模型的继承 -- Django从入门到精通系列教程

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很多时候，我们都不是从‘一穷二白’开始编写模型的，有时候可以从第三方库中继承，有时候可以从以前的代码中继承，甚至现写一个模型用于被其它模型继承。这样做的好处，我就不赘述了，每个学习Django的人都非常清楚。

类同于Python的类继承，Django也有完善的继承机制。

Django中所有的模型都必须继承django.db.models.Model模型，不管是直接继承也好，还是间接继承也罢。

你唯一需要决定的是，父模型是否是一个独立自主的，同样在数据库中创建数据表的模型，还是一个只用来保存子模型共有内容，并不实际创建数据表的抽象模型。

Django有三种继承的方式：

• 抽象基类：被用来继承的模型被称为Abstract base classes，将子类共同的数据抽离出来，供子类继承重用，它不会创建实际的数据表；
• 多表继承：Multi-table inheritance，每一个模型都有自己的数据库表；
• 代理模型：如果你只想修改模型的Python层面的行为，并不想改动模型的字段，可以使用代理模型。

注意！同Python的继承一样，Django也是可以同时继承两个以上父类的！

一、 抽象基类：

只需要在模型的Meta类里添加abstract=True元数据项，就可以将一个模型转换为抽象基类。Django不会为这种类创建实际的数据库表，它们也没有管理器，不能被实例化也无法直接保存，它们就是用来被继承的。抽象基类完全就是用来保存子模型们共有的内容部分，达到重用的目的。当它们被继承时，它们的字段会全部复制到子模型中。看下面的例子：

from django.db import models

class CommonInfo(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=100)
    age = models.PositiveIntegerField()

    class Meta:
        abstract = True

class Student(CommonInfo):
    home_group = models.CharField(max_length=5)

Student模型将拥有name，age，home_group三个字段，并且CommonInfo模型不能当做一个正常的模型使用。

抽象基类的Meta数据：

如果子类没有声明自己的Meta类，那么它将继承抽象基类的Meta类。下面的例子则扩展了基类的Meta：

from django.db import models

class CommonInfo(models.Model):
    # ...
    class Meta:
        abstract = True
        ordering = ['name']

class Student(CommonInfo):
    # ...
    class Meta(CommonInfo.Meta):
        db_table = 'student_info'

这里有几点要特别说明：

• 抽象基类中有的元数据，子模型没有的话，直接继承；
• 抽象基类中有的元数据，子模型也有的话，直接覆盖；
• 子模型可以额外添加元数据；
• 抽象基类中的abstract=True这个元数据不会被继承。也就是说如果想让一个抽象基类的子模型，同样成为一个抽象基类，那你必须显式的在该子模型的Meta中同样声明一个abstract = True；
• 有一些元数据对抽象基类无效，比如db_table，首先是抽象基类本身不会创建数据表，其次它的所有子类也不会按照这个元数据来设置表名。

警惕related_name和related_query_name参数

如果在你的抽象基类中存在ForeignKey或者ManyToManyField字段，并且使用了related_name或者related_query_name参数，那么一定要小心了。因为按照默认规则，每一个子类都将拥有同样的字段，这显然会导致错误。为了解决这个问题，当你在抽象基类中使用related_name或者related_query_name参数时，它们两者的值中应该包含%(app_label)s和%(class)s部分：

• %(class)s用字段所属子类的小写名替换
• %(app_label)s用子类所属app的小写名替换

例如，对于common/models.py模块：

from django.db import models

class Base(models.Model):
    m2m = models.ManyToManyField(
    OtherModel,
    related_name="%(app_label)s_%(class)s_related",
    related_query_name="%(app_label)s_%(class)ss",
    )

    class Meta:
        abstract = True

class ChildA(Base):
    pass

class ChildB(Base):
    pass

对于另外一个应用中的rare/models.py:

from common.models import Base

class ChildB(Base):
    pass

对于上面的继承关系：

• common.ChildA.m2m字段的reverse name（反向关系名）应该是common_childa_related；reverse query name(反向查询名)应该是common_childas。
• common.ChildB.m2m字段的反向关系名应该是common_childb_related；反向查询名应该是common_childbs。
• rare.ChildB.m2m字段的反向关系名应该是rare_childb_related；反向查询名应该是rare_childbs。

当然，如果你不设置related_name或者related_query_name参数，这些问题就不存在了。

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二、 多表继承

这种继承方式下，父类和子类都是独立自主、功能完整、可正常使用的模型，都有自己的数据库表，内部隐含了一个一对一的关系。例如：

from django.db import models

class Place(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=50)
    address = models.CharField(max_length=80)

class Restaurant(Place):
    serves_hot_dogs = models.BooleanField(default=False)
    serves_pizza = models.BooleanField(default=False)

Restaurant将包含Place的所有字段，并且各有各的数据库表和字段，比如：

>>> Place.objects.filter(name="Bob's Cafe")
>>> Restaurant.objects.filter(name="Bob's Cafe")

