Django 学习笔记之模型高级用法

1 复杂的字段类型

经过前面的学习，我们知道模型的字段类型一方面是指定数据库表的列名称和数据类型，另一方面决定 HTML 中的表单标签类型。

1.1 整数类型的区别

Django 的整数类型有三个，分别是 IntegerField、BigIntegerField 和 SmallIntegerField。这三个字段区别在于取值范围。IntegerField 在 Django 所有支持的数据库中，合法取值范围是 -2147483648 到 2147483647。而 BigIntegerField 是一个 64 位整数，它允许的值范围是 -9223372036854775808 到 9223372036854775807。所以在数据库迁移的时候，特别数据库中有 Sqlite 时，要更加注意数字的取值范围。SmallIntegerField 取值范围是 -32768 到 32767。

1.2 自增类型的区别

AutoFiled 和 BigAutoFiled 都是自增类型，它们都是由整数类型演化而来。AutoFiled 是一个根据实际 ID 自动增长的 IntegerField。通常不需要直接使用它,如果表中没有设置主键时，Django 将会自动添加一个自增主键。BigAutoField 其实也是一个 BigIntegerField，但它支持 ID 自动增长。所以它的取值范围不能为负数和零了。

1.3 时间类型

DateField 和 DateTimeField 中的两个重要属性 auto_now 和 auto_now_add 默认值都是 Flase。 设置 auto_now 或者 auto_now_add 的值为 True，间接给该字段设置了 editable=False 和 blank=True 。给参数赋值需要传递一个 datetime.date 对象。如果时间是一串字符串，则转化为 date 对象。

DateField 支持输入值的形式如下：

['%Y-%m-%d',      # '2006-10-25'
 '%m/%d/%Y',      # '10/25/2006'
 '%m/%d/%y']      # '10/25/06'

DateTimeField 支持输入值的形式如下：

['%b %d %Y',      # 'Oct 25 2006'
 '%b %d, %Y',     # 'Oct 25, 2006'
 '%d %b %Y',      # '25 Oct 2006'
 '%d %b, %Y',     # '25 Oct, 2006'
 '%B %d %Y',      # 'October 25 2006'
 '%B %d, %Y',     # 'October 25, 2006'
 '%d %B %Y',      # '25 October 2006'
 '%d %B, %Y']     # '25 October, 2006'

1.4 FilePathField

该字段是用于保存文件路径信息的。默认最大长度为 100，当可通过 max_length 参数自定义。它包含几个重要的参数：

path：必传参数。记录目录或者文件的绝对路径。例如：/home/monkey
match：可选参数，它是一个正则表达式，主要用于匹配过滤出文件名。
recursive：可选参数，表示是否包含子目录。默认值为 Flase。
allow_files：可选参数，表示是否将文件名包括在内，默认值为 True。
allow_folders：可选参数，表示是否将目录名包括在内默认值为 Flase。

Django 规定 allow_files 和 allow_folders 两者之间必须有一个值为 True。

1.5 FileField

上传文件字段，常见于表单中。一般而言，文件都是保存在服务器的硬盘中。因此，该字段在数据库中其实是一个字符串类型，默认最大长度100，可以通过max_length参数自定义。

FileField 有两个重要的可选参数：upload_to 和 storage

• upload_to
  upload_to 是指定文件上传的目录。用法如下：

class MyModel(models.Model):
    # 文件上传到 MEDIA_ROOT/uploads
    upload = models.FileField(upload_to='uploads/')
    # 或者
    # 文件上传到 MEDIA_ROOT/uploads/2015/01/30
    upload = models.FileField(upload_to='uploads/%Y/%m/%d/')

其中 MEDIA_ROOT 是在 settings.py 中设置，表示上传文件的根目录。另外还需要设置 MEDIA_URL, 它表示上传文件对外能访问的 url 地址。

• Storage
  Storage 是一个文件操作对象。它提供 size(path)、open(path).read()、delete(path)、exists(path)等方法来操作文件。

1.6 ImageField

保存图像文件的字段。ImageField 用法跟 FileField 类似。除了需要在 seeting.py 中增加相关配置，还都拥有共同的 upload_to 字段选项。

