目录
ORM简介
定义模型类
字段查询
查询集
关联查询
自关联
模型实例方法
模型类的属性
ORM,全拼Object-Relation Mapping,中文意为对象-关系映射,是随着面向对象的软件开发方法发展而产生的。面向对象的开发方法是当今企业级应用开发环境中的主流开发方法,关系数据库是企业级应用环境中永久存放数据的主流数据存储系统。对象和关系数据是业务实体的两种表现形式,业务实体在内存中表现为对象,在数据库中表现为关系数据。内存中的对象之间存在关联和继承关系,而在数据库中,关系数据无法直接表达多对多关联和继承关系。因此,对象-关系映射ORM系统一般以中间件的形式存在,主要实现程序对象到关系数据库数据的映射。面向对象是从软件工程基本原则(如耦合、聚合、封装)的基础上发展起来的,而关系数据库则是从数学理论发展而来的,两套理论存在显著的区别。为了解决这个不匹配的现象,对象关系映射技术应运而生。O/R中字母O起源于"对象"(Object),而R则来自于"关系"(Relational)。几乎所有的程序里面,都存在对象和关系数据库。在业务逻辑层和用户界面层中,我们是面向对象的。当对象信息发生变化的时候,我们需要把对象的信息保存在关系数据库中。目前流行的ORM产品如Java的Hibernate,.Net的EntityFormerWork等。
在MVC框架中的Model模块中都包括ORM,对于开发人员主要带来了如下好处:
Django框架中ORM示意图如下:
今天演示使用MySQL数据库,这是Web项目首选的数据库。
进入虚拟环境py_django。
workon py_django
在/home/python/pytest目录下创建项目test2。
django-admin startproject test2
打开test2/settings.py文件,找到DATABASES项,默认使用SQLite3数据库
修改为使用MySQL数据库,代码如下:
将引擎改为mysql,提供连接的主机HOST、端口PORT、数据库名NAME、用户名USER、密码PASSWORD。
DATABASES = {
'default': {
'ENGINE': 'django.db.backends.mysql',
'NAME': 'test2', #数据库名字,
'USER': 'root', #数据库登录用户名
'PASSWORD': 'mysql', #数据库登录密码
'HOST': 'localhost', #数据库所在主机
'PORT': '3306', #数据库端口
}
}
注意:数据库test2 Django框架不会自动生成,需要我们自己进入mysql数据库去创建。
下面是手动创建数据库,打开新终端,在命令行登录mysql,创建数据库test2。
注意:设置字符集为utf8
create database test2 charset=utf8;
返回第一个终端,进入test2目录,创建应用booktest。
cd test2
python manage.py startapp booktest
将应用booktest注册到项目中:打开test2/settings.py文件,找到INSTALLED_APPS项,加入如下代码:
'booktest',
接下来首先以"图书-英雄"管理为例进行演示,复习一下昨天的内容。
1.打开booktest/models.py文件,定义模型类如下
from django.db import models
#定义图书模型类BookInfo
class BookInfo(models.Model):
btitle = models.CharField(max_length=20)#图书名称
bpub_date = models.DateField()#发布日期
bread = models.IntegerField(default=0)#阅读量
bcomment = models.IntegerField(default=0)#评论量
isDelete = models.BooleanField(default=False)#逻辑删除
#定义英雄模型类HeroInfo
class HeroInfo(models.Model):
hname = models.CharField(max_length=20)#英雄姓名
hgender = models.BooleanField(default=True)#英雄性别
isDelete = models.BooleanField(default=False)#逻辑删除
hcomment = models.CharField(max_length=200)#英雄描述信息
hbook = models.ForeignKey('BookInfo')#英雄与图书表的关系为一对多,所以属性定义在英雄模型类中
2.迁移
生成迁移文件。
python manage.py makemigrations
生成迁移文件的时候出现错误,把数据库切换成了mysql,需要安装pymysql模块之后,Django框架才可以操作mysql数据库。安装命令如下:
pip install pymysql
安装成功之后,在test2/_init_.py文件中加上如下代码:
import pymysql
pymysql.install_as_MySQLdb()
然后执行如下命令。
python manage.py makemigrations
python manage.py migrate
打开数据库的命令行,查看当前所有表如下图:
表bookinfo结构如:
默认值并不在数据库层面生效,而是在django创建对象时生效。
表booktest_heroinfo结构如下:
Django框架会根据关系属性生成一个关系字段,并创建外键约束。
