django之模型

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
  • 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mysql包

pip install mysql-python

• 在mysql中创建数据库

create databases test2 charset=utf8

• 打开settings.py文件，修改DATABASES项

DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.mysql',
        'NAME': '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',
    }
}

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
4. 执行迁移生成表
5. 使用模型类进行crud操作

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

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，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
• 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
  • 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

bookinfo.heroinfo_set

• 用一访问一：对象.模型类小写

heroinfo.bookinfo

• 访问id：对象.属性_id

heroinfo.book_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 BookInfo(models.Model):
    ...
    class Meta():
        ordering = ['id']

• 字符串前加-表示倒序，不加-表示正序

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

• 排序会增加数据库的开销

示例演示

• 创建test2项目，并创建booktest应用，使用mysql数据库
• 定义图书模型

class BookInfo(models.Model):
    btitle = models.CharField(max_length=20)
    bpub_date = models.DateTimeField()
    bread = models.IntegerField(default=0)
    bcommet = models.IntegerField(default=0)
    isDelete = models.BooleanField(default=False)

• 英雄模型

class HeroInfo(models.Model):
    hname = models.CharField(max_length=20)
    hgender = models.BooleanField(default=True)
    isDelete = models.BooleanField(default=False)
    hcontent = models.CharField(max_length=100)
    hbook = models.ForeignKey('BookInfo')

• 定义index、detail视图
• index.html、detail.html模板
• 配置url，能够完成图书及英雄的展示

测试数据

• 模型BookInfo的测试数据

insert into booktest_bookinfo(btitle,bpub_date,bread,bcommet,isDelete) 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',20,80,0),
('雪山飞狐','1987-11-11',58,24,0)

• 模型HeroInfo的测试数据

insert into booktest_heroinfo(hname,hgender,hbook_id,hcontent,isDelete) 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)

类的属性

• objects：是Manager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 BookInfo(models.Model):
    ...
    books = 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
• 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 BookInfoManager(models.Manager):
    def get_queryset(self):
        return super(BookInfoManager, self).get_queryset().filter(isDelete=False)
class BookInfo(models.Model):
    ...
    books = BookInfoManager()

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，
• 方式一：在模型类中增加一个类方法

class BookInfo(models.Model):
    ...
    @classmethod
    def create(cls, title, pub_date):
        book = cls(btitle=title, bpub_date=pub_date)
        book.bread=0
        book.bcommet=0
        book.isDelete = False
        return book

引入时间包：from datetime import *
调用：book=BookInfo.create("hello",datetime(1980,10,11));
保存：book.save()

• 方式二：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 BookInfoManager(models.Manager):
    def create_book(self, title, pub_date):
        book = self.model()
        book.btitle = title
        book.bpub_date = pub_date
        book.bread=0
        book.bcommet=0
        book.isDelete = False
        return book

class BookInfo(models.Model):
    ...
    books = BookInfoManager()

调用：book=BookInfo.books.create_book("abc",datetime(1980,1,1))
保存：book.save()

• 在方式二中，可以调用self.create()创建并保存对象，不需要再手动save()

class BookInfoManager(models.Manager):
    def create_book(self, title, pub_date):
        book = self.create(btitle = title,bpub_date = pub_date,bread=0,bcommet=0,isDelete = False)
        return book

class BookInfo(models.Model):
    ...
    books = BookInfoManager()
调用：book=Book.books.create_book("abc",datetime(1980,1,1))
查看：book.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 (self)：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

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
• 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()
  • filter()
  • exclude()
  • order_by()
  • values()：一个对象构成一个字典，然后构成一个列表返回
• 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])

• 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

exclude(btitle__contains='传')

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

exclude(btitle__endswith='传')

• isnull、isnotnull：是否为null

filter(btitle__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(bpub_date__year=1980)
filter(bpub_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(heroinfo_ _hcontent_ _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('bpub_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(bread__gte=F('bcommet'))

• django支持对F()对象使用算数运算

list.filter(bread__gte=F('bcommet') * 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('heroinfo__isDelete'))

• 对于date/time字段，可与timedelta()进行运算

list.filter(bpub_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(bcommet_ _gt=10)
list.filter(Q(pk_ _lt=6) | Q(bcommet_ _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

自连接

• 对于地区信息，属于一对多关系，使用一张表，存储所有的信息
• 类似的表结构还应用于分类信息，可以实现无限级分类
• 新建模型AreaInfo，生成迁移

class AreaInfo(models.Model):
    atitle = models.CharField(max_length=20)
    aParent = models.ForeignKey('self', null=True, blank=True)

• 访问关联对象

上级对象：area.aParent
下级对象：area.areainfo_set.all()

• 加入测试数据（在workbench中，参见“省市区mysql.txt”）
• 在booktest/views.py中定义视图area

from models import AreaInfo
def area(request):
    area = AreaInfo.objects.get(pk=130100)
    return render(request, 'booktest/area.html', {'area': area})

• 定义模板area.html

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>地区</title>
</head>
<body>
当前地区：{{area.atitle}}
<hr/>
上级地区：{{area.aParent.atitle}}
<hr/>
下级地区：
<ul>
    { %for a in area.areainfo_set.all%}
    <li>{{a.atitle}}</li>
    { %endfor%}
</ul>
</body>
</html>

• 在booktest/urls.py中配置一个新的urlconf

urlpatterns = [
    url(r'^area/$', views.area, name='area')
]

总结

• 使用mysql数据库
• 定义模型，生成迁移
• 定义管理器
• 查询
• 自连接

作业

• 熟练完成当天代码
• 上次作业中定义的模型，改为使用mysql数据库操作
• 对模型数据进行查询