如果一个Place对象同时也是一个Restaurant对象，你可以使用小写的子类名，在父类中访问它，例如：

>>> p = Place.objects.get(id=12)
# 如果p也是一个Restaurant对象，那么下面的调用可以获得该Restaurant对象。
>>> p.restaurant
<Restaurant: ...>

但是，如果这个Place是个纯粹的Place对象，并不是一个Restaurant对象，那么上面的调用方式会弹出Restaurant.DoesNotExist异常。

让我们看一组更具体的展示，注意里面的注释内容。

>>> from app1.models import Place, Restaurant  # 导入两个模型到shell里
>>> p1 = Place.objects.create(name='coff',address='address1')
>>> p1  # p1是个纯Place对象
<Place: Place object>
>>> p1.restaurant   # p1没有餐馆属性
Traceback (most recent call last):
  File "<console>", line 1, in <module>
  File "C:\Python36\lib\site-packages\django\db\models\fields\related_descriptors.py", line 407, in __get__
    self.related.get_accessor_name()
django.db.models.fields.related_descriptors.RelatedObjectDoesNotExist: Place has no restaurant.
>>> r1 = Restaurant.objects.create(serves_hot_dogs=True,serves_pizza=False)
>>> r1  # r1在创建的时候，只赋予了2个字段的值
<Restaurant: Restaurant object>
>>> r1.place # 不能这么调用
Traceback (most recent call last):
  File "<console>", line 1, in <module>
AttributeError: 'Restaurant' object has no attribute 'place'
>>> r2 = Restaurant.objects.create(serves_hot_dogs=True,serves_pizza=False, name='pizza', address='address2')
>>> r2  # r2在创建时，提供了包括Place的字段在内的4个字段
<Restaurant: Restaurant object>
>>> r2.place   # 可以看出这么调用都是非法的，异想天开的
Traceback (most recent call last):
  File "<console>", line 1, in <module>
AttributeError: 'Restaurant' object has no attribute 'place'
>>> p2 = Place.objects.get(name='pizza') # 通过name，我们获取到了一个Place对象
>>> p2.restaurant  # 这个P2其实就是前面的r2
<Restaurant: Restaurant object>
>>> p2.restaurant.address
'address2'
>>> p2.restaurant.serves_hot_dogs
True
>>> lis = Place.objects.all()
>>> lis
<QuerySet [<Place: Place object>, <Place: Place object>, <Place: Place object>]>
>>> lis.values()
<QuerySet [{'id': 1, 'name': 'coff', 'address': 'address1'}, {'id': 2, 'name': '', 'address': ''}, {'id': 3, 'name': 'pizza', 'address': 'address2'}]>
>>> lis[2]
<Place: Place object>
>>> lis[2].serves_hot_dogs
Traceback (most recent call last):
  File "<console>", line 1, in <module>
AttributeError: 'Place' object has no attribute 'serves_hot_dogs'
>>> lis2 = Restaurant.objects.all()
>>> lis2
<QuerySet [<Restaurant: Restaurant object>, <Restaurant: Restaurant object>]>
>>> lis2.values()
<QuerySet [{'id': 2, 'name': '', 'address': '', 'place_ptr_id': 2, 'serves_hot_dogs': True, 'serves_pizza': False}, {'id': 3, 'name': 'pizza', 'address
': 'address2', 'place_ptr_id': 3, 'serves_hot_dogs': True, 'serves_pizza': False}]>

其机制内部隐含的OneToOne字段，形同下面所示：

place_ptr = models.OneToOneField(
    Place, on_delete=models.CASCADE,
    parent_link=True,
)

可以通过创建一个OneToOneField字段并设置 parent_link=True，自定义这个一对一字段。

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Meta和多表继承

在多表继承的情况下，由于父类和子类都在数据库内有物理存在的表，父类的Meta类会对子类造成不确定的影响，因此，Django在这种情况下关闭了子类继承父类的Meta功能。这一点和抽象基类的继承方式有所不同。

但是，还有两个Meta元数据特殊一点，那就是ordering和get_latest_by，这两个参数是会被继承的。因此，如果在多表继承中，你不想让你的子类继承父类的上面两种参数，就必须在子类中显示的指出或重写。如下：

class ChildModel(ParentModel):
    # ...

    class Meta:
        # 移除父类对子类的排序影响
        ordering = []

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多表继承和反向关联

因为多表继承使用了一个隐含的OneToOneField来链接子类与父类，所以象上例那样，你可以从父类访问子类。但是这个OnetoOneField字段默认的related_name值与ForeignKey和 ManyToManyField默认的反向名称相同。如果你与父类或另一个子类做多对一或是多对多关系，你就必须在每个多对一和多对多字段上强制指定related_name。如果你没这么做，Django就会在你运行或验证(validation)时抛出异常。

仍以上面Place类为例，我们创建一个带有ManyToManyField字段的子类：

class Supplier(Place):
    customers = models.ManyToManyField(Place)

这会产生下面的错误：

Reverse query name for 'Supplier.customers' clashes with reverse query
name for 'Supplier.place_ptr'.
HINT: Add or change a related_name argument to the definition for
'Supplier.customers' or 'Supplier.place_ptr'.