3.测试数据
在数据库命令行中,复制如下语句执行,向booktest_bookinfo表中插入测试数据:
insert into booktest_bookinfo(btitle,bpub_date,bread,bcomment,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);
再复制如下语句执行,向booktest_heroinfo表中插入测试数据:
insert into booktest_heroinfo(hname,hgender,hbook_id,hcomment,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);
4.定义视图
打开booktest/views.py文件,定义视图代码如下:
from django.shortcuts import render,redirect
from booktest.models import *
from datetime import date
#查询所有图书并显示
def index(request):
list=BookInfo.objects.all()
return render(request,'booktest/index.html',{'list':list})
#创建新图书
def create(request):
book=BookInfo()
book.btitle = '流星蝴蝶剑'
book.bpub_date = date(1995,12,30)
book.save()
#转向到首页
return redirect('/')
#逻辑删除指定编号的图书
def delete(request,id):
book=BookInfo.objects.get(id=int(id))
book.delete()
#转向到首页
return redirect('/')
5.配置url
打开test2/urls.py文件,配置url如下:
from django.conf.urls import include, url
from django.contrib import admin
urlpatterns = [
url(r'^admin/', include(admin.site.urls)),
#引入booktest的url配置
url(r'^',include('booktest.urls')),
]
在booktest应用下创建urls.py文件,代码如下:
from django.conf.urls import url
from booktest import views
urlpatterns=[
url(r'^$',views.index),
url(r'^delete(\d+)/$',views.delete),
url(r'^create/$',views.create),
]
6.创建模板
打开test2/settings.py文件,配置模板查找目录TEMPLATES的DIRS。
'DIRS': [os.path.join(BASE_DIR,'templates')],
创建templates/booktest/index.html文件。
模板代码如下:
复习案例
创建
{%for book in list%}
- {{book.btitle}}--删除
{%endfor%}
7.运行
运行服务器。
python manage.py runserver
在浏览器中查看。
操作效果如下图。
在mysql命令行中查看数据表变化如下图:
Django根据属性的类型确定以下信息:
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:
属性=models.字段类型(选项)
字段类型
使用时需要引入django.db.models包,字段类型如下:
选项
通过选项实现对字段的约束,选项如下:
综合演示
修改booktest/models.py中的模型类,代码如下:
from django.db import models
#定义图书模型类BookInfo
class BookInfo(models.Model):
#btitle = models.CharField(max_length=20)#图书名称
btitle = models.CharField(max_length=20, db_column='title')#通过db_column指定btitle对应表格中字段的名字为title
bpub_date = models.DateField()#发布日期
bread = models.IntegerField(default=0)#阅读量
bcomment = models.IntegerField(default=0)#评论量
isDelete = models.BooleanField(default=False)#逻辑删除
#定义英雄模型类HeroInfo
class HeroInfo(models.Model):
hname = models.CharField(max_length=20)#英雄姓名
hgender = models.BooleanField(default=True)#英雄性别
isDelete = models.BooleanField(default=False)#逻辑删除
#hcomment = models.CharField(max_length=200)#英雄描述信息
hcomment = models.CharField(max_length=200, null=True, blank=False) #hcomment对应的数据库中的字段可以为空,但通过后台管理页面添加英雄信息时hcomment对应的输入框不能为空
