Python之django框架模型(models)详解

第一部分：模型类介绍

1.1 定义属性

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会为表创建自动增长的主键列，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django不会再创建自动增长的主键列。

默认创建的主键列属性为id，可以使用pk代替，pk全拼为primary key。

注意：pk是主键的别名，若主键名为id2，那么pk是id2的别名。

属性命名限制：

• 不能是python的保留关键字。
• 不允许使用连续的下划线，这是由django的查询方式决定的，在后面会详细讲解查询。
• 定义属性时需要指定字段类型，通过字段类型的参数指定选项，语法如下：

属性=models.字段类型(选项)

1.2 字段类型

使用时需要引入django.db.models包，字段类型如下：

• AutoField：自动增长的IntegerField，通常不用指定，不指定时Django会自动创建属性名为id的自动增长属性。(必须填入参数primary_key=True)

from django.db import models

    class UserInfo(models.Model):
        # 自动创建一个列名为id的且为自增的整数列
        username = models.CharField(max_length=32)

    class Group(models.Model):
        # 自定义自增列
        nid = models.AutoField(primary_key=True)
        name = models.CharField(max_length=32)

• BooleanField：布尔字段，值为True或False。
• NullBooleanField：支持Null、True、False三种值。
• CharField(max_length=字符长度)：字符串。
  • 参数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(max_digits=None, decimal_places=None)：十进制浮点数。
  • 参数max_digits表示总位数。
  • 参数decimal_places表示小数位数。
• FloatField：浮点数。
• DateField[auto_now=False, auto_now_add=False])：日期。
  • 参数auto_now表示每次保存对象时，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auto_now_add表示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。
  • 参数auto_now_add和auto_now是相互排斥的，组合将会发生错误。
• TimeField：时间，参数同DateField。
• DateTimeField：日期时间，参数同DateField。
• FileField：上传文件字段。

参数	说明
upload_to = “”	上传文件的保存路径如：upload_to = "uploads/%Y/%m/%d/“

• ImageField：继承于FileField，对上传的内容进行校验，确保是有效的图片。

参数	说明
upload_to = “”	上传文件的保存路径
storage = None	存储组件，默认django.core.files.storage.FileSystemStorage
width_field=None	上传图片的高度保存的数据库字段名（字符串）
height_field=None	上传图片的宽度保存的数据库字段名（字符串）

1.3 选项

通过选项实现对字段的约束，选项如下：

• null：如果为True，表示允许为空，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，默认值是False。
• default：默认值。
• primary_key：若为True，则该字段会成为模型的主键字段，默认值是False，一般作为AutoField的选项使用。
• unique：如果为True, 这个字段在表中必须有唯一值，默认值是False。

1.4 关联数据 on_delete

• CASCADE:这就是默认的选项，级联删除。
• PROTECT: 保护模式，如果采用该选项，删除的时候，会抛出ProtectedError错误。
• SET_NUL: 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(): 自定义一个值，该值当然只能是对应的实体了

**官方案例**
def get_sentinel_user():
    return get_user_model().objects.get_or_create(username='deleted')[0]

class MyModel(models.Model):
    user = models.ForeignKey(
        settings.AUTH_USER_MODEL,
        on_delete=models.SET(get_sentinel_user),
    )

1.5 关联数据 on_delete

• db_table: 指定表名
• abstract: 指定是否为抽象类
• ordering: 排序; 字符串前加-表示倒序，不加-表示正序
• verbose_name: 让字段可读
• verbose_name_plural：让复数字段可读

class User(models.Model):
    EDU_CHOICES = (
    ('1', '高中'),
    ('2', '大专'),
    ('3', '本科'),
    ('4', '硕士'),
    ('5', '博士')
    )    
    GENDER_CHOICES = (
    ('1', '男'),
    ('2', '女'))
    nickname = models.CharField(verbose_name='昵称', max_length=20, blank=False)
    password = models.CharField(verbose_name='密码', max_length=40, blank=False)
    tel = models.CharField(verbose_name='手机号码', max_length=11, blank=False)
    edu = models.CharField(verbose_name='学历', max_length=1, choices=EDU_CHOICES)
    gender = models.CharField(verbose_name='性别', max_length=1, choices=GENDER_CHOICES)

    class Meta:
        db_table = 'mt_users'
        verbose_name = '用户管理'
        verbose_name_plural = verbose_name
        ordering = ['-id']

