Django-ORM框架-语法进阶（CRUD&关联查询、聚合查询、分组查询、F查询和Q查询）
之前的模型（Model）博客中我们初步的介绍了ORM,那么如何在Django对这些数据进行处理呢？实现CRUD这一套操作，即增加(Create)、查找或读取(Read)、更改(Update)、删除(Delete)精准查询，另外我们要根据筛选条件进行查询，即关联查询、聚合查询、分组查询、F查询和Q查询等等；
必知必会13条
| 查询语句 | 说明 |
|---|---|
| all() | 查询所有结果 |
| filter(**kwargs) | 它包含了与所给筛选条件相匹配的对象 |
| get(**kwargs) | 返回与所给筛选条件相匹配的对象，返回结果有且只有一个，如果符合筛选条件的对象超过一个或者没有都会抛出错误。 |
| exclude(**kwargs) | 它包含了与所给筛选条件不匹配的对象 |
| values(*field) | 返回一个ValueQuerySet——一个特殊的QuerySet，运行后得到的并不是一系列model的实例化对象，而是一个可迭代的字典序列 |
| values_list(*field) | 它与values()非常相似，它返回的是一个元组序列，values返回的是一个字典序列 |
| order_by(*field) | 对查询结果排序 |
| reverse() | 对查询结果反向排序，请注意reverse()通常只能在具有已定义顺序的QuerySet上调用(在model类的Meta中指定ordering或调用order_by()方法) |
| distinct() | 从返回结果中剔除重复纪录(如果你查询跨越多个表，可能在计算QuerySet时得到重复的结果。此时可以使用distinct()，注意只有在PostgreSQL中支持按字段去重。) |
| count() | 返回数据库中匹配查询(QuerySet)的对象数量。 |
| first() | 返回第一条记录 |
| last() | 返回最后一条记录 |
| exists() | 如果QuerySet包含数据，就返回True，否则返回False |
返回QuerySet对象的方法有
- all()
- filter()
- exclude()
- order_by()
- reverse()
- distinct()
特殊的QuerySet
- values() 返回一个可迭代的字典序列
- values_list() 返回一个可迭代的元祖序列
返回具体对象的
- get()
- first()
- last()
返回布尔值的方法有：
- exists()
返回数字的方法有
- count()
单表查询之神奇的双下划线
models.Tb1.objects.filter(id__lt=10, id__gt=1) # 获取id大于1 且 小于10的值
models.Tb1.objects.filter(id__in=[11, 22, 33]) # 获取id等于11、22、33的数据
models.Tb1.objects.exclude(id__in=[11, 22, 33]) # not in
models.Tb1.objects.filter(name__contains="ven") # 获取name字段包含"ven"的
models.Tb1.objects.filter(name__icontains="ven") # icontains大小写不敏感
models.Tb1.objects.filter(id__range=[1, 3]) # id范围是1到3的，等价于SQL的bettwen and
类似的还有：startswith，istartswith, endswith, iendswithdate字段还可以：
models.Class.objects.filter(first_day__year=2017)字段名__exact=具体值，缩写形式为：字段名=具体值
字段名__gt：大于
字段名__gte：大于等于
字段名__lt：小于
字段名__lte 小于等于
字段名__contains：包含
字段名__startwith：以xxx开头
字段名__endwith：以 xxx结尾
字段名__isnull：是否为NULL
ForeignKey操作
正向查找
对象查找（跨表）
语法：
对象**.关联字段.字段**
示例：
book_obj = models.Book.objects.first() # 第一本书对象
print(book_obj.publisher) # 得到这本书关联的出版社对象
print(book_obj.publisher.name) # 得到出版社对象的名称字段查找（跨表）
语法：
关联字段**__字段**
示例：
print(models.Book.objects.values_list("publisher__name"))反向操作
对象查找
语法：
obj.表名_set
示例：
publisher_obj = models.Publisher.objects.first() # 找到第一个出版社对象
books = publisher_obj.book_set.all() # 找到第一个出版社出版的所有书
titles = books.values_list("title") # 找到第一个出版社出版的所有书的书名字段查找
语法：
表名__字段
示例：
titles = models.Publisher.objects.values_list("book__title")ManyToManyField
class RelatedManager
"关联管理器"是在一对多或者多对多的关联上下文中使用的管理器。
它存在于下面两种情况：
-
外键关系的反向查询
-
多对多关联关系
简单来说就是当 点后面的对象 可能存在多个的时候就可以使用以下的方法。
方法
create()
创建一个新的对象，保存对象，并将它添加到关联对象集之中，返回新创建的对象。
>>> import datetime