hbook = models.ForeignKey('BookInfo')#英雄与图书表的关系为一对多,所以属性定义在英雄模型类中
然后生成迁移文件并执行迁移命令,最后查看test2数据库中的内容。
实现sql中where的功能,调用过滤器filter()、exclude()、get(),下面以filter()为例。
通过"属性名_id"表示外键对应对象的id值。
语法如下:
说明:属性名称和比较运算符间使用两个下划线,所以属性名不能包括多个下划线。
属性名称__比较运算符=值
查看mysql数据库日志
查看mysql数据库日志可以查看对数据库的操作记录。 mysql日志文件默认没有产生,需要做如下配置:
sudo vi /etc/mysql/mysql.conf.d/mysqld.conf
把68,69行前面的#去除,然后保存并使用如下命令重启mysql服务。
sudo service mysql restart
使用如下命令打开mysql日志文件。
sudo tail -f /var/log/mysql/mysql.log #可以实时查看数据库的日志内容
打开booktest/views.py文件,在index视图中编写如下查询代码:
条件运算符
1) 查询等
exact:表示判等。
例:查询编号为1的图书。
list=BookInfo.objects.filter(id__exact=1)
可简写为:
list=BookInfo.objects.filter(id=1)
2) 模糊查询
contains:是否包含。
说明:如果要包含%无需转义,直接写即可。
例:查询书名包含'传'的图书。
list = BookInfo.objects.filter(btitle__contains='传')
startswith、endswith:以指定值开头或结尾。
例:查询书名以'部'结尾的图书
list = BookInfo.objects.filter(btitle__endswith='部')
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.
3) 空查询
isnull:是否为null。
例:查询书名不为空的图书。
list = BookInfo.objects.filter(btitle__isnull=False)
4) 范围查询
in:是否包含在范围内。
例:查询编号为1或3或5的图书
list = BookInfo.objects.filter(id__in=[1, 3, 5])
5) 比较查询
gt、gte、lt、lte:大于、大于等于、小于、小于等于。
例:查询编号大于3的图书
list = BookInfo.objects.filter(id__gt=3)
不等于的运算符,使用exclude()过滤器。
例:查询编号不等于3的图书
list = BookInfo.objects.exclude(id=3)
6) 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。
例:查询1980年发表的图书。
list = BookInfo.objects.filter(bpub_date__year=1980)
例:查询1980年1月1日后发表的图书。
list = BookInfo.objects.filter(bpub_date__gt=date(1990, 1, 1))
F对象
之前的查询都是对象的属性与常量值比较,两个属性怎么比较呢? 答:使用F对象,被定义在django.db.models中。
语法如下:
F(属性名)
例:查询阅读量大于等于评论量的图书。
from django.db.models import F
...
list = BookInfo.objects.filter(bread__gte=F('bcomment'))
可以在F对象上使用算数运算。
例:查询阅读量大于2倍评论量的图书。
list = BookInfo.objects.filter(bread__gt=F('bcomment') * 2)
Q对象
多个过滤器逐个调用表示逻辑与关系,同sql语句中where部分的and关键字。
例:查询阅读量大于20,并且编号小于3的图书。
list=BookInfo.objects.filter(bread__gt=20,id__lt=3)
或
list=BookInfo.objects.filter(bread__gt=20).filter(id__lt=3)
如果需要实现逻辑或or的查询,需要使用Q()对象结合|运算符,Q对象被义在django.db.models中。
语法如下:
Q(属性名__运算符=值)
例:查询阅读量大于20的图书,改写为Q对象如下。
from django.db.models import Q
...
list = BookInfo.objects.filter(Q(bread__gt=20))
Q对象可以使用&、|连接,&表示逻辑与,|表示逻辑或。
例:查询阅读量大于20,或编号小于3的图书,只能使用Q对象实现
list = BookInfo.objects.filter(Q(bread__gt=20) | Q(pk__lt=3))
Q对象前可以使用~操作符,表示非not。
例:查询编号不等于3的图书。
list = BookInfo.objects.filter(~Q(pk=3))
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:查询图书的总阅读量。
from django.db.models import Sum
...