第二部分：模型查询

2.1 精确查询

exact：表示判等。

list=Article.objects.filter(id__exact=1)
可简写为：
list=Article.objects.filter(id=1)

2.2 根据主键查询

Article.objects.get(pk=1)

注意：使用get()方法和使用filter()方法然后通过[0]的方式分片，有着不同的地方。看似两者都是获取单一对象。但是，如果在查询时没有匹配到对象，那么get()方法将抛出DoesNotExist异常。这个异常是模型类的一个属性，在上面的例子中，如果不存在主键为1的Entry对象，那么Django将抛出Entry.DoesNotExist异常。

类似地，在使用get()方法查询时，如果结果超过1个，则会抛出MultipleObjectsReturned异常，这个异常也是模型类的一个属性。

2.3 模糊查询

contains：是否包含。

list = Article.objects.filter(btitle__contains='新')

startswith、endswith：以指定值开头或结尾。

list = Article.objects.filter(btitle__endswith='哈哈')

以上运算符都区分大小写，在这些运算符前加上i表示不区分大小写，如iexact、icontains、istartswith、iendswith.

2.4 是否为空查询

isnull：是否为null。

list = Article.objects.filter(title__isnull=False)

2.5 范围查询

in：是否包含在范围内。

list = Article.objects.filter(id__in=[1, 3, 5])

2.6 比较查询

gt、gte、lt、lte：大于、大于等于、小于、小于等于。

list = Article.objects.filter(id__gt=3)

不等于

不等于的运算符，使用exclude()过滤器。

list = Article.objects.exclude(id=3)

2.7 日期查询

year、month、day、week_day、hour、minute、second：对日期时间类型的属性进行运算。

list = Article.objects.filter(create_time__year=2019)

查询2019年1月1日后发表的文章。

list = Article.objects.filter(create_time__gt=date(2019, 1, 1))

2.8 F对象

两个属性做比较

例：查询阅读量大于等于评论量的文章。

from django.db.models import F
...
list = Article.objects.filter(vnum__gte=F('cnum'))

可以在F对象上使用算数运算。

例：查询阅读量大于2倍评论量的文章。

list = Article.objects.filter(bread__gt=F('bcomment') * 2)

2.9 Q对象

并且关系

例：查询阅读量大于20，并且编号小于3的文章。

list=Article.objects.filter(vnum__gt=20,id__lt=3)
或
list=Article.objects.filter(vnum__gt=20).filter(id__lt=3)

例：查询阅读量大于20的文章，改写为Q对象如下。

from django.db.models import Q
...
list = Article.objects.filter(Q(vnum__gt=20))

例：查询阅读量大于20，或编号小于3的文章，只能使用Q对象实现

list = Article.objects.filter(Q(vnum__gt=20) | Q(id__lt=3))

例：查询编号不等于3的文章。

list = Article.objects.filter(~Q(pk=3))

2.10 聚合函数

使用aggregate()过滤器调用聚合函数。聚合函数包括：Avg，Count，Max，Min，Sum，被定义在django.db.models中。

例：查询文章的总阅读量。

from django.db.models import Sum
...
list = Article.objects.aggregate(Sum('vnum'))

注意aggregate的返回值是一个字典类型，格式如下：

  {'聚合类小写__属性名':值}
  如:{'sum__vnum':3}

第三部分：Django查询集QuerySet及两大特性

3.1、概念

查询集表示从数据库中获取的对象集合。

Django的ORM中存在查询集的概念。

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。

当调用如下过滤器方法时，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。
  也就意味着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的角度讲，查询集与select语句等价，过滤器像where、limit、order by子句。

判断某一个查询集中是否有数据：

• exists()：判断查询集中是否有数据，如果有则返回True，没有则返回False。

3.2、查询集两大特性

3.2.1 惰性查询

只有在实际使用查询集中的数据的时候,才会发生对数据库的真正查询，

list=Article.objects.all()