它还有额外的可选参数：一个是 height_field，表示保存图片的高度。 另一个是 width_field，表示保存图片的宽度。

2 关系字段

之前文章讲了三种关系字段的类型、定义、作用。今天讲下其中的一些字段选项。

2.1 ForeignKey

2.1.1on_delete

在 Django 2.0 中，设置外键时需要添加一个 on_delete 选项。外键本身涉及到两个表的数据，况且外键在数据库中是有约束行为。所以 on_delete 参数是 Django 模拟 SQL 约束的行为。

on_delete 有几个可选值：

• CASCADE：这就是默认的选项，级联删除，你无需显性指定它。
• PROTECT: 保护模式，如果采用该选项，删除的时候，会抛出 ProtectedError 错误。
• SET_NULL: 置空模式，删除的时候，外键字段被设置为空，前提就是blank=True, null=True,定义该字段的时候，允许为空。
• SET_DEFAULT: 置默认值，删除的时候，外键字段设置为默认值，所以定义外键的时候注意加上一个默认值。
• SET(): 自定义对应的实体的值。

2.1.2limit_choices_to

该参数用于限制外键所能关联的对象，只能用于 Django 的 ModelForm（Django的表单模块）和 admin 后台，对其它场合无限制功能。该值接受是一个字典、返回一个字典的函数

db_constraint
默认情况下，这个参数被设为 True，表示遵循数据库约束。如果设为 False，那么将无法保证数据的完整性和合法性。

2.1.3related_name

用于关联对象反向引用模型的名称。主要用于反向查询，即外键源模型实例通过管理器返回第一个模型的所有实例。

默认情况下，这个管理器的名字为 foo_set，其中 foo 是源模型名字的小写。例如：

# 在终端下使用 Django
>>>b = Book.objects.get(id=1)
# 其中 entry_set 为默认的 related_name
>>>b.entry_set.all() 
>>>b.entry_set.filter(headline__contains='天龙八部')
>>>b.entry_set.count()

如果我们设置 related_name='novels'，那么上面的代码将变为：

# 在终端下使用 Django
>>>b = Book.objects.get(id=1)
# 其中 entry_set 为默认的 related_name
>>>b.novels.all() 
>>>b.novels.filter(headline__contains='天龙八部')
>>>b.novels.count()

2.1.4related_query_name

反向查询的关系查询集名称。用于从目标模型反向过滤模型对象的名称。具体用法如下：

class Tag(models.Model):
    article = models.ForeignKey(
        Article,
        on_delete=models.CASCADE,
        related_name="tags",
        related_query_name="tag",
    )
    name = models.CharField(max_length=255)

# 现在可以使用 tag作为查询名
Article.objects.filter(tag__name="important")

3 字段选项

字段选项是给每个 Field 指定一些属性。

db_column： 指定当前数据库表中该字段的列名。如果没有指定，Django 默认将 Field 名作为字段名。

db_index： 如果赋值为 True, 将会为这个字段创建数据库索引。

db_tablespace：如果该字段已经设置了索引，db_tablespace 用于指定字段索引的数据库表空间的名字。另外还需要看使用的数据库支不支持表空间。如果不支持，该参数设置没有效果。

editable：设置该字段是否能被编辑，默认是 True。如果设为 False , 这个字段将不会出现在 admin 或者其他 ModelForm 中。 同时也会跳过 模型验证 。

error_messages：用于自定义错误提示信息。参数接受的是字典类型的值。字典的 key 可以是 null, blank, invalid, invalid_choice, unique, 和 unique_for_dat 其中的一个。

help_text：用于前端页面上显示提示信息。要确保页面不存在 XXS 漏洞，需要使用django.utils.html.escape() 对内容进行转义。

unique_for_date：设置为 DateField 或者 DateTimeField 字段的名字，表示要求该字段对于相应的日期字段值是唯一的。例如，字段 title 设置了 unique_for_date="pub_date" ，那么Django将不会允许在同一 pub_date 的两条记录的 title 相同。

unique_for_month：用法跟 unique_for_date 类似。

unique_for_year：用法跟 unique_for_date 类似。

verbose_name：为字段设置别名。对于每一个字段类型，除了 ForeignKey、ManyToManyField和 OneToOneField 这三个特殊的关系类型，其第一可选位置参数都是 verbose_name。如果用户没有定义该选项， Django会自动将自动创建，内容是该字段属性名中的下划线转换为空格的结果。

比如这个例子中描述名是 person's first name:

first_name = models.CharField("person's first name", max_length=30)

而没有主动设置时，则是 first name:

first_name = models.CharField(max_length=30)

对于外键、多对多和一对一字字段，由于第一个参数需要用来指定关联的模型。因此必须用关键字参数 verbose_name 来明确指定。如下：

poll = models.ForeignKey(
    Poll,
    on_delete=models.CASCADE,
    verbose_name="the related poll",
)
sites = models.ManyToManyField(Site, verbose_name="list of sites")
place = models.OneToOneField(
    Place,
    on_delete=models.CASCADE,
    verbose_name="related place",
)

