. Allows chaining additional field lookups. Takes an integer 1 (January) through 12 (December).

1 2	Entry.objects.filter(pub_date__month=12) Entry.objects.filter(pub_date__month__gte=6)

When USE_TZ is True, datetime fields are converted to the current time zone before filtering. This requires time zone definitions in the database.

SQL equivalent:

1 2	SELECT ... WHERE EXTRACT('month' FROM pub_date) = '12'; SELECT ... WHERE EXTRACT('month' FROM pub_date) >= '6';

day
For date and datetime fields, an exact day match. Allows chaining additional field lookups. Takes an integer day.

1 2	Entry.objects.filter(pub_date__day=3) Entry.objects.filter(pub_date__day__gte=3)

SQL equivalent:

1 2	SELECT ... WHERE EXTRACT('day' FROM pub_date) = '3'; SELECT ... WHERE EXTRACT('day' FROM pub_date) >= '3';

　　

week

New in Django 1.11.

For date and datetime fields, return the week number (1-52 or 53) according to ISO-8601, i.e., weeks start on a Monday and the first week contains the year’s first Thursday.

Example:

1 2	Entry.objects.filter(pub_date__week=52) Entry.objects.filter(pub_date__week__gte=32, pub_date__week__lte=38)

week_day

For date and datetime fields, a ‘day of the week’ match. Allows chaining additional field lookups.

Takes an integer value representing the day of week from 1 (Sunday) to 7 (Saturday).

Example:

1 2	Entry.objects.filter(pub_date__week_day=2) Entry.objects.filter(pub_date__week_day__gte=2)

hour

For datetime and time fields, an exact hour match. Allows chaining additional field lookups. Takes an integer between 0 and 23.

Example:

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Event.objects.filter(timestamp__hour=23) Event.objects.filter(time__hour=5) Event.objects.filter(timestamp__hour__gte=12)

SQL equivalent:

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SELECT ... WHERE EXTRACT('hour' FROM timestamp) = '23'; SELECT ... WHERE EXTRACT('hour' FROM time) = '5'; SELECT ... WHERE EXTRACT('hour' FROM timestamp) >= '12';同

同时，还支持mintue,second

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Event.objects.filter(time__minute=46)     Event.objects.filter(timestamp__second=31)

isnull

Takes either True or False, which correspond to SQL queries of IS NULL and IS NOT NULL, respectively.

Example:

1	Entry.objects.filter(pub_date__isnull=True)

SQL equivalent:

1	SELECT ... WHERE pub_date IS NULL;

regex

Case-sensitive regular expression match.

Example:

1	Entry.objects.get(title__regex=r'^(An?|The) +')

SQL equivalents:

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SELECT ... WHERE title REGEXP BINARY '^(An?|The) +'; -- MySQL   SELECT ... WHERE REGEXP_LIKE(title, '^(An?|The) +', 'c'); -- Oracle   SELECT ... WHERE title ~ '^(An?|The) +'; -- PostgreSQL   SELECT ... WHERE title REGEXP '^(An?|The) +'; -- SQLite

iregex 大小写不敏感　　　　

　　　

改删

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# 批量修改 models.Account.objects.filter(username='elina').update(password="Luffy#21")   # 单条修改 obj = models.Account.objects.get(username='linux') obj.username = 'python' obj.save()     # 批量删除 models.User.objects.get(password='oldboy').delete()   # 单条删除 obj = models.User.objects.get(id=3) obj.delete()

数据返回后的展示

values()

values(*fields, **expressions)

Returns a QuerySet that returns dictionaries, rather than model instances, when used as an iterable.

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>>> Blog.objects.values() <QuerySet [{'id': 1, 'name': 'Beatles Blog', 'tagline': 'All the latest Beatles news.'}]> >>> Blog.objects.values('id', 'name') <QuerySet [{'id': 1, 'name': 'Beatles Blog'}]>

order_by()

order_by(*fields)

By default, results returned by a QuerySet are ordered by the ordering tuple given by the ordering option in the model’s Meta. You can override this on a per-QuerySet basis by using the order_by method.

1	Entry.objects.filter(pub_date__year=2005).order_by('-pub_date', 'headline')

The result above will be ordered by pub_date descending, then by headline ascending. The negative sign in front of "-pub_date"indicates descending order. Ascending order is implied. 

reverse()

Use the reverse() method to reverse the order in which a queryset’s elements are returned. Calling reverse() a second time restores the ordering back to the normal direction.

To retrieve the “last” five items in a queryset, you could do this:

1	my_queryset.reverse()[:5]

　　

ORM对象操作

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单表对象操作 o = models.Article.objects.all()[0] o.tilte   外键关联 >>> o.account.username 'jack' >>> o.account.username = rain   外键反向关联操作 >>> a = models.Account.objects.get(username='alex') >>> a.article_set.all() <QuerySet [<Article: 你好，2018>]> >>> a.article_set.select_related() <QuerySet [<Article: 你好，2018>]>     多对多操作 >>> o = models.Article.objects.all()[1] >>> o.tags.all() <QuerySet [<Tag: 投资>, <Tag: 科技>]>     多对多反向操作 >>> t = models.Tag.objects.get(name="投资") >>> t.article_set.all() <QuerySet [<Article: 你好，2018>, <Article: 粉丝超过10万后，我经历了抖音盗号风波>]>

　　

　　

好啦，orm的操作先点到为止，后面学项目时再带你搞复杂的。

练习题

1. 基于前面课程设计的表结构，完成以下练习：
2. 创建5条account和5条新tag纪录
3. 创建5条article信息，关联上面的不同的用户和tag
4. 在account表里找到用户名包含al的纪录，然后把密码改掉
5. 在article表找到文章内容包含“电影”2个字的，把这些文章加上”大文娱”tag
6. 把用户elina发表的文章找出来，并且把作者都改成alex
7. 找到用户表里注册日期在2018-04月，并且signature为空的纪录
8. 打到文章中标签为“投资”的所有文章
9. 找到每个月8号注册的用户
10. 找到每年5月发表的文章 
11. 找到2015-2017年5月发表的文章 
12. 找到文章作者以’a’或’k’开头的文章