>>> models.Author.objects.first().book_set.create(title="番茄物语", publish_date=datetime.date.today())add()
把指定的model对象添加到关联对象集中。
添加对象
>>> author_objs = models.Author.objects.filter(id__lt=3)
>>> models.Book.objects.first().authors.add(*author_objs)添加id
>>> models.Book.objects.first().authors.add(*[1, 2])set()
更新model对象的关联对象。
>>> book_obj = models.Book.objects.first()
>>> book_obj.authors.set([2, 3])remove()
从关联对象集中移除执行的model对象
>>> book_obj = models.Book.objects.first()
>>> book_obj.authors.remove(3)clear()
从关联对象集中移除一切对象。
>>> book_obj = models.Book.objects.first()
>>> book_obj.authors.clear()注意：
对于ForeignKey对象，clear()和remove()方法仅在null=True时存在。
举个例子：
ForeignKey字段没设置null=True时，
class Book(models.Model):
title = models.CharField(max_length=32)
publisher = models.ForeignKey(to=Publisher)没有clear()和remove()方法：
>>> models.Publisher.objects.first().book_set.clear()
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
AttributeError: 'RelatedManager' object has no attribute 'clear' 当ForeignKey字段设置null=True时，
class Book(models.Model):
name = models.CharField(max_length=32)
publisher = models.ForeignKey(to=Class, null=True)此时就有clear()和remove()方法：
>>> models.Publisher.objects.first().book_set.clear()注意：
-
对于所有类型的关联字段，add()、create()、remove()和clear(),set()都会马上更新数据库。换句话说，在关联的任何一端，都不需要再调用save()方法。
聚合查询和分组查询
聚合
aggregate()是QuerySet 的一个终止子句，意思是说，它返回一个包含一些键值对的字典。
键的名称是聚合值的标识符，值是计算出来的聚合值。键的名称是按照字段和聚合函数的名称自动生成出来的。
用到的内置函数：
from django.db.models import Avg, Sum, Max, Min, Count示例：
>>> from django.db.models import Avg, Sum, Max, Min, Count>>> models.Book.objects.all().aggregate(Avg("price"))
{'price__avg': 13.233333}如果你想要为聚合值指定一个名称，可以向聚合子句提供它。
>>> models.Book.objects.aggregate(average_price=Avg('price'))
{'average_price': 13.233333}如果你希望生成不止一个聚合，你可以向aggregate()子句中添加另一个参数。所以，如果你也想知道所有图书价格的最大值和最小值，可以这样查询：
>>> models.Book.objects.all().aggregate(Avg("price"), Max("price"), Min("price"))
{'price__avg': 13.233333, 'price__max': Decimal('19.90'), 'price__min': Decimal('9.90')}分组
我们在这里先复习一下SQL语句的分组。
假设现在有一张公司职员表：
我们使用原生SQL语句，按照部分分组求平均工资：
select dept,AVG(salary) from employee group by dept;ORM查询:
from django.db.models import Avg
Employee.objects.values("dept").annotate(avg=Avg("salary").values(dept, "avg")连表查询的分组：
SQL查询：
select dept.name,AVG(salary) from employee inner join dept on (employee.dept_id=dept.id) group by dept_id;ORM查询：
from django.db.models import Avg
models.Dept.objects.annotate(avg=Avg("employee__salary")).values("name", "avg")更多示例：
示例1：统计每一本书的作者个数
>>> book_list = models.Book.objects.all().annotate(author_num=Count("author"))
>>> for obj in book_list:
... print(obj.author_num)
...