另外 verbose_name 不用大写首字母，在必要的时候 Django 会自动大写首字母。

validators：该字段将要运行的一个验证器的列表。例如 RegexValidator、EmailValidator。

4模型的元数据Meta

除了抽象模型，在模型中定义的字段都会成为表中的列。如果我们需要给模型指定其他一些信息，例如排序方式、数据库表名等，就需要用到 Meta。Meta 是一个可选的类，具体用法如下：

class Author(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=40)
    email = models.EmailField()

    class Meta:
        managed = True
        db_table = 'author'

不知你是否对上述代码有影响。通过 Django 将数据库表反向生成模型时，Django 会默认带上 managed 和 db_table 信息。

我主要说下 Meta 一些重要的属性，其他属性你可以通过文档信息进行学习。

abstract: 如果 abstract = True，模型会指定为抽象模型。它相当于面向对象编程中的抽象基类。

proxy：如果设置了proxy = True，表示使用代理模式的模型继承方式。

db_table：指定当前模型在数据库的表名。

managed：该属性默认值为 True，表示能创建模型和操作数据库表。

ordering：指定该模型生成的所有对象的排序方式。默认按升序排列，如果在字段名前加上字符 “-” 则表示按降序排列，如果使用字符问号 “？” 表示随机排列。

ordering = ['pub_date']             # 表示按'pub_date'字段进行升序排列
ordering = ['-pub_date']            # 表示按'pub_date'字段进行降序排列
ordering = ['-pub_date', 'author']  # 表示先按'pub_date'字段进行降序排列，再按`author`字段进行升序排列。

verbose_name：给模型设置别名。如果不指定它，Django 会使用小写的模型名作为默认值。

verbose_name = "book"
verbose_name = "图书"

verbose_name_plural：因为英语单词有单数和复数两种形式，这个属性是模型对象的复数名。中文则跟 verbose_name 值一致。如果不指定该选项，那么默认的复数名字是 verbose_name 加上 ‘s’ 。

verbose_name_plural = "books"
verbose_name_plural = "图书"

indexes：为当前模型建立索引列表。用法如下：

from django.db import models

class Customer(models.Model):
    first_name = models.CharField(max_length=100)
    last_name = models.CharField(max_length=100)

    class Meta:
        indexes = [
            models.Index(fields=['last_name', 'first_name']),
            models.Index(fields=['first_name'], name='first_name_idx'),
        ]

5模型的继承

根据模型的 Meta 信息设置，模型继承方式可以分为三种：

5.1抽象模型

模型的 Meta 类中含有 abstract = True 属性。抽象模型一般被当作基类，它持有子类共有的字段。值得注意的是，抽象模型在数据库中不会生成表。

from django.db import models

# 抽象模型
class Person(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=500)
    age = models.PositiveIntegerField()
    
    class Meta:
        abstract = True

# 子模型
class Student(Person):
    school_name = models.CharField(max_length=20)

子模型如果没有定义 Meta 类，那么会继承抽象模型的 Meta 类。但是 abstract 属性不会被继承。

5.2多表继承

这种方式继承方式，子模型的父模型可以一个或者多个。

当父类模型是正常的模型，即不是抽象模型，在数据库中有对应表。

虽然在 Model 层不推荐使用多重继承，但 Django 的 ORM 还是支持这样的使用方式。如果使用多表继承，子模型跟每个父模型都会添加一个一对一的关系。

from django.db import models

# 父模型 one
class Model_One(models.Model):
    attr1 = models.CharField(max_length=10)

# 父模型 two
class Model_Two(models.Model):
    attr2 = models.CharField(max_length=10)

# 子模型
class Multiple(Model_One, Model_Two):
    attr3 = models.CharField(max_length=10)

多重继承的时候，子类的 ORM 映射会选择第一个父类作为主键管理，其他的父类作为一般的外键管理。

5.3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。但是我们只是想扩展一些方法，而不想改变模型的数据存储结构。我们可以将在 Meta 类中增加约束proxy=True 来实现。此时子模型称为父模型的代理类，子类中只能增加方法，而不能增加属性。

from django.db import models
from django.contrib.auth.models import User

class Person(User):
    name = models.CharField(max_length=10)
    
    class Meta:
        proxy = True

    def do_something(self):
        pass

class Man(Person):
    job = models.CharField(max_length=20)

class Woman(Person):
    makeup = models.CharField(max_length=20)