【Django入门】数据库开发以及Models.py编写规则

简介

在Django中，models.py是定义数据模型的地方。Django的ORM（Object-Relational Mapping）系统会根据models.py中的定义创建数据库表，并提供一个Python API来操作这些表。

创建一个Model

在models.py中创建一个Model非常简单。我们只需要定义一个Python类，并继承自django.db.models.Model类即可。例如：

from django.db import models

class Person(models.Model):
    first_name = models.CharField(max_length=30)
    last_name = models.CharField(max_length=30)
    email = models.EmailField()

在这个例子中，我们定义了一个Person类，并继承自django.db.models.Model类。我们还定义了三个属性：first_name、last_name和email。这些属性都是django.db.models.Model类中的Field子类。

Field类型

Django提供了多种Field类型，用于定义不同类型的数据。以下是一些常见的Field类型：

Field类型	用途
CharField	用于存储字符串。
IntegerField	用于存储整数。
FloatField	用于存储浮点数。
BooleanField	用于存储布尔值。
DateField	用于存储日期。
DateTimeField	用于存储日期和时间。
EmailField	用于存储电子邮件地址。
TextField	用于存储大文本数据。

在定义一个Field时，我们可以指定它的一些选项，例如最大长度、默认值、是否可为空等等。例如：

class Person(models.Model):
    first_name = models.CharField(max_length=30)
    last_name = models.CharField(max_length=30)
    email = models.EmailField(unique=True)
    age = models.IntegerField(default=18)
    bio = models.TextField(blank=True)

在这个例子中，我们给email属性指定了unique=True选项，表示这个属性的值必须是唯一的。我们还给age属性指定了default=18选项，表示这个属性的默认值为18。最后，我们给bio属性指定了blank=True选项，表示这个属性可以为空。

完整性约束

完整性约束是一种保证数据库中数据的一致性和有效性的机制。在 Django 中，可以通过在 models.py 中定义模型时使用一些特殊的字段选项来实现完整性约束。以下是一些示例：

1. 主键约束：每个模型都必须有一个主键字段，可以使用 AutoField 或者 BigAutoField 来实现自动增长的主键，也可以使用 UUIDField 来实现全局唯一的主键。

class MyModel(models.Model):
    id = models.BigAutoField(primary_key=True)
    # other fields

2. 唯一约束：可以使用 UniqueConstraint 或者 unique=True 来实现唯一约束，确保某个字段的值在整个表中是唯一的。

class MyModel(models.Model):
    field1 = models.CharField(max_length=30, unique=True)
    field2 = models.CharField(max_length=30)
    
    class Meta:
        constraints = [
            models.UniqueConstraint(fields=['field1', 'field2'], name='unique_fields')
        ]

3. 外键约束：可以使用 ForeignKey 来实现外键约束，确保某个字段的值必须是另一个表的主键值。

class Author(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=100)

class Book(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=200)
    author = models.ForeignKey(Author, on_delete=models.CASCADE)

4. 检查约束：可以使用 CheckConstraint 来实现检查约束，确保某个字段的值符合特定的条件。

class MyModel(models.Model):
    field1 = models.IntegerField()
    field2 = models.IntegerField()
    
    class Meta:
        constraints = [
            models.CheckConstraint(check=models.Q(field1__gte=0) & models.Q(field2__gte=0), name='positive_fields')
        ]

这些只是一些简单的例子，实际上还有很多其他的完整性约束可以使用，如非空约束、默认值约束等等。在 Django 中，可以使用模型字段选项和 Meta 类中的 constraints 属性来实现这些约束。

Model方法

除了Field属性之外，我们还可以在Model中定义一些方法。这些方法可以用于操作Model的数据，或者为Model提供一些额外的功能。例如：

class Person(models.Model):
    first_name = models.CharField(max_length=30)
    last_name = models.CharField(max_length=30)
    email = models.EmailField(unique=True)
    age = models.IntegerField(default=18)
    bio = models.TextField(blank=True)

    def __str__(self):
        return f"{self.first_name} {self.last_name}"

在这个例子中，我们定义了一个__str__()方法，用于返回Person对象的字符串表示。当我们在Django的管理后台中查看Person对象时，就会使用这个方法返回的字符串来表示这个对象。
假设我们已经创建了一个名为person的Person对象，我们可以通过以下方式使用__str__函数：

print(person)

这将打印出person对象的first_name和last_name属性的值，以及一个空格，如下所示：

John Doe

如果您希望使用__str__函数来自定义打印输出，您可以更改Person类中的__str__函数的实现方式。例如，以下代码将在对象的字符串表示中包括年龄和生物信息：

def __str__(self):
    return f"{self.first_name} {self.last_name} ({self.age}): {self.bio}"

这将打印出person对象的first_name和last_name属性的值，后跟其age属性的值，再后跟其bio属性的值，如下所示：

John Doe (25): A software engineer with a passion for photography.

数据库迁移

在我们定义了一个Model之后，我们需要使用Django的数据库迁移工具来创建数据库表。我们可以使用以下命令来生成迁移文件：

python manage.py makemigrations

然后使用以下命令来应用迁移：

python manage.py migrate

这些命令会根据models.py中的定义来生成数据库表，并将这些表创建在数据库中。

数据的操作（更新、删除、添加）

对于Django中的数据更新、添加和删除，可以使用ORM（对象关系映射）进行操作。ORM是一种将数据库操作转化为对象操作的技术，可以使得我们在Python中直接操作数据库，而不需要编写SQL语句。

下面是一些常见的ORM操作：

1. 添加数据

使用ORM添加数据非常简单，只需要创建一个Model对象并调用save()方法即可，例如：

from myapp.models import MyModel

obj = MyModel(name='John', age=25)
obj.save()

2. 更新数据

使用ORM更新数据也很简单，只需要获取到要更新的对象并修改其属性值，然后调用save()方法即可，例如：

from myapp.models import MyModel

obj = MyModel.objects.get(id=1)
obj.name = 'Peter'
obj.save()

3. 删除数据

使用ORM删除数据也很简单，只需要获取到要删除的对象并调用delete()方法即可，例如：

from myapp.models import MyModel

obj = MyModel.objects.get(id=1)
obj.delete()

4. 关联表查询

在Django中，我们可以使用ForeignKey和ManyToManyField等Field类型来定义模型之间的关系，然后使用ORM进行关联表查询。

例如，如果我们有两个模型，一个是Author，一个是Book，它们之间是一对多的关系，那么可以这样定义：

from django.db import models

class Author(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=100)
    email = models.EmailField()

class Book(models.Model):
    title = models.CharField(max_length=100)
    author = models.ForeignKey(Author, on_delete=models.CASCADE)

然后，我们可以使用ORM进行关联表查询，例如：

from myapp.models import Author, Book

# 获取所有作者及其写的书籍
authors = Author.objects.all()
for author in authors:
    books = author.book_set.all()
    print(author.name, [book.title for book in books])

以上是一些基本的ORM操作，如果需要更详细的信息，可以查看Django官方文档中关于ORM的部分。

结论

在Django中，models.py是定义数据模型的地方。我们可以在这里定义Model的属性、方法和Field类型。Django的ORM系统会根据这些定义来创建数据库表，并提供一个Python API来操作这些表。在使用Django时，熟练掌握models.py的编写规则是非常重要的。