2
1
1示例2：统计出每个出版社买的最便宜的书的价格
>>> publisher_list = models.Publisher.objects.annotate(min_price=Min("book__price"))
>>> for obj in publisher_list:
... print(obj.min_price)
...
9.90
19.90方法二：
>>> models.Book.objects.values("publisher__name").annotate(min_price=Min("price"))
示例3：统计不止一个作者的图书
>>> models.Book.objects.annotate(author_num=Count("author")).filter(author_num__gt=1)
]> 示例4：根据一本图书作者数量的多少对查询集 QuerySet进行排序
>>> models.Book.objects.annotate(author_num=Count("author")).order_by("author_num")
, , ]> 示例5：查询各个作者出的书的总价格
>>> models.Author.objects.annotate(sum_price=Sum("book__price")).values("name", "sum_price")
F查询和Q查询
F查询
在上面所有的例子中，我们构造的过滤器都只是将字段值与某个常量做比较。如果我们要对两个字段的值做比较，那该怎么做呢？
Django 提供 F() 来做这样的比较。F() 的实例可以在查询中引用字段，来比较同一个 model 实例中两个不同字段的值。
示例1：
查询评论数大于收藏数的书籍
from django.db.models import F
models.Book.objects.filter(commnet_num__gt=F('keep_num'))Django 支持 F() 对象之间以及 F() 对象和常数之间的加减乘除和取模的操作。
models.Book.objects.filter(commnet_num__lt=F('keep_num')*2)修改操作也可以使用F函数,比如将每一本书的价格提高30元
models.Book.objects.all().update(price=F("price")+30)引申：
如果要修改char字段咋办？
如：把所有书名后面加上(第一版)
>>> from django.db.models.functions import Concat
>>> from django.db.models import Value
>>> models.Book.objects.all().update(title=Concat(F("title"), Value("("), Value("第一版"), Value(")")))Q查询
filter() 等方法中的关键字参数查询都是一起进行“AND” 的。 如果你需要执行更复杂的查询（例如OR语句），你可以使用Q对象。
示例1：
查询作者名是小仙女或小魔女的
models.Book.objects.filter(Q(authors__name="小仙女")|Q(authors__name="小魔女"))你可以组合& 和| 操作符以及使用括号进行分组来编写任意复杂的Q 对象。同时，Q 对象可以使用~ 操作符取反，这允许组合正常的查询和取反(NOT) 查询。
示例：查询作者名字是小仙女并且不是2018年出版的书的书名。
>>> models.Book.objects.filter(Q(author__name="小仙女") & ~Q(publish_date__year=2018)).values_list("title")
查询函数可以混合使用Q 对象和关键字参数。所有提供给查询函数的参数（关键字参数或Q 对象）都将"AND”在一起。但是，如果出现Q 对象，它必须位于所有关键字参数的前面。
例如：查询出版年份是2017或2018，书名中带物语的所有书。
>>> models.Book.objects.filter(Q(publish_date__year=2018) | Q(publish_date__year=2017), title__icontains="物语")
, , ]> 锁和事务
锁
select_for_update(nowait=False, skip_locked=False)返回一个锁住行直到事务结束的查询集，如果数据库支持，它将生成一个 SELECT ... FOR UPDATE 语句。
举个例子：
entries = Entry.objects.select_for_update().filter(author=request.user)所有匹配的行将被锁定，直到事务结束。这意味着可以通过锁防止数据被其它事务修改。
一般情况下如果其他事务锁定了相关行，那么本查询将被阻塞，直到锁被释放。 如果这不想要使查询阻塞的话，使用select_for_update(nowait=True)。 如果其它事务持有冲突的锁, 那么查询将引发 DatabaseError 异常。你也可以使用select_for_update(skip_locked=True)忽略锁定的行。 nowait和skip_locked是互斥的，同时设置会导致ValueError。
目前，postgresql，oracle和mysql数据库后端支持select_for_update()。 但是，MySQL不支持nowait和skip_locked参数。
使用不支持这些选项的数据库后端（如MySQL）将nowait=True或skip_locked=True转换为select_for_update()将导致抛出DatabaseError异常，这可以防止代码意外终止。