3.2.2 查询集缓存

当使用的是同一个查询集时，第一次的时候会发生实际数据库的查询,然后把结果缓存起来,之后再使用这个查询集时,使用的是缓存中的结果集

情况一：不重用缓存，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。

from .models import Article
[article.id for book in Article.objects.all()]
[article.id for book in Article.objects.all()]

情况二：经过存储后，可以重用查询集，第二次使用缓存中的数据

list=Article.objects.all()
[article.id for article in list]
[article.id for article in list]

3.3、切片

list=Article.objects.all()[0:2]

第四部分：Django关联模型查询

4.1 模型类关系

关系型数据库的关系包括三种类型：

• ForeignKey：一对多，将字段定义在多的一端中。
• ManyToManyField：多对多，将字段定义在任意一端中。
• 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"。

4.2 一对多关系

新闻和分类模型

# 分类表
class Category(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=20)

    position = models.IntegerField(default=1)  # 用来排序

    isshow = models.BooleanField(default=True)  # 用于是否展示

    isdelete = models.BooleanField(default=False)  # 用于是否删除

    create_time = models.DateTimeField(auto_now_add=True)  # 用于表示创建时间

    update_time = models.DateTimeField(auto_now=True)  # 用于表示更新时间

    def __str__(self):
        return self.title


#文章表
class Article(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=100)

    content = models.TextField(max_length=5000)

    Category = models.ForeignKey(to=Category,on_delete=models.CASCADE)  # 一对多 必须写在多的里面

    def __str__(self):
        return self.title

4.3 多对多关系

新闻和标签模型

# 标签
class Tag(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=20)  # 标签名字

    isdelete = models.BooleanField(default=False)  # 用于是否删除

    create_time = models.DateTimeField(auto_now_add=True)  # 用于表示创建时间

    update_time = models.DateTimeField(auto_now=True)  # 用于表示更新时间


# 文章表
class Article(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=100)

    content = models.TextField(max_length=5000)

    tag = models.ManyToManyField(to=Tag)  # 多对多写在哪里都可以

    def __str__(self):
        return self.title

4.4 自关联

省市区模型

#定义地区模型类，存储省、市、区县信息
class Area(models.Model):
    title=models.CharField(max_length=30)#名称
    parent=models.ForeignKey('self',null=True,blank=True)#关系

4.5 查询

• 一对多关联查询

category = Category.objects.get(id=1)
category.article_set.all()

• 多到一关联查询:

article = Article.objects.get(id=1)
article.category

• 多对多关联查询->正向查询

article = Article.objects.get(id=1) 
article.tag.all() # 取一篇文章的所有标签

• 多对多关联查询->反向查询

tag = Tag.objects.get(id=1)
tag.article_set.all()

• 反向查询简化

可以在ForeignKey字段的定义中，category = ForeignKey(Category, on_delete=models.CASCADE, related_name=’articles’)`

c = Category.objects.get(id=1)
c.articles.all() 

第五部分：Django关联模型查询常用方法

5.1 返回新QuerySet的部分方法

方法名	解释
all()	获取所有的对象
filter()	过滤查询对象。
exclude()	排除满足条件的对象
annotate()	使用聚合函数
order_by()	对查询集进行排序
reverse()	反向排序
distinct()	对查询集去重
values()	返回包含对象具体值的字典的QuerySet
values_list()	与values()类似，只是返回的是元组而不是字典
none()	创建空的查询集

5.2 不返回新QuerySet的部分方法

方法名	解释
get()	获取单个对象
first()	获取第一个对象
last()	获取最后一个对象
create()	创建对象，无需save()
update()	批量更新对象
delete()	批量删除对象
count()	统计对象的个数
aggregate()	聚合操作
exists()	判断queryset中是否有对象
get_or_create()	查询对象，如果没有找到就新建对象
update_or_create()	更新对象，如果没有找到就创建对象
latest()	获取最近的对象
earliest()	获取最早的对象