list = BookInfo.objects.aggregate(Sum('bread'))
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__bread':3}
使用count时一般不使用aggregate()过滤器。
例:查询图书总数。
list = BookInfo.objects.count()
注意count函数的返回值是一个数字。
查询集表示从数据库中获取的对象集合,在管理器上调用某些过滤器方法会返回查询集,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。
返回查询集的过滤器如下:
返回单个值的过滤器如下:
判断某一个查询集中是否有数据:
两大特性
示例:查询所有,编辑booktest/views.py的index视图,运行查看。
list=BookInfo.objects.all()
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中的结果。
演示:运行项目shell。
python manage.py shell
情况一:如下是两个查询集,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。
from booktest.models import BookInfo
[book.id for book in BookInfo.objects.all()]
[book.id for book in BookInfo.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=BookInfo.objects.all()
[book.id for book in list]
[book.id for book in list]
限制查询集
可以对查询集进行取下标或切片操作,等同于sql中的limit和offset子句。
注意:不支持负数索引。
对查询集进行切片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()如果没有数据引发DoesNotExist异常。
示例:获取第1、2项,运行查看。
list=BookInfo.objects.all()[0:2]
关系字段类型
关系型数据库的关系包括三种类型:
一对多关系
参见booktest应用中的BookInfo类和HeroInfo类。
#定义图书模型类BookInfo
class BookInfo(models.Model):
btitle = models.CharField(max_length=20)#图书名称
bpub_date = models.DateField()#发布日期
bread = models.IntegerField(default=0)#阅读量
bcomment = models.IntegerField(default=0)#评论量
isDelete = models.BooleanField(default=False)#逻辑删除
#定义英雄模型类HeroInfo
class HeroInfo(models.Model):
hname = models.CharField(max_length=20)#英雄姓名
hgender = models.BooleanField(default=True)#英雄性别
isDelete = models.BooleanField(default=False)#逻辑删除
hcomment = models.CharField(max_length=200)#英雄描述信息
hbook = models.ForeignKey('BookInfo')#英雄与图书表的关系为一对多,所以属性定义在英雄模型类中
多对多关系
我们下面设计一个新闻类和新闻类型类,一个新闻类型下可以用很多条新闻,一条新闻也可能归属于多种新闻类型。
重新在项目test2下新建一个应用newstest,注册应用之后,编辑newstest/models.py文件设计模型类。
class TypeInfo(models.Model):
tname = models.CharField(max_length=20) #新闻类别
class NewsInfo(models.Model):
ntitle = models.CharField(max_length=60) #新闻标题
ncontent = models.TextField() #新闻内容
npub_date = models.DateTimeField(auto_now_add=True) #新闻发布时间
ntype = models.ManyToManyField('TypeInfo') #通过ManyToManyField建立TypeInfo类和NewsInfo类之间多对多的关系
Django中也能实现类似于join查询。
通过对象执行关联查询
在定义模型类时,可以指定三种关联关系,最常用的是一对多关系,如本例中的"图书-英雄"就为一对多关系,接下来进入shell练习关系的查询。
由一到多的访问语法:
一对应的模型类对象.多对应的模型类名小写_set
例:
b = BookInfo.objects.get(id=1)
b.heroinfo_set.all()
由多到一的访问语法:
多对应的模型类对象.多对应的模型类中的关系类属性名
例:
h = HeroInfo.objects.get(id=1)
h.hbook
访问一对应的模型类关联对象的id语法:
多对应的模型类对象.关联类属性_id
例:
h = HeroInfo.objects.get(id=1)
h.book_id
python manage.py shell
例:查询编号为1的图书。
book=BookInfo.objects.get(pk=1)
例:获得book图书的所有英雄。
book.heroinfo_set.all()
例:获得编号为1的英雄。
hero=HeroInfo.objects.get(pk=1)
例:获得hero英雄出自的图书。
hero.hbook
通过模型类执行关联查询
由多模型类条件查询一模型类数据:
语法如下:
关联模型类名小写__属性名__条件运算符=值
如果没有"__运算符"部分,表示等于,结果和sql中的inner join相同。
例:查询图书,要求图书中英雄的描述包含'八'。
list = BookInfo.objects.filter(heroinfo__hcontent__contains='八')
由一模型类条件查询多模型类数据: 语法如下:
一模型类关联属性名__一模型类属性名__条件运算符=值
例:查询书名为“天龙八部”的所有英雄。
list = HeroInfo.objects.filter(hbook__btitle='天龙八部')
对于地区信息、分类信息等数据,表结构非常类似,每个表的数据量十分有限,为了充分利用数据表的大量数据存储功能,可以设计成一张表,内部的关系字段指向本表的主键,这就是自关联的表结构。
打开booktest/models.py文件,定义AreaInfo类。
说明:关系属性使用self指向本类,要求null和blank允许为空,因为一级数据是没有父级的。
#定义地区模型类,存储省、市、区县信息
class AreaInfo(models.Model):
atitle=models.CharField(max_length=30)#名称
aParent=models.ForeignKey('self',null=True,blank=True)#关系
迁移。
python manage.py makemigrations
python manage.py migrate
打开mysql命令行,导入数据。
source areas.sql
打开booktest/views.py文件,定义视图area。
from booktest.models import AreaInfo
...