解决方法是：向customers字段中添加related_name参数.

customers = models.ManyToManyField(Place, related_name='provider')。

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三、 代理模型

使用多表继承时，父类的每个子类都会创建一张新数据表，通常情况下，这是我们想要的操作，因为子类需要一个空间来存储不包含在父类中的数据。但有时，你可能只想更改模型在Python层面的行为，比如更改默认的manager管理器，或者添加一个新方法。

代理模型就是为此而生的。你可以创建、删除、更新代理模型的实例，并且所有的数据都可以像使用原始模型（非代理类模型）一样被保存。不同之处在于你可以在代理模型中改变默认的排序方式和默认的manager管理器等等，而不会对原始模型产生影响。

声明一个代理模型只需要将Meta中proxy的值设为True。

例如你想给Person模型添加一个方法。你可以这样做：

from django.db import models

class Person(models.Model):
    first_name = models.CharField(max_length=30)
    last_name = models.CharField(max_length=30)

class MyPerson(Person):
    class Meta:
        proxy = True

    def do_something(self):
        # ...
        pass

MyPerson类将操作和Person类同一张数据库表。并且任何新的Person实例都可以通过MyPerson类进行访问，反之亦然。

>>> p = Person.objects.create(first_name="foobar")
>>> MyPerson.objects.get(first_name="foobar")
<MyPerson: foobar>

下面的例子通过代理进行排序，但父类却不排序：

class OrderedPerson(Person):
    class Meta:
        # 现在，普通的Person查询是无序的，而OrderedPerson查询会按照`last_name`排序。
        ordering = ["last_name"]
        proxy = True

一些约束：

• 代理模型必须继承自一个非抽象的基类，并且不能同时继承多个非抽象基类；
• 代理模型可以同时继承任意多个抽象基类，前提是这些抽象基类没有定义任何模型字段。
• 代理模型可以同时继承多个别的代理模型，前提是这些代理模型继承同一个非抽象基类。（早期Django版本不支持这一条）

代理模型的管理器

如不指定，则继承父类的管理器。如果你自己定义了管理器，那它就会成为默认管理器，但是父类的管理器依然有效。如下例子：

from django.db import models

class NewManager(models.Manager):
    # ...
    pass

class MyPerson(Person):
    objects = NewManager()

    class Meta:
        proxy = True

如果你想要向代理中添加新的管理器，而不是替换现有的默认管理器，你可以创建一个含有新的管理器的基类，并在继承时把他放在主基类的后面：

# Create an abstract class for the new manager.
class ExtraManagers(models.Model):
    secondary = NewManager()

    class Meta:
        abstract = True

class MyPerson(Person, ExtraManagers):
    class Meta:
        proxy = True

四、 多重继承

注意，多重继承和多表继承是两码事，两个概念。

Django的模型体系支持多重继承，就像Python一样。如果多个父类都含有Meta类，则只有第一个父类的会被使用，剩下的会忽略掉。

一般情况，能不要多重继承就不要，尽量让继承关系简单和直接，避免不必要的混乱和复杂。

请注意，继承同时含有相同id主键字段的类将抛出异常。为了解决这个问题，你可以在基类模型中显式的使用AutoField字段。如下例所示：

class Article(models.Model):
    article_id = models.AutoField(primary_key=True)
    ...

class Book(models.Model):
    book_id = models.AutoField(primary_key=True)
    ...

class BookReview(Book, Article):
    pass

或者使用一个共同的祖先来持有AutoField字段，并在直接的父类里通过一个OneToOne字段保持与祖先的关系，如下所示：

class Piece(models.Model):
    pass

class Article(Piece):
    article_piece = models.OneToOneField(Piece, on_delete=models.CASCADE, parent_link=True)
    ...

class Book(Piece):
    book_piece = models.OneToOneField(Piece, on_delete=models.CASCADE, parent_link=True)
    ...

class BookReview(Book, Article):
    pass

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警告

在Python语言层面，子类可以拥有和父类相同的属性名，这样会造成覆盖现象。但是对于Django，如果继承的是一个非抽象基类，那么子类与父类之间不可以有相同的字段名！

比如下面是不行的！

class A(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=30)

class B(A):
    name = models.CharField(max_length=30)

如果你执行python manage.py makemigrations会弹出下面的错误：

django.core.exceptions.FieldError: Local field 'name' in class 'B' clashes with field of the same name from base class 'A'.

但是！如果父类是个抽象基类就没有问题了(1.10版新增特性)，如下：

class A(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=30)

    class Meta:
        abstract = True

class B(A):
    name = models.CharField(max_length=30)