事务
import os
if __name__ == '__main__':
os.environ.setdefault("DJANGO_SETTINGS_MODULE", "BMS.settings")
import django
django.setup()
import datetime
from app01 import models
try:
from django.db import transaction
with transaction.atomic():
new_publisher = models.Publisher.objects.create(name="火星出版社")
models.Book.objects.create(title="橘子物语", publish_date=datetime.date.today(), publisher_id=10) # 指定一个不存在的出版社id
except Exception as e:
print(str(e))其他鲜为人知的操作（有个印象即可）
Django ORM执行原生SQL
在模型查询API不够用的情况下，我们还可以使用原始的SQL语句进行查询。
Django 提供两种方法使用原始SQL进行查询：一种是使用raw()方法，进行原始SQL查询并返回模型实例；另一种是完全避开模型层，直接执行自定义的SQL语句。
执行原生查询
raw()管理器方法用于原始的SQL查询，并返回模型的实例：
注意：raw()语法查询必须包含主键。
这个方法执行原始的SQL查询，并返回一个django.db.models.query.RawQuerySet 实例。 这个RawQuerySet 实例可以像一般的QuerySet那样，通过迭代来提供对象实例。
举个例子：
class Person(models.Model):
first_name = models.CharField(...)
last_name = models.CharField(...)
birth_date = models.DateField(...)可以像下面这样执行原生SQL语句
>>> for p in Person.objects.raw('SELECT * FROM myapp_person'):
... print(p)raw()查询可以查询其他表的数据。
举个例子：
ret = models.Student.objects.raw('select id, tname as hehe from app02_teacher')
for i in ret:
print(i.id, i.hehe)raw()方法自动将查询字段映射到模型字段。还可以通过translations参数指定一个把查询的字段名和ORM对象实例的字段名互相对应的字典
d = {'tname': 'haha'}
ret = models.Student.objects.raw('select * from app02_teacher', translations=d)
for i in ret:
print(i.id, i.sname, i.haha)原生SQL还可以使用参数，注意不要自己使用字符串格式化拼接SQL语句，防止SQL注入！
d = {'tname': 'haha'}
ret = models.Student.objects.raw('select * from app02_teacher where id > %s', translations=d, params=[1,])
for i in ret:
print(i.id, i.sname, i.haha)直接执行自定义SQL
有时候raw()方法并不十分好用，很多情况下我们不需要将查询结果映射成模型，或者我们需要执行DELETE、 INSERT以及UPDATE操作。在这些情况下，我们可以直接访问数据库，完全避开模型层。
我们可以直接从django提供的接口中获取数据库连接，然后像使用pymysql模块一样操作数据库。
from django.db import connection, connections
cursor = connection.cursor() # cursor = connections['default'].cursor()
cursor.execute("""SELECT * from auth_user where id = %s""", [1])
ret = cursor.fetchone()Django终端打印SQL语句
在Django项目的settings.py文件中，在最后复制粘贴如下代码：
LOGGING = {
'version': 1,
'disable_existing_loggers': False,
'handlers': {
'console':{
'level':'DEBUG',
'class':'logging.StreamHandler',
},
},
'loggers': {
'django.db.backends': {
'handlers': ['console'],
'propagate': True,
'level':'DEBUG',
},
}
}即为你的Django项目配置上一个名为django.db.backends的logger实例即可查看翻译后的SQL语句。
在Python脚本中调用Django环境
import os
if __name__ == '__main__':
os.environ.setdefault("DJANGO_SETTINGS_MODULE", "BMS.settings")
import django
django.setup()
from app01 import models
books = models.Book.objects.all()
print(books)