#查询广州市的信息
def area(request):
area = AreaInfo.objects.get(pk=440100)
return render(request, 'booktest/area.html', {'area': area})
打开booktest/urls.py文件,新建一条url。
urlpatterns = [
...
url(r'^area/$', views.area),
]
在templates/booktest目录下,新建area.html文件。
地区
当前地区:{{area.atitle}}
上级地区:{{area.aParent.atitle}}
下级地区:
{%for a in area.areainfo_set.all%}
- {{a.atitle}}
{%endfor%}
运行服务器。
python manage.py runserver
在浏览器中输出效果如下图。
属性objects:管理器,是models.Manager类型的对象,用于与数据库进行交互。
当没有为模型类定义管理器时,Django会为每一个模型类生成一个名为objects的管理器,自定义管理器后,Django不再生成默认管理器objects。
为模型类BookInfo定义管理器books语法如下:
class BookInfo(models.Model):
...
books = models.Manager()
管理器Manager
管理器是Django的模型进行数据库操作的接口,Django应用的每个模型类都拥有至少一个管理器。Django支持自定义管理器类,继承自models.Manager。
自定义管理器类主要用于两种情况:
1.修改原始查询集,重写all()方法。
a)打开booktest/models.py文件,定义类BookInfoManager
#图书管理器
class BookInfoManager(models.Manager):
def all(self):
#默认查询未删除的图书信息
#调用父类的成员语法为:super().方法名
return super().all().filter(isDelete=False)
b)在模型类BookInfo中定义管理器
class BookInfo(models.Model):
...
books = BookInfoManager()
2.在管理器类中定义创建对象的方法
对模型类对应的数据表进行操作时,推荐将这些操作数据表的方法封装起来,放到模型管理器类中。
a)打开booktest/models.py文件,定义方法create。
class BookInfoManager(models.Manager):
...
#创建模型类,接收参数为属性赋值
def create_book(self, title, pub_date):
#创建模型类对象self.model可以获得模型类
book = self.model()
book.btitle = title
book.bpub_date = pub_date
book.bread=0
book.bcommet=0
book.isDelete = False
# 将数据插入进数据表
book.save()
return book
b)为模型类BookInfo定义管理器books语法如下
class BookInfo(models.Model):
...
books = BookInfoManager()
c)调用语法如下:
调用:book=BookInfo.books.create_book("abc",date(1980,1,1))
元选项
在模型类中定义类Meta,用于设置元信息,如使用db_table自定义表的名字。
数据表的默认名称为:
_
例:
booktest_bookinfo
例:指定BookInfo模型类生成的数据表名为bookinfo。
在BookInfo模型类中添加如下内容,代码如下:
#定义图书模型类BookInfo
class BookInfo(models.Model):
...
#定义元选项
class Meta:
db_table='bookinfo' #指定BookInfo生成的数据表名